Цех №1б
Специализация: Отливка лопаток и многих других деталей и узлов ГТД и ТВаД, а также магниевое, бронзовое и цветное литьё.
Взаимосвязи с другими цехами: Сырье для моделей закупается на сырьевых химических заводах Москвы и других городов России. Шихта поступает из плавильных цехов. Готовые отливки из углеродистой стали уходят в основной своей массе в механические цехи – цех 3в1 и другие, а заготовки из жаропрочных и никелевых сплавов уходят в цех 4А на термообработку.
Структура цеха. Это один из наиболее крупных цехов на УМПО, он состоит из 4-х корпусов: 1-й корпус - отливка по выплавляемым моделям, 2-й корпус - лопаточное литьё, остальные корпуса - литьё некоторых других деталей ГТД.
1-й корпус. Литьё по выплавляемым моделям. Здесь получают металлические отливки сложной конфигурации, массой от нескольких грамм до сотен граммов. Все модели здесь изготавливаются на основе парафина, затем они отливаются и собираются в блоки, на которые наносятся слои керамической краски, на каждый слой которой, для фиксации его наносится слой кварца, электрокорунда. Такой модельный блок представляет собой полое тело, своими внутренними полостями полностью соответствующее по размерам и конфигурации выплавляемой детали по её чертежу, снабженный литниковой системой с необходимым по технологии количеством и расположением питателей. В такой блок, после его прокалки в печах для удаления грязей и остатков промежуточных вспомогательных составов, заливают металл, что является последним этапом контроля технологического маршрута мо-дельного блока и начинаются операции предварительной подготовки отливок - освобождение отливки от модели, отрезка элементов литниковой системы и т.д.Вышеописанный техпроцесс происходит на нескольких участках цеха:Участок отливки моделей. Это 1-й этап техпроцесса, в процессе которого отливаются модели из модельной массы (модельные массы используются самые разнообразные, но строго определенные для каждой отливки, так как каждая дает свой процент усадки, который рассчитывается для конфигурации отливаемой детали) при температуре 70°С путём запрессовки в металлической форме. Модель представляет собой сплошное тело, которое полностью копирует геометрию отливаемой детали с учетом усадки на модельную массу, усадки отливаемого металла и припусков на последующую мех. Обработку. Метод выплавляемых моделей на основе парафина позволяет получать готовые модели без припусков на дальнейшую обработку. Для деталей, конфигурация которых предполагает наличие внутренних полостей, пазов, отверстий и других подобных геометрических элементов,используются карбамидные стержни, которые вставляются в модель, а после отливки модели растворяются в воде, образуя, таким образом, пресс-форму нужной полости. Модельная масса затем выплавляется. Этот метод позволяет получать модель со стенками до 1 мм, обеспечивает заданную чистоту нужных поверхностей, но главный его недостаток - дороговизна. 2-й этап техпроцесса - сборка модельного блока, в процессе которого модельки собирают в модель литниковой системы, которая обеспечивает надежную подачу металла для каждой труднодоступной полости модели, таким образом, для каждой детали проектируется своя литниковая система в зависимости от требуемой конфигурации отливки. Готовые модельные блоки сушатся и по конвейеру отправляются на 3-й этап техпроцесса - нанесение керамического покрытия, который происходит следующим образом: керамикосодержащая краска наносится на блок путём последовательного опускания модельного блока вначале в краску, затем в бачок с обсыпанным материалом -электрокорундом, для фиксации керамической краски и последующей сушки в течение 3-х часов. В зависимости от сложности геометрии и габаритов отливки, для образования прочной и надежной оболочки, на-носят от 5-ти до 10-ти слоев краски перед засушкой, причем для получения раз-личных свойств могут быть использованы различные промежуточные краски. Основные требования к керамической краске -плотное облегание модельной массы, жаростойкость, достаточная прочность после сушки и отсутствие пригара на отливке, этим требованиям удовлетворяют керамические материалы, на основе которых и изготовляют специальную краску. После этого парафиновую модельную массу удаляют на полерклаве, где при строго определенной температуре (температуре плавления парафиновой модельной массы) модельная масса из блоков тщательно выплавляется и получается, таким образом, уже полая оболочка, готовая для заливки металла, запечатанная бумагой в месте для заливки металла, чтобы предотвратить засорение внутренней полости оболочки и поступает на заливочный участок.
