Министерство образования Республики Беларусь
УО “Барановичский государственный университет”
Инженерный факультет
Кафедра общенаучных дисциплин
Управляемая самостоятельная работа № 3
По дисциплине: Технология материалов
Реферат
По теме: Общая характеристика литейного производства
Выполнил студент группы ТО-11
Косаревич А.С.
Проверила: Водопьян Н.В
Барановичи 2017
Оглавление
ВВЕДЕНИЕ ……………………………………………………………………………………………..3
I.ХАРАКТЕРИСТИКА ЛИТЕЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА 3-5
II.ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫПРОИЗВОДСТВА ОТЛИВОК 5-9
III. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ОТЛИВОК СПЕЦИАЛЬНЫМИ СПОСОБАМИ ЛИТЬЯ 9-16
IV. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ОТЛИВОК ИЗ РАЗЛИЧНЫХ СПЛАВОВ 16-17
ВВЕДЕНИЕ
Литейное производство — отрасль машиностроения, занимающаяся изготовлением фасонных деталей и заготовок путём заливки расплавленного металла в форму, полость которой имеет конфигурацию требуемой детали.
I.ХАРАКТЕРИСТИКА ЛИТЕЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА
СУЩНОСТЬ ЛИТЕЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА
Литейное производство есть процесс получения фасонных отливок путем заполнения жидким металлом заранее приготовленных форм, в которых металл затвердевает. Литые детали широко применяются в станках, машинах и механизмах, составляя от 50 до 85% их веса. Путем отливки могут изготовляться детали, самые разнообразные по форме и размерам; для деталей сложной конфигурации отливка является единственным способом производства и не может быть заменена каким-либо другим технологическим процессом. В ряде случаев стоимость отливок значительно меньше стоимости деталей, изготовленных другим способом.
Литьем получают разнообразные конструкции отливок массой от нескольких
граммов до 300 т, длиной от нескольких сантиметров до 20 м, со стенками
толщиной 0,5—500 мм (блоки цилиндров, поршни, коленчатые валы, корпуса и
крышки редукторов, зубчатые колеса, станины станков, станины прокатных
станов, турбинные лопатки и т. д.).
Для изготовления отливок применяют множество способов литья:
в песчаные формы, в оболочковые формы, по выплавляемым моделям, в кокиль,
под давлением, центробежное литье и др. Область применения того или иногоспособа литья определяется объемом производства, требованиямикгеометрической точности и шероховатости поверхности отливок, экономической
целесообразностью и другими факторами.
ТИПЫЛИТЕЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА.
Всякое производство, в том числе и литейное, характеризуется трудоемкостью и
номенклатурой выпускаемой продукции.
Различают следующие основные типы литейного производства:
единичное, серийное и массовое.
Единичное производство характеризуется выпуском в небольших количествах
самого разнообразного литья. Производство отдельных отливок может периодически
повторяться.
Серийное производство характеризуется периодичным выпуском литья
ограниченной или широкой номенклатуры значительными или небольшими партиями.
Массовое производство характеризуется непрерывным выпуском в больших
количествах определенной номенклатуры литья. Примером массового производства
может служить выпуск в огромных количествах однообразных отливок литейными
цехами автомобильных и тракторных заводов.
Серийность производства оказывает большое влияние на выбор методов
изготовления форм, на характер применяемого оборудования и работу литейного
цеха. Если единичное производство характеризуется применением ручных методов
труда, малой механизацией производственных процессов, незначительным
количеством применяемой оснастки, то в массовом и серийном рационально
применять наиболее технически совершенное и высокопроизводительное
оборудование, большое количество специальных приспособлений.Основным производственным подразделением предприятия является цех, в котором изготовляется продукция (или часть ее) или выполняется определенная стадия производства. В машиностроении цехи, как правило, подразделяют на основные, вспомогательные и побочные.
Задачей основных цехов является изготовление основной продукции, предназначенной для реализации. Основные цехи машиностроительных заводов делят на заготовительные (литейные (чугунолитейный, сталелитейный, цех литья под давлением), кузнечный или кузнечно-прессовый, термический и др.), механические и сборочные.
II. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫПРОИЗВОДСТВА ОТЛИВОК
Литейные стали имеют пониженную жидкотекучесть, высокую усадку до 2,5%, склонны к образованию трещин.
Стальные отливки изготовляют в песчаных и оболочковых формах, литьем по выплавляемым моделям, центробежным литьем.
Для предупреждения усадочных раковин и пористости в отливках на массивные части устанавливают прибыли, а в тепловых узлах – используют наружные или внутренние холодильники. Для предупреждения трещин формы изготавливают из податливых формовочных смесей, в отливках предусматривают технологические ребра.
