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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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.