Заливочный участок оборудован различными типами печей и вспомогательными механизмами. В электропечах готовые оболочки прокаливаются при температуре 1000°С для удаления грязи. Порционные вакуумные печи используются для плавки жаропрочных сплавов на никелевой основе, загружаемых в печь навесками из блоков сплава. Сразу из печи металл заливают в оболочку. Также имеется и сухой участок, где плавка ведется в открытых блоках, там плавят легированные стали. В автоматических вакуумных печах плавка металла в оболочках происходит при постоянном вакууме. Этот метод обеспечивает меньшее трещинообразование для деталей сложной формы. Также на поверхности расплавленного металла образуется пленка из различных засоров, путем наклона тигеля пленку сливают с металла. Затем блоки, состоящие из оболочек с залитым металлом, остывают в течении времени до 6 часов и отправляются на обрезной участок для обрезки элементовлитниковой системы от отливки. После обрезки отливки обдувают песком для удаления окалины в обдувочной камере. После чего детали проходят предварительный контроль, в результате которого отсеиваются грубые браки и поступают на участок доводки геометрии.
Основные операции, осуществляемые на участке доводки геометрии - зачистка приливов отливки, подготовка геометрии до соответствия заданной по чертежу детали и доведение чистоты поверхности до требуемой. Используются шлифовальные круги, токарный инструмент и др.
После операции доводки геометрии, очищенная отливка поступает на рентген контроль для выявления внутренних дефектов, таких как раковины, газовые прострелы, рыхлоты и др. Поверхностные дефекты выявляются визуально или посредством цветной дефектоскопии.
После контроля, заготовки поступают на термообработку: закалку, отпуск, нормализацию для снятия внутренних напряжений и обеспечения заданной твердости. Если же сплав более сложный для термообработки, например, никелевые сплавы, то их отправляют на термообработку в цех 4А, оборудование этого участка позволяет термообрабатывать только углеродистые стали.
Участок цветного магниевого литья. Здесь используют так называемое литье в землю, - наиболее дешевый вид литья, так как он не требует специальных дорогостоящих оболочек и форм. Техпроцесс магниевого литья начинается с приготовления формовочной и стержневой смесей, которое осуществляется на специальном оборудовании, называемом бегунами. Вбегун загружается песок, связующие составы, противопригарная краска и вода. Катки бегуна совершают вращательное движение вокруг оси бегуна и вокруг своей оси, уплотняя и перемешивая смесь. Так получают равномерную формовочную смесь. Модели используют в основном деревянные. Стержневые смеси готовят в отдельных бегунах. В качестве противопригарного вещества используют серу. Стержневые участки модели образуют стержневые ящики, собранные из стержней. Готовые модели для сохранения конфигурации обдувают специальной присыпкой. Формовочная смесь в специальном ящике уплотняется на специальной машине моделью и сохраняет конфигурацию модели. Магниевые сплавы для заливки готовят под флюсом, например, серы, которая, сгорая предохраняет магний от воспламенения. Таким образом, варят заготовки для изготовления деталей вертолетной техники.
Плавильно-заливочный участок. Так как магний при горении образует неметаллические образования, приводящие к браку при отливке деталей, то для получения качественных магниевых сплавов металлическую шихту плавят только в индукционных печах, и в жидком состоянии заливают в газовые печи. Таким образом, полу-чают сплавы МЛ-10, МЛ-8, МЛ-6, МЛ-5, МЛ-3, МЛ-1 и другие магниево-цинковые сплавы. Бронзу плавят в электродуговых печах. В газовых печах нарабатывают сплав необходимого состава из шихты. Готовый сплав в тигеле из Ст10, Ст20, на специальном вспомогательном краноповоротном устройстве поднимают из печи и заливают в форму. Затем залитая форма остывает 1-2 часа и отправляется на участок выбивки.
Участок выбивки. По конвейеру остывшие формы с металлом поступают сюда, где с помощью подъёмного крана форма ставится на вибрационную решетку и под действием вынужденных колебаний песчано-глинистая форма разрушается и превращается в отработанную формовочную смесь, которая по конвейеру идет на повторную землезаделку, проходя, таким образом, цикл из 2-5 регенераций формовочной смеси. На отдельной решетке выбивают стержни. Стержневые смеси, в отличие от формовочных, регенерации не подлежат. После процедуры выбивки заготовка поступает на отрезку элементов литниковой системы на станках типа ГПЛ. После отрезки на ленточных пилах, заготовку фрезеруют и отправляют на контроль.
