Последовательность изготовления формы методом ручной формовки

Содержание:

Введение                                                                                                                   

1.Способы вторичного переплава слитков,повышающие их качество             5

1.1. Обработка металла синтетическим шлаком                                             5

1.2. Вакуумная дегазация стали                                                                       10

1.3. Электрошлаковый переплав                                                                      14

1.4. Вакуумно-дуговой переплав                                                                     17

2.Эскиз детали                                                                                                       24

2.1. Эскизы элементов литейной формы                                                        24   

2.2. Модели стержневого ящика                                                                      25  

2.3. Собранная литейная форма в разрезе                                                       26

3.Последовательность изготовления формы методом ручной формовки.      27

Заключение                                                                                                                 

Список литературы

Введение.

     Металлургическое  производство возникло на заре развития человеческого общества. Такие металлы, как железо, медь, серебро, золото, ртуть, олово и свинец, нашли свое применение еще до нашей эры.

         Металлы относятся к числу наиболее распространенных материалов, которые человек использует для обеспечения своих жизненных потребностей. В наши дни трудно найти такую область производства, научно-технической деятельности человека или просто его быта, где металлы не играли бы главенствующей роли как конструкционный материал.

          Металлы разделяют на несколько групп: черные, цветные и благородные. К группе черных металлов относятся железо и его сплавы, марганец и хром. К цветным относятся почти все остальные металлы периодической системы Д. И. Менделеева.

         Железо и его сплавы являются основой современной технологии и техники. Еще в середине 70х годов прошлого столетия академик Патон Б.Е. назвал двадцатый век  «железным», не согласиться с ним невозможно. В ряду конструкционных металлов железо стоит на первом месте и не уступит его еще долгое время, несмотря на то, что цветные металлы, полимерные и керамические  материалы находят все большее применение. Железо и его сплавы составляют более 90 % всех металлов, применяемых в современном производстве.

         Самым важнейшим из сплавов железа является его сплав с углеродом. Углерод придает прочность сплавам железа. Эти сплавы образуют большую группу чугунов и сталей.

         Современный высокий уровень металлургического производства основан на глубоких теоретических исследованиях, крупных открытиях, сделанных в разных странах мира, и богатом практическом опыте.

        Развитие металлургии идет по пути дальнейшего совершенствования плавки и разливки металла, механизации и автоматизации производства, внедрения новых прогрессивных способов работы, обеспечивающих улучшение технико-экономических показателей плавки и качества готовой продукции.

       Способы вторичного переплава слитков,повышающие их качество,факторы,способствующие повышению качества слитков в каждом способе,последовательность изготовления формы методом ручной формовки, я постараюсь раскрыть в этой работе.

1.Способы  вторичного переплава слитков,повышающие  их качество.

     Разработан  ряд новых и эффективных способов повышения качества стали непосредственно  в металлургическом производстве. Эти  способы основаны, во-первых, на более полном удалении из сталей газов и вредных неметаллических включений и, во-вторых на изменении химического состава сталей за счет ввода в них специальных легирующих элементов, улучшающих различные свойства сталей.

     В выплавленной стали всегда содержится определенное количество газов и неметаллических включений. Содержание газов даже в сотых и тысячных долях процента существенно снижает механические и другие свойства стали.

     Неметаллическими  включениями, содержащимися в стали, являются соединения железа, кремния, марганца и др. Основными металлургическими  способами снижения содержания газов  и неметаллических включений  в стали являются: электрошлаковый ее переплав, рафинирование синтетическим шлаком, вакуумная дегазация, вакуумно-дуговой переплав, переплав в электроннолучевых печах и др. Снижение в стали неметаллических включений достигается также изменением сочетания и последовательности введения раскислителей.

