Файл: Паршин И.П. Выбивка, очистка и обрубка отливок учеб. пособие для подготовки рабочих на пр-ве.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.04.2024
Просмотров: 149
Скачиваний: 2
В настоящее время в вагранках выплавляют 80— 90% чугуна, потребляемого на машиностроительных предприятиях.
Электроплавильные печи применяются для плавки различных сплавов. Главным преимуществом электриче ских печей перед другими типами печей является то, что в них можно получать точно заданный химический состав металла.
Электроплавильные печи разделяются на три вида:
дуговые, |
индукцион |
|||
ные и печи сопротив |
||||
ления. |
|
|
|
|
Д у г о в ы е э л е к |
||||
т р и ч е с к и е |
п е ч и |
|||
работают |
|
по |
прин |
|
ципу |
использования |
|||
гепла |
от |
образую |
||
щейся |
электрической |
|||
дуги между угольны |
||||
ми |
(графитовыми) |
|||
электродами и загру |
||||
женным |
в |
печь ме |
||
таллом. При |
плавке |
|||
стали |
|
в |
дуговых |
|
электропечах |
(кис |
|||
лых |
и |
|
основных) |
|
шихтовые |
материа |
|||
лы состоят |
из |
сталь |
||
ного |
лома |
и |
чугуна. |
|
Нарис. 29 приве |
||||
дена схема современной электродуговой печи. |
|
|
||
Печь состоит из рабочего пространства — пода |
/, сво |
да 2. Через отверстия в своде пропущены |
три электро |
да 3, изготовленные из графита или углерода. |
|
Электроды — подвижные, закрепленные |
в электродо- |
держателях 4 с механизмом для подъема и опускания. Дуговые электропечи построены по принципу исполь зования тепла, необходимого для нагрева и плавления металла, от горения электрической дуги 5, образующейся между электродами и загруженным в печь металлом 6.
Емкость электродуговых печей 1,5—10 т.
И н д у к ц и о н н ы е ( в ы с о к о ч а с т о т н ы е ) п е ч и (рис. 30) работают на переменном токе высокой или по вышенной частоты. Принцип работы индукционной печи
состоит в следующем. Высокочастотный ток с частотой
2000—2500 пер/сек |
(гц) |
от особого машинного генерато |
|||||||||
ра, проходя |
по обмотке |
/ |
в виде медной |
трубки, |
о х л а ж |
||||||
даемой |
водой, |
вокруг огнеупорного тигля |
2, |
возбуждает |
|||||||
в металле |
3 |
электропечи |
индукционные |
(вихревые) то |
|||||||
ки, которые |
быстро нагревают металл до |
температуры |
|||||||||
плавления |
(1450—2100°С). |
|
|
|
|||||||
Индукционные печи применяются для плавки стали, |
|||||||||||
чугуна, |
идущего |
на |
|
J |
|
|
|
||||
особо |
|
ответственные |
|
|
|
|
|||||
детали, |
а также |
для |
|
|
|
|
|
||||
цветных сплавов. |
|
|
|
|
|
|
|||||
Э л е к т р и ч е с- |
|
|
|
|
|
||||||
кие |
п е ч и |
|
с о п р о |
|
|
|
|
|
|||
т и в л е н и я |
|
приме |
|
|
|
|
|
||||
няются |
для |
|
плавки |
|
|
|
|
|
|||
алюминиевых |
спла |
|
|
|
|
|
|||||
вов. Плавление ших |
|
|
|
|
|
||||||
ты в печах |
сопротив |
|
|
|
|
|
|||||
ления |
|
производится |
|
|
|
|
|
||||
за счет тепла, |
выде |
|
|
|
|
|
|||||
ляемого |
спиралью. |
|
|
|
|
|
|||||
Спираль |
изготовля |
|
|
|
|
|
|||||
ют из |
хромоникелие- |
|
|
|
|
|
|||||
вого |
сплава |
(нихро |
|
|
|
|
|
||||
ма), |
имеющего |
вы |
|
|
|
|
|
||||
сокое |
|
электросопро- |
|
Рис. 30. Индукционная высокочас- |
|||||||
тивление. |
|
|
|
|
|
тотная |
печь: |
|
|||
На |
РИС. 31 П р и в е - |
|
/ — медная трубка |
(обмотка), |
2 — т н - |
||||||
Дена |
|
Г |
|
|
г |