Термообработку заготовок из магниевых сплавов типа МЛ-5 проводят: закалку при температуре 540°С, стабилизацию при 340-350°С, и отпуск при 200°С. При от-пуске детали выдерживаются до 8 часов и быстро охлаждаются при обдувке вентилятором. После термообработки заготовка проходит рентген контроль на плотность и пористость. Поверхности проверяются визуально. После контроля деталь промывают в ваннах и наносят защитный слой.
2-й корпус. Лопаточное литье.Лопаточное литье осуществляется с использованием керамических стержней. От-ливки лопаток направленной кристаллизации получают на ВИП установках.
Модельный участок. Модельную смесь получают в калейманах из заготовительной смеси 3ГВ-100 с добавлением мочевины, а также из смесей «Салют-3», «Салют-4» (40 и 35% мочевины /мочевина придает прочность моделям/) при температуре 20-26°С, московского производства. Готовая смесь под давлением подается в пресс-форму, образуя модель. Здесь также используется метод литья по выплавляемым моделям, составы смесей жестко контролируются по составу, т.к. литьё лопаток осуществляют под вакуумом. Используют также готовые литниковые системы, типа НБС-3А, но также изготовляются и специальные. На пневмопрессах получают стержни. Затем делают зачистку облоя и собирают литниковую систему.
Участок изготовления керамических стержней. Стержни изготовляются из микропорошка смешанного с пластификатором, который предварительно подготавливается. Стержневая масса подается в ковш пресс-формы, которые смазывают определенными составами, и выпрессовывают сырые стержни при определенной температуре. После чего стержни отправляют на участок зачистки стержней, На каждом стержне есть контрольные области, по которым замеряется положение контрольной сетки. Так как стержень - это наиболее сложный и ответственный элемент модели лопатки, то осуществляется его стопроцентный контроль.
Участок оборудован, также, камерными и шаговыми печами. В камерных печах стержни подсушиваются и обжигаются, после пропитки фракцией и другими специальными составами. Стержни укладываются в контейнер с электрокорундом, сжатым воздухом и глинозем и проходят термообработку в шаговых печах с шагом 25 см/час, выдерживаясь, таким образом, определенное время при различных температурах, что обеспечивает им фиксацию по виброустойчивости. Некоторые стержни проходят отжиг при температуре 1000°С в камерных печах ХВН 2550. После чего все стержни проходят рихтовку.
Модели проходят контроль зачистки и внешнего вида.
Готовые модели подвергают прокалке и обсыпают защитным слоем из просеянной мочевины. Модели-блоки лопаток облицовывают специальной просеянной суспензией, затем прокаливают и просушивают. Используются два вида суспензии: ХДЗ и обсыпка корундом. Микропорошки используются в основном для монолопаток. После облицовки модели 20-30 мин. подвергают вакуумно-аммиачной сушке. Затем наносится следующий слой облицовки. И так до семи слоев облицовки.
Следующий этап техпроцесса происходит в болерклавах, которые под большим давлением воспроизводят эффект теплового удара, разрушая модельную массу, таким образом получают пустотелые оболочки моделей и блоков моделей. Полученные оболочки проходят механический и химический контроль и отправляются на плавильно-заливочный участок.
Плавильно-заливочный участок оборудован печами типа вакуумных УППВ для монокристаллических лопаток УНМК. Оболочки лопаточных блоков прокаливаются в прокаловочных печах перед заливкой до температуры 1000°С и более. Для заливки лопаток не используют обычную чашу или тигель с расплавочным металлом, так как остывая на воздухе сплав в тонкостенных местах отливки может дать неоднородность, а диффундирующий холодный воздух окисляет титановые сплавы. Поэтому заливка металла в оболочку происходит прямо в печи, шихту закладывают в специальную воронку, где она постепенно расплавляясь, попадает в тигель из никелевых жаропрочных сталей, расположенный внутри печи, а откуда уже в оболочку, равномерно заполняя все ее полости. После отливки оболочку выдерживают в термостатическом состоянии некоторое время для лучшего заполнения всех полостей оболочки и для остывания помещают в контейнеры, специально подготовленные для равномерного остывания отливки. Для монокристаллических лопаток ис-пользуют контейнеры ВЧПНК из керамики. Остывшие отливки отправляются на отрезные станки для отрезки керамических оболочек и на обдувку пескосыпами электрокорундом для удаления остатков керамической оболочки. После обдувки отливки проходят нулевой контроль (визуальный), а после него на серию рентген контролей, в том числе и контроль на выявление наличия слома стержней в моделях. После чего заготовка поступает на участок удаления керамических стержней.