1.1. Обработка металла синтетическим шлаком

Перемешивание металла со специально приготовленным (синтетическим) шлаком позволяет интенсифицировать переход в шлак тех вредных примесей (серы, фосфора, кислорода), которые удаляются в шлаковую фазу. В тех случаях, когда основная роль в удалении примеси принадлежит шлаковой фазе, скорость процесса пропорциональна площади межфазной поверхности. Если основной задачей является удаление из металла неметаллических включений определенного состава, то соответственно подбирают состав синтетического шлака (например, металл, выплавленный в кислой печи обрабатывают основным шлаком; металл, выплавленный в основной печи, -кислым). Если необходимо снижение содержания серы в металле, то подбирают шлак с максимальной активностью СаО и минимальной активностью FeO и т.п. Во многих случаях задача заключается, во-первых, в получении шлака заданных состава и температуры, и, во-вторых, в разработке способа получения максимальной поверхности контакта шлаковой и металлической фаз. При этом должны быть обеспечены условия, необходимые для последующего отделения шлака от металла. Обработка стали в ковше жидкими синтетическими шлаками как способ удаления из металла от нежелательных примесей была предложена в 1925 г. советским инженером д.С.Точинским; в 1933 г. способ обработки металла жидкими кзвестково-глиноземистыми шлаками был запатентован французским инженером Р.Перреном.

 Практическую  проверку прошел ряд разновидностей  способа обработки металла шлаками различного состава: 1) жидкими известково-железистыми шлаками для дефосфорации; 2) кислым шлаком для снижения содержания кислорода и оксидных неметаллических включений; 3) жидкими известково-глиноземистыми шлаками для десульфурации и раскисления металла; 4) шлаками различного состава во время разливки и кристаллизации металла для удаления вредных примесей и получения хорошей поверхности слитка.

В 1927 г. А.С.Точинский впервые в мире провел промышленные эксперименты по дефосфорации бессемеровской стали известково-железистым шлаком, а в 1928—1929 гг. рафинировал основную мартеновскую сталь кислым шлаком для раскисления (содержание кислорода в металле удавалось снизить на 30—55 %). Позднее известково-железистые шлаки (60—65 % СаО и 20—35 % оксидов железа) неоднократно применяли для обработки конвертерной стали, получая высокую степень дефосфорации. Так, содержание фосфора в томасовской стали удавалось снизить с 0,06 до 0,01 %, а в рельсовой бессемеровской стали с 0,05-0,09 до 0,01-0,03%. Однако опыт показал, что обработка известково-железистым шлаком углеродистого металла приводит, вследствие протекания реакции (FеО) + [С] = СО_г + Fе_ж к бурному вскипанию и выбросам. Кроме того, обработка железистым шлаком затрудняет проведение операции раскисления металла. Метод обработки стали известково-глиноземистым шлаком, начиная с 1959 г., исследовался ЦНИИЧМ и рядом заводов. В соответствии с разработанной технологией шлаки с высоким содержанием СаО и Добавками А1₂, (для снижения температуры их плавления и обеспечения необходимой. жидкотекучести) расплавляют в специальной электропечи и заливают в сталеразливочный ковш при выпуске стали из сталеплавильной печи или из конвертера. При сливе металла на находящийся в ковше синтетический шлак обе взаимодействующие фазы (сталь и шлак) Интенсивно перемешиваются, шлак эмульгирует в металле и в какой-то степени эмульгирует металл в шлаке с последующим разделением фаз. Интенсивность и, глубина протекания процесса определяются высотой падения струи металла и шлака, физическими характеристиками и составом шлака и др. Основной целью является обеспечение в процессе обработки максимальной межфазной поверхности. Наибольшее влияние при этом имеет высота падения струи металла, а также вязкость шлака.

  Содержащаяся  в металле сера взаимодействует с СаО шлака и переходит в шлак. Поскольку синтетический шлак содержит обычно ничтожно малые количества таких оксидов, как FеО и МnО, то обработка шлаком сопровождается снижением окисленности металла; в шлак переходит также некоторое количество таких оксидных включений, которые хорошо смачиваются синтетическими шлаком или взаимодействуют с ним.

  Разновидностью  метода обработки стали жидкими  синтетическими шлаками является совмещенный процесс (или так называемый метод смещения), когда в сталеразливочном ковше одновременно смешиваются и сталь, и синтетический шлак, и жидкая лигатура (расплавленные ферросплавы). Использование этой технологии позволяет, например, смешивать металл из 100-т мартеновской плавки и лигатуру, полученную в 20-т дуговой электропечи и получать 120 т высококачественной стали электропечного сортамента. Метод смещения был разработан в 1970-1975 гг. на ИжМЗ.