|
|
гель огнеупорный, 3 — расплавленный |
|||
Схема |
Электри- |
|
металл |
|
|
Рис. 31. Схема электрической печи сопротивления для плавки алюминиевых сплавов
ческой печи сопротивления для плавки алюминиевых сплавов. Печь состоит из металлического кожуха 4, вы полненного из листовой стали, внутренней футеровки 8 из огнеупорного шамота, электронагревателей 3, загру зочного окна 1 и ванны 2 с расплавленным сплавом. Слив расплава производится через желоб 5. Печь накло
няют с помощью роликов 6 и механизма |
7. |
|
|
Емкость плавильных печей 0,3—0,4 т. |
|
|
|
Р а з л и в о ч н ы е |
и л и л и т е й н ы е |
к о в ш и . |
З злив |
ку металла в формы |
осуществляют при помощи |
разного |
Рис. 32. Ковши для разливки чугуна
рода литейных ковшей. Они разделяются по способу пе реноски на ручные, монорельсовые и крановые.
Ручные ковши-ложечки (рис. 32, а) изготавливают с одной ручкой для переноски и заливки одним рабочим. Их емкость составляет от б до 20 кг жидкого чугуна. Для переноски металла двумя и тремя рабочими приме-
-няют ручные ковши емкостью до 80—100 кг, установлен
ные .на носилки |
(рис. 32, б). Более |
крупные ковши: ба |
|
рабанные (рис. 32, в, г), чайниковый |
(рис. 32, д), |
стопор |
|
ные (рис. 32, е) |
переносят с помощью мостовых |
кранов |
или передвигают по монорельсам. Ковши делают свар ными из листовой стали. Для сохранения температуры расплавленного металла ковши футеруются, т. е. внут реннюю их часть выкладывают огнеупорным шамотным кирпичом и обмазывают огнеупорной глиной.
Заливка литейных форм расплавленным металлом яв-
ляется одной из ответственных операций производства отливок. Собранные опоки с формами скрепляют скоба ми или нагружают специальными грузами и заливают жидким металлом. Скрепление и нагружение опок про изводят с целью предохранения форм от прорыва рас плавленного металла по их разъему.
В единичном и мелкосерийном производстве формы заливают ,иа полу формовочного отделения, в цехах крупносерийного и массового производств — на транс портерах литейного конвейера, скорость"движения кото рого зависит от металлоемкости форм.
Мелкие формы, например для отливки поршневых колец или звездочек, в целях повышения производитель ности труда и экономии заливочной площади располага ют в виде стопки и заливают одновременно через единую литниковую систему. Форму наполняют металлом до тех пор, пока он не покажется в выпорах и на прибылях. Выделяющийся из формы .во время заливки газ поджи гают, чтобы он не отравлял атмосферу в цехе.
Краткие сведения о методах улучшения литейных
сплавов. Для повышения механических свойств и улуч шения микроструктуры чугунов, алюминиевых и магние вых сплавов их подвергают дополнительной обработке различными методами, главнейшими из которых являют ся: модифицирование, рафинирование, дегазация и др.
М о д и ф и ц и р о в а н и е в основном применяется для серого чугуна и силуминов. Чтобы измельчить пла стинки графита и тем самым повысить прочность серого чугуна, его в расплавленном состоянии обрабатывают 75%-ным ферросилицием. Ферросилиций мелкими зерна ми в количестве 0,1—0,6% от массы, обрабатываемого материала ссыпают из вибрирующего совка в желоб, по которому течет из вагранки расплавленный чугун. Мел кие зернышки ферросилиция играют роль, многочислен ных искусственных центров графнтизации.