В полости, после удаления стержней, засыпается металлический, бифторидный или полифторидный порошок и заготовка проходит еще один рентген контроль на правильность заполнения металлическим порошком стержневой полости, которая показывает качество отливки стержневой полости. После чего, на цветной дефектоскопии лопатки красят специальными красками белого и красного цвета, затем краску определенным способом удаляют и в местах, где она остается, имеются дефекты. Затем лопатку светят на ЛЮМ контроль, определяя, таким образом, наличие трещин. Величина дефектов регламентирована ТУ на каждый тип лопатки и в брак уходят только те лопатки, величина дефектов которых превышает допускаемую по ТУ.
После рентгена лопатку отправляют на отжиг и обдувку.
Участок доводки. Для каждой лопатки существует свой индивидуальный прибор (стапель с шаблонами) для проверки геометрии лопатки, которую также проверяют щупами. Проверяются не только геометрические элементы самой лопатки, но также и ее конструктивные элементы - бандажная полка, крепежный хвостовик на соответствие заданной геометрии после термообработки.
На слесарном участке лопатки рихтуются, причем для рихтовки моделей без-стержневых лопаток используют драйера, и снова отправляются на ЛЮМ контроль и цветную дефектоскопию, так как в процессе рихтовки возможно возникновение трещин в теле лопатки. Следующий этап изготовления лопаток - участок окончательного контроля, где лопатки проходят контроль на разметку для выявления всех возможных отклонений.
Лопатка - это самая ответственная деталь АГТД, которая подвергается жесткому контролю. На каждом этапе производства, начиная с изготовления моделей, каждая лопатка обеспечивается индивидуальным номером. В случае выхода из строя по этому номеру может быть поднята вся история изготовления лопатки со всеми данными контрольных испытаний, которая храниться на предприятии до 20-ти лет. Кроме вышеперечисленных видов контроля существует и практика непостоянного контроля, который периодически осуществляется на партии деталей от нескольких сотен до нескольких тысяч.
Участок приготовления стержневой массы.Состав стержневой массы для отливок с равновесной структурой: электрокорунд, карбид кремния, пластификатор. Порошок электрокорунда слоем 50-120 мм сушат при температуре 400±50°С в течении 3-х часов и просеивают через сито 0,16 … 1,0 мм (срок хранения порошка - 7 дней). Составные части перемешивают в конвекторе при температуре 120±10°С в течении 40-60 мин. Полученную массу сливают на водоохлаждаемый стол через сито с размером ячейки 2,0 … 5,0 мм.
Участок отливки стержней.Пресс-форму (для каждого стержня своя) смазывают касторовым маслом, подогревают, устанавливают на пресс. Запрессовка происходит при температуре 80 … 110°С, давление 12 … 22 кгс/см 2, боковое - 130 … 160 кгс/ см 2; выдержка под давлением в течении 20 … 40 с. Сплошные заливы первого и второго ряда отверстий стержневой массы не допускается. Первый отлитый стержень, соответствующий по размерам и форме контрольному образцу, считается эталоном первой год-ной детали на смену.
Участок зачистки.Стержни в сыром виде зачищаются, снимается облой, визуально осматривается целостность всех элементов, обметывается щеткой. Годные, зачищенные стержни ставят в специальные драера (деревянные) и передают на укладку.
Участок укладки.Стержни рихтуют, придают нужную форму на специальных железных драерах, предварительно подогрев их (в печке, в воде), остужают в драерах и укладывают в короба с глиноземом (в один-два слоя, в зависимости от стержней).
Участок обжига.Уложенные в коробе стержни обжигают в газовых печах ПГ-30.Процесс длится 3 дня.
Участок разбора.Обожженные стержни вынимают из коробов, обдувают, и прошедшие контроль на соответствие всем размерам стержни передают на участок зачистки.
Участок зачистки.Стержни зачищают с использованием надфилей, брусков, скоб, щупов - по технологии. Если имеются дефекты - замазывают (смола К101 + электрокорунд), сушат и для придания дополнительной прочности пропитывают бакелитовым лаком.
Контроль. Проверка всех размеров по технологии - 100%.