  Методы  смешения и совмещенный позволяют  в необходимых случаях обеспечить получение в мартеновском или конвертерном цехе высококачественной стали с использованием относительно простого оборудования. Во всех случаях при обработке металла синтетическим шлаком возможно достижение стандартного состава и более стабильных показателей качества от плавки к плавке. Расход синтетического шлака относительно невелик: 3-5 % от массы металла. При относительно малом количестве шлака легче обеспечить стандартность его состава и свойств. На основе разработок ЦНИИЧМ метод обработки металла синтетическим шлаком получил в СССР широкое распространение

 К основным требованиям, предъявляемым к синтетическим  известково-глиноземистым шлакам относятся  минимальная окисленность (это обеспечивает хорошие условия для раскисления стали и ее десульфурации) и максимальная активность СаО (это обеспечивает хорошие условия для десульфурации стали). В связи с этим синтетические известково-глиноземистые шлаки не должны содержать оксидов железа, а содержание кремнезема должно быть минимальным. Присутствие фосфора в таких шлаках исключается, чтобы не допустить его переход в металл при обработке. В тех случаях, когда в шихте, из которой плавят шлак, содержится некоторое количество кремнезема, в состав шлака вводят MgO, который образует силикаты магния и уменьшающую, таким образом, вредное воздействие кремнезема, снижающего активность СаО. Обычный состав синтетического шлака, используемого на заводах СССР, следующий, %:  СаО 50-55; А1₂

37. 43; Si0₂7 (в некоторых случаях Si0₂ до 10-15; MgO 7). Температура плавления шлака в зависимости от состава изменяется от ~ 1400 (в шлаке 50-55% СаО; 38-43 %А1₂0₃ и 4,0% Si0₂) до ~1300°С (в шлаке 6-7% Si0₂ и 6-7% MgO).

 При обработке металла синтетическим  шлаком такого состава (высокая основность и низкая окисленность) протекают процессы:

1. Десульфурации.
2. Раскисления. В соответствии с законом распределения
3. Удаления неметаллических включений.

  Достоинством  такого технологического приема, как  обработка стали синтетическим шлаком, является ее кратковременность. Вся операция полностью осуществляется за время выпуска (слива) металла из агрегата в ковш, т.е. за несколько минут: производительность агрегатов при этом не только не уменьшается, но даже возрастает, так как такие технологические операции, как десульфурация и раскисление, переносятся в ковш. '

  При проведении операции обработки металла  шлаком приходится учитывать ряд моментов: 1) нежелательность попадания в ковш, в котором производится обработка, вместе с металлом также и шлака из печи или конвертера; 2) необходимость введения в ковш помимо синтетического шлака также и раскислителей (а при выплавке легированных сталей также и легирующих материалов); 3) изменение в процессе обработки состава шлака. Практически трудно осуществима операция отсечки шлака при выпуске металла. Обработка синтетическим шлаком позволяет несколько уменьшить окисленность металла, однако не настолько, чтобы полностью отказаться от применения раскислителей, поэтому помимо шлака в ковш вводится необходимое количество раскислителей. Учитывая низкую плотность ферросилиция, необходимое его количество загружают на дно ковша еще до заливки в ковш синтетического шлака. После выпуска плавки на струю падающей в ковш стали присаживают такие материалы, как ферромарганец и феррохром, затем — сплавы, содержащие титан, ванадий, цирконий и т.п. Алюминий вводят в глубь ковша на штангах или в виде проволоки после окончания выпуска плавки.

  В процессе перемешивания металла со шлаком состав шлака претерпевает определенные изменения. Эти изменения связаны со следующим:

1. При перемешивании шлак взаимодействует с футеровкой ковша, часть футеровки переходит в шлак.
2. Из металла удаляется и переходит в шлак сера .
3. Вводимые в ковш раскислители частично окисляются, образующиеся оксиды переходят в шлак.