Модифицирование силуминов производится для из- г мельчения зерна. Оно осуществляется путем введения в
'расплав 0,1% (от массы сплава) модификатора—метал лического натрия или введением 2—2,5% смеси хлорис тых и фтористых солей натрия или калия. Модифициро вание магниевых сплавов осуществляется углекислым
•кальцием и магнезитом.
Ра ф и н и р о в а н и е — это метод очистки металлов и
сплавов от вредных примесей, окислов и загрязнений.
Рафинирование алюминиевых сплавов производится хло ристыми солями цинка, марганца или алюминия, кото рые вводятся в расплав в количестве 0,15—0,20% от мас сы металла. Выдержка или время обработки расплава со ставляет 10—12 мин. При рафинировании алюминиевых сплавов неметаллические включения, окислы переводят ся в шлак, который периодически удаляется из тигля плавильной печи.
Д е г а з а ц и я — это процесс удаления посторонних газов из жидкого расплава. Дегазация алюминиевых и магниевых сплавов производится хлорированием, т. е. пропусканием через расплав газа хлора из металличе ских баллонов под определенным давлением. Освобожде ние сплавов от газов значительно повышает плотность отливок.
§ 24. ПОНЯТИЕ О ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ ОТЛИВОК
Термической обработкой называют совокупность опе раций нагрева металла, выдержки и последующего ох лаждения с целью изменения структуры и создания не обходимых свойств: прочности, твердости, снятия внут ренних напряжений и стабилизации размеров отливок. По этой причине термическая обработка имеет важное значение для выполнения операций при обрубке и очист ке отливок. В зависимости от температурных режимов термическая обработка подразделяется на самостоя тельные операции: отжиг, нормализацию, закалку, от пуск и старение.
Отжигом называют операцию термической обработки, при которой стальные или чугунные отливки нагревают до определенной температуры, например, отливки из ста ли 45Л нагревают до 860—880° С, выдерживают при этой температуре и затем медленно охлаждают вместе с печью.
Отжиг применяется в основном для снятия внутрен них напряжений в отливках и получения мелкозернистой структуры металлов, а соответственно и улучшения их
механических и физических свойств.
Отжиг (томление) отливок из белого чугуна. Отливки
из белого чугуна после очистки подвергают отжигу, при котором происходит распад цементита с образованиемсвободного графита и металлической ферритно-перлнт- ной основы.
Процесс |
отжига для получения ферритного чугуна |
||||||
состоит из |
двух стадий: первая |
стадия заключается |
в |
||||
медленном |
нагреве'отливок до |
900—1050° С |
(зона |
/ — |
|||
рис. 33) и |
длительной выдержке -при этой |
температуре |
|||||
(зона / / ) . Во время нагрева и |
выдержки цементит |
бе |
|||||
лого чугуна распадается с выделением углерода |
отжига. |
||||||
После того как цементит распадется, температуру в |
|||||||
печи понижают до 720—750° С (зона / / / ) , при этом |
обра |
||||||
зуется структура перлита. |
|
|
|
|
|
||
Вторая |
стадия, графитизации заключается в выдерж |
||||||
ке отливок |
при 700°С |
(зона / V ) , в результате |
которой |
||||
происходит |
разложение |
цементита, входящего в |
состав |
Рис. 33. Схема отжига белого чугуна при получении ковкого чугуна
перлита с образованием феррита и углерода отжига. Охлаждение отливок производится медленно (зона V). Длительность отжига в зависимости от размеров и мас сы отливок составляет 28—52 ч.
Для отжига применяются нагревательные печи непре рывного действия, обогреваемые жидким или газообраз ным топливом. Во избежание короблений и образования окалины отливки отжигают в жароупорных горшках под слоем кварцевого песка.
Отжиг стальных отливок. Вследствие-медленного ос тывания отливок получается довольно крупная структу ра с неоднородными зернами и, следовательно, прочность его невысокая. Поэтому стальные отливки подвергают полному отжигу, в результате чего структура улучшает ся —• зерна получаются более мелкие, а показатели меха нической прочности возрастают. Одновременно отжигом снимаются внутренние напряжения.