Модельный участок.Приготовление модельной массы.Модельный состав 3ГВ 101 (Завод Горного Воска) при температуре 70 … 100°С разогревают в печи. Загружают просушенную и просеянную мочевину (15% от массы модели), тщательно перемешивают вручную. Включают вакуум-насос и перемешивают в вакууме 20 … 25 мин. Загружают модельную массу в форкамеры гидравлических/пневматических прессов. Смазывают рабочие поверхности пресс-формы смазкой (фракция головная 95% + касторовое масло 5%). Собирают платформу без за-зоров, отливают модель при давлении 5 атм., выдержка 40 с при тем-ре 60 … 80°С.
Аккуратно вынимают модель, не допуская коробления. Модели с недозаливами, трещинами, неспаями бракуют. Устанавливается эталон первой годной детали. Модели со стержнем внутри отлитые и зачищенные подают на контроль, безстержневые модели охлаждают на спец. драерах, которые повторяют её форму. Все работы ведут при температуре окружающей среды не ниже 20°С. При понижении температуры требуется разрешение технолога и контролера на проведение работ. Годные детали кладут в драер и хранят не более недели. На годной детали ставят клеймо модельщика в месте, указанном в соответствии с техпроцессом. Зачищают заусенцы и облой на обработанных поверхностях модели заливают модельным составом стержневым паяльником/ножом.
Сборка блоков модели.Подбираются необходимые элементы литниковой системы для сборки блока. Перед сборкой все элементы литниковой системы зачищаются ножом от облоя и заусенцев. Приклеивают к модели литниковой системы образец для спектрального анализа. На всех элементах литниковой системы ставят марку сплава горячим клеймом. Собранный блок обдувают сжатым воздухом.
Контроль.Внешний осмотр на соответствие эталону, проверяют: правильность клеймения деталей элементов литниковой системы, наличие клейма марки сплава, метки сборщика, номер детали, образцом на спектральный анализ. Необлицованные блоки хранят не более 3-х суток. Сдача блоков лопаточного литья производится с сопроводительной картой, с указанием порядкового номера детали.
Облицовка (влажность воздуха не более 10%)Модельный блок промывают, окуная в спиртовой раствор канифоли в течении10 … 15 с. Наносится суспензия окунанием и блок обдувается электрокорундом.I слой - вязкость суспензии 50-60 с., электрокорунд №20;II и последующий слои - вязкость суспензии 35-40 с., электрокорунд №40.После нанесения каждого слоя керамического покрытия производят зачистку бур-тика чаши и технологических знаков, снимают подтёки. В сопроводительной карте фиксируют окончание облицовки (послойно), время начало сушки в вакуумно-амиачной камере и нанесение количества слоев. Выдержка блоков на воздухе перед вакуумно-амиачной камерой 15 … 20 мин. После вакуумно-амиачной камеры выдерживаются на воздухе в течение 20 мин.
Прекратить нанесение слоев можно только после третьего слоя керамического покрытия. После нанесения всех необходимых слоев блоки закрепляют путем окунания в керамическую суспензию вязкостью 15 … 25 с. Перед подачей на вытопку блоков, открывают и зачищают чашу. Вытопка модельной массы из блоков производится на бойлерклаве. Прокалка блоков - 4 … 25 часов (температура 900 … 950°С).
Участок плавки и заливки деталей в вакуумной установке.Готовят шихту: навесок из металла для заливки детали - возврат собственного производства (литниковая система, бракованные металлические детали [но не по хим. составу и не чаша] + штанга исходного материала). Графит или электродный бой завернут в алюминиевую фольгу для подшихтовки, чтобы выдержать углерод. Годную, проклеенную оболочку переносят малым рычагом в печь подогрева (температура в печи равна температуре на отливку детали). Контроль температуры печи ведется термопарой с регистрацией на диаграммную ленту автоматического пишущего потенциометра типа КСП-3. Металл расплавляют при максимальной мощности, равной силе тока 300 … 400 А., напряжением 60 … 320 В., при температуре 1620 ± 20°С. Заливка металла происходит непрерывно при повороте тили на угол 90°, в вакууме.
Для плавки используют набивные тили с применением керамического кольца. Открывают камеру и в чашу вставляют бирку, на которой ударным клеймом указано: сплав залитой оболочки, номер плавки, метка плавильщика, номер блока в плавке.
Блок выдерживают в печи подогрева по технологии (не менее 1 мм). Рычагом переносят в термостат, затем в короб для транспортировки. Выбивка отливок не менее чем через 3 часа после заливки. Блоки комплектуют поплавочно, обдувают.Отрезка лопаток от литниковой системы производится для каждой лопатки по своей схеме.
Цех №2а
Назначение цеха: Изготовление штамповок, поковок; ремонт и изготовление штамповой оснастки.
Основные участки цеха:
1. Заготовительный участок изготовления заготовок под штамповку и ковку.Основные операции: рубка металла на заготовки в холодном и горячем состоянии на прессе усилием 250 тонн и пресс ножницах усилием 500 тонн. Нагрев в газовой печи с шагающей балкой. Температура нагрева сталей в зависимости от марки - 400-800°С. Нарезка заготовок в холодном состоянии на абразивно-отрезных станках, проточка на токарных станках, шлифовка на бесцентрово-шлифовальных станках. Диаметр отрезаемых заготовок на прессе до 30 мм, на пресс ножницах - 30-90 мм, на абразивно-отрезных станках - до 250 мм.
Материалы применяемые под штамповку: стали 3, 20, 35, 45, 35ХМ, 30ХГСА, 12Х2Н4А, 40Х, 12Х18Н10Т, ХН78Т, ХН77ТЮР, 20Х13, 13Х11Н2В2МФ, ХН28ВМАБ, ХН60ВТ, 16ХНВФМБ; титановые сплавы ВТ3-1, ВТ-9, ВТ-6, ВТ-5, ВТ-18У, ВТ-20; алюминиевые сплавы АК-4, АК-6, Д1-Т.; бронза Бражн-10-4-4.Резка заготовок из титановых, алюминиевых и бронзовых сплавов производится только на вулканите.
2.Участок изготовления штамповок на кривошипных горячештамповочныхпрессах и горизонтально-ковочных машинах.Основные операции: нагрев заготовок под штамповку и обрезку облоя производится в камерных электрических и газовых печах. Электрические печи сопротивления со спиральными и стержневыми нагревателями. Электрические и газовые печи однокамерные. Для нагрева алюминиевых сплавов применяются печи с вращающимся подом. Температура нагрева в электрических печах со спиральными нагревателями 800-1000°С, со стержневыми - 800-1200°С, в газовых печах - 800-1200°С.
Ориентировочные температуры нагрева под деформацию для сталей - 1160°С, для титановых сплавов - 960°С, для алюминиевых сплавов - 460°С, для бронзы - 840°С.
Штамповка, калибровка производится на прессах усилием 1000 т, 1600 т, 2500 т, 4000 т. Обрезка облоя производится на прессах усилием 160 т, 250 т, 315 т, 400 т.
Высадка - на ГКМ усилием 160 т, 250 т, 400 т, 630 т, 800 т.
3. Участок изготовления штамповок, поковок на штамповочных молотах
и молотах свободной ковки.Основные операции: нагрев заготовок под штамповку, ковку и обрезку облоя производится в камерных электрических и газовых печах. Штамповка производится на штамповочных молотах с весом падающих частей (ВПЧ) 1т, 2т, 3т. Обрезка облоя производится на экцентриковых прессах усилием 160 т, 250 т, 400 т. Молоты паровоздушного двойного действия. Ковка поковок производится на пневматическихмолотах с ВПЧ 160 кг, 400 кг и паровоздушных молотах с ВПЧ 1 т, 3 т.
4. Участок термообработки штамповок.Нагрев в электрических камерных печах, охлаждение на воздухе для стальных штамповок, и нагрев в электрических печах и охлаждение в воду для штамповок из алюминиевых сплавов. Оборудование: камерные печи, шахтные печи для старения алюминиевых сплавов, печи с выкатным подом.
5. Участок точной штамповки.Штамповка производится на гидравлических, электровинтовыхи эксцентриковых прессах.Основные операции: нагрев заготовок в электрических камерных печах, штамповка на гидравлических прессах усилием 160 т, 250 т, 630 т. В изометрических установках - титановые сплавы. Нагрев в бариевых ваннах, штамповка в электровинтовых и эксцентриковых прессах усилием 160 т, 400 т, 1300 т.Обрезка облоя на эксцентриковых прессах усилием 160 т, 250 т.
6. Участок травления - разрыхление и очистка окалины в растворах кислоти щелочей.Основные операции: травление штамповок в ваннах с растворами кислот и щелочей, промывка.
7. Участок очистки штамповок от окалины.Основные операции: очистка от окалины электрокорундовым, кварцевым песком и дробью в пескоструйно-галтовычных барабанах, и дробометной машине.
8. Участок зачистки штамповок.Основные операции: зачистка в штамповках дефектов, остаточного материала на заточных станках и бормашинках.
9. Участок ШИХ – изготовление и ремонт штамповочной оснастки.Основные операции: фрезерные, токарные, шлифовальные, слесарные.
10. Участок механика.Ремонт оборудования, ГПМ, электрохозяйства, водопроводов, отопления.Оборудование: станки токарные, фрезерные, сверлильные, заточные.Перемещение грузов, ремонт оборудования осуществляется кран-балками, мостовыми кранами и кранами управляемыми с пола.
Характеристика технологических процессов, применяемых в цехе:
1. Нагрев заготовок под штамповку и резку производится в газовых, электрических печах и бариевых ваннах.
2. Нарезка заготовок производится на пресс-ножницах в холодном и горячем состоянии и на абразивно-отрезных станках в холодном состоянии.
3. Штамповка деталей производится на молотах, прессах в горячем состоянии.
4. Правка, калибровка производится на молотах, прессах в горячем и холодном состоянии.
5. Обрезка облоя производится на обрезных прессах в горячем и холодном состоянии.
6. Очистка от окалины штамповок производится дробью в дробометных машинах, электрокорундовым песком в пескоструйно-галтовычных барабанах.
7. Травление штамповок производится в травильном отделении в ваннах оборудованных вытяжкой.
8. Нагрев штамповок при термообработке производится в электропечах.
9. При штамповке деталей для смазки штампов применяется смесь графита с машинным маслом, водно-графитовая суспензия, смесь графита пушечного сала, алюминиевой пудры. При изотермической штамповке применяется покрытие заготовок стеклоэмалью состава фритта ЭВТ-24, глина часовьярская.
11. Термообработка штампов производится с нагревом в электропечи с последующим охлаждением в маслинном баке снабженным вытяжкой.
Цех №4а
Цех термической и термохимической обработки деталей и узлов.
Цех состоит из участков по виду термообработки.
Участок термообработки круглых деталей. Здесь расположены элеваторные печи ЭП-1 с диаметром рабочей камеры до 3м и высотой рабочей камеры до 1,5 м. Элеваторные печи по равномерности нагрева относятся к среднему классу, так как они расположены на высоте 3-4 м над уровнем пола цеха и подсасываемый воздух по температуре выше средней температуры цеха. Здесь обрабатываются крупные штамповки и сварные корпуса. Камерные печи меньше элеваторных печей и обрабатывают штамповки диаметром не более 800 мм и метровые прутки. Нагрев в этих печах происходит посредством никелевых нагревателей. В данном типе печи самая высокая неравномерность нагрева, так как большой подсос воздуха с температурой цеха.
Детали и узлы в камеры устанавливаются в специальных приспособлениях.
После термообработки с помощью подъемного крана детали вынимаются и
охлаждаются в масле в специальных поддонах с отверстиями. Отверстия необходимы для равномерной циркуляции масла по всем поверхностям детали и узлов, с целью предотвращения возникновения температурной нагрузки от неравномерного охлаждения детали.
Среда охлаждения зависит от охлаждаемого материала. Например, ХН-73 проходит охлаждение на воздухе, другие же, напротив, при контакте с воздухом теряют свои свойства и покрываются оксидной пленкой. К примеру, детали и узлы из титановых сплавов покрываются синей оксидной пленкой и непригодны дляработы, так как становятся хрупкими и на них образуются микротрещины. По этой причине для транспортировки титановых сплавов используют герметичные камеры с атмосферой инертных газов, чаще аргона, так как инертные газы не вступают в химические реакции. Такая камера представляет собой контейнер со сварной крыш-кой, в которую подается аргон. Сварной шов контролируется различными методами на герметичность, в частности на нем должны отсутствовать газовые пузыри, иначе сварной шов будет негерметичен. Давление аргона контролируется с помощью ротаметра.
Некоторые марки сталей требуют охлаждения вместе с печью, что занимает очень длительное время. Листовые детали, поступающие на термообработку для снятия остаточных напряжений после механической обработки, проходят быструю обработку, так как толщина нагреваемого слоя сплава мала, а температура нагрева невелика. Наиболее равномерный нагрев деталей происходит в шахтных печах, расположенных ниже уровня пола цеха на 1,8 м и изолированные от окружающей среды песочной пробкой. Такие печи не подсасывают окружающий воздух. Загрузка деталей в шахтную печь происходит в несколько рядов.
Режим термообработки задается посредством приборов для регулирования температуры по нанесенным на них термографикам. Иногда температуру замеряют непосредственно в камере печи с помощью специального термоэлектрического устройства для контроля точности приборов регулирования температуры.
На участке обдувки в специальных обдувочных камерах с детали удаляют окалину под регулируемым давлением. Обдувку выполняют электрокорундом с диаметром зерна 16-25 мкм 10-12 мкм и гидропеском для более мягкой обдувки деталей. Обдувку гидропеском производится тем же электрокорундом, но смешанным со струей воды. Максимально достижимая температура нагрева на никелевых нагревателях зависит от конструкции рабочей камеры и составляет 1050-1100°С для камерных и 1300°С для элеваторных и шахтных печей. Здесь, также как и при сварке, используется технология термофиксаторов по тому же принципу (см. выше). Материал термофиксаторов – яденты и жаропрочные стали. С помощью термофиксаторовтермообрабатывают сварные и листовые детали. При использовании термофиксаторов расчет режима нагрева и охлаждения производится для термофиксатора, а не для детали, так как термофиксаторы всегда делаются массивнее. При всех видах термохимической обработки расчет режимов производят для партии деталей, если требуется обработать одну деталь в печь закладывают балласт, состоящий из таких же деталей, которых не хватает для одной партии. Партия обычно состоит из 20, 25, 30, 35, 40 деталей.Участок обработки титановых заготовок и лопаток. Здесь имеются специальные приспособления для термохимической обработки титана, такие как приспособление для обработки титановых прутков, представляющее собой емкость с песочной средой, которая позволяет медленно и равномерно нагреть и охладить пруток, и некоторые другие. Также здесь имеются и вспомогательные средства, в связи со спецификой обработки, например, рольганы для перемещения песочных емкостей с заготовками и многие другие. Так как титан - материал довольно специфичный при термообработке, то здесь используются определенные режимы термообработки, например, изотермический отжиг до 850°С; для однокарбидных твердых сплавов, таких как ВК-1 - до 650°С без охлаждения.
После изотермического отжига титан охлаждается только на воздухе. Расположение детали при термообработке в печи строго определенное, в зависимости от её конфигурации. Например, лопатки ложатся только ребром для предотвращения коробления. Режим нагрева и охлаждения также зависит от обрабатываемой детали, например, для снятия остаточных напряжений достаточно тонких стенок существует один режим, а для лопаток другой. Титан склонен к образованию нага-ра вследствие своей относительно небольшой температуры плавления, поэтому в печах для термообработки титана предусмотрены специальные кожухи для защиты от перегрева, расположенные между камерой и нагревателями.
В этом цехе также имеется вспомогательный участок сварки, в частности для заваривания герметичных камер с аргонной атмосферой и других целей.
Участок травления. После штамповки лопатки проходят процедуру альфирования, альфированная поверхность очень твердая и альфирование применяют для высоконагруженных деталей подвергающихся механическому трению. Глубина альфирования достигает до 0,1 мм. Процесс альфирования состоит из стравливания в серно-плавиковых для толстых лопаток и азотно-плавиковых для тонких лопаток ванных. Однако процесс альфирования не относится к термохимической обработке, так как металл поверхностного слоя детали после растравливания и термообработки не вступает в химическую реакцию с другими элементами, а лишь насыщается кислородом и незначительным количеством углерода и азота, образуя тонкий износостойкий слой. Поэтому альфирование относят к термоокислительной обработке. Для снятия меди используют электролитический способ в водном растворе аммиака - деталь подвешивают на специальных крючках и вышибают атомы меди катодно-анодным способом. В гальванических ванных происходит обратный процесс. После растравливания детали моют горячей и теплой водой с содой и без, последовательно в ванных. Травление производят на глубину 1,2-1,5 мм, у тонких лопаток глубина травления меньше.
Участок вспомогательной механообработки. Здесь детали после травления шлифуются, полируются, круглые детали подчищаются.
На участке контроля происходит замер твердости после термохимической обработки.
Участок закалки ТВЧ. Оборудован высокочастотными генераторами типа ВЧГ-60, ВЧГ-100. Здесь создаются вихревые токи на индукторе, представляющим собой полую трубку. Таким методом можно калить детали участками, например, зубья шестерен, резьбу у винта. Время обработки самое короткое из всех способов термообработки деталей - 2-3 сек. Здесь обрабатываются в основном конструкционные легированные стали, такие как Ст-40, Ст-40Х.