Возможность получения тонкостенных, сложных до форме или больших по размерам
отливок без дефектов предопределяется литейными свойствами сплавов. Наиболее
важные литейные свойства сплавов: жидкотекучесть, усадка (линейная и
объемная), склонность к образованию трещин, склонность к поглощению и
образованию газовых раковин и пористости в отливках и др.
СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ.
Различают физические, механические, технологические и химические свойства
металлов.
Физические свойства. К ним относят плотность, теплопроводность,
электропроводность и температуру плавления. Перечисленные свойства называются
физическими потому, что они обнаруживаются в явлениях, не сопровождающихся
изменением химического состава вещества. Чистые металлы плавятся при t=const, а
сплавы в интервале t-p.
Механические свойства. Характеризуют способность детали,
изготовленной из определенного материала, выдерживать различные нагрузки или
хорошо сопротивляться истиранию при работе машины.
К механическим свойствам относятся прочность, твердость, упругость, пластичность и др.
Прочность сплава определяется величиной усилия, необходимого для
разрушения стандартного образца. При этом стальные, алюминиевые и другие
образцы испытывают на растяжение (разрыв) и относительное удлинение, а чугунные
на изгиб. Кроме того, все литейные сплавы испытывают на твердость.
Твердость сплавов определяют на приборе Бринелля непосредственно на деталях
или не отливках (НВ).
Твердость закаленных сталей определяют на приборе Роквелла путем вдавливания
в изделие алмазной пирамиды(HRC).
Упругость – способность металла принимать первоначальную форму и
размеры после прекращения действия нагрузки.
Пластичность(вязкость) – способность металла изменять
первоначальную форму и размеры под действием нагрузки и сохранять новую форму и
размеры после прекращения ее действия. Это свойство особенно важно при выборе
сплавов для ковки, штамповки и прокатки.
Обрабатываемость резанием – способность металла изменять свою
форму под действием режущего инструмента.
Ковкость – способность металла принимать новую форму и размеры под
влиянием прилагаемой нагрузки без нарушения его целости (малоуглеродистая
сталь).
Свариваемость – способность металлов образовывать прочные
соединения при нагреве свариваемых частей до расплавленного или до
пластического состояния. Хорошей свариваемостью обладают стали с низким
содержанием углерода. Плохо свариваются чугун, медные и алюминиевеы сплавы.
Жидкотекучесть – способность металла заполнять тонкие очертания
полости формы. При недостаточной жидкотекучести расплавленный металл заполняет
форму и отливка становится браком. Жидкотекучесть прежде всего зависит о
химического состава, от температуры перегрева: чем она выше, тем больше
жидкотекучесть.
Величину жидкотекучести определяют по технологической пробе – длин
заполненной сплавом части полости контрольной литейной формы.
Усадка— свойство литейных сплавов уменьшать объем при
затвердевании и охлаждении. Усадочные процессы в отливках протекают с момента
заливки расплавленного металла в литейную форму вплоть до полного охлаждения
отливки. Различают линейную и объемную усадку, выражаемую в относительных
единицах.
Линейная усадка – линейных размеров отливки при ее охлаждении от
температуры, при которой образуется прочная корка, способная противостоять
расплавленного металла, до температуры окружающей среды. Линейную усадку
определяют соотношением, %:
Eлин=(lф –lот)100/lот,
где lф и lот - размеры полости формы и отливки при температуре 20°С.
На линейную усадку влияют химический состав сплава, температура его заливки,
скорость охлаждения сплава в форме, конструкция отливки и литейной формы.
Так, усадка серого чугуна уменьшается с увеличением содержания углерода и
кремния. Увеличение скорости отвода теплоты от залитого в форму сплава
приводит к возрастанию усадки отливки.
Объемная усадка – уменьшение объема сплава при его охлаждении в литейной
форме при формировании отливки. Объемную усадку определяют соотношением, %,
Eоб=(Vф – Vот)100/Vот,
где Vф и Vот – объем полости формы и объем отливки при температуре 200С.
Усадочные раковины – сравнительно крупные полости, расположенные в местах
отливки, затвердевающих последними.
Усадочная пористость – скопление пустот, образовавшихся в отливке в
обширной зоне в результате усадки в тех местах отливки, которые затвердевали
последними без доступа к ним расплавленного металла.
Получить отливки без усадочных раковин и пористости возможно за счет
непрерывного подвода расплавленного металла в процессе кристаллизации вплоть
до полного затвердевания.
Горячие трещины в отливках возникают в процессе кристаллизации и усадки
металла при переходе из жидкого состояния в твердое при температуре близкой к
температуре солидуса. Горячие трещины проходят по границам кристаллов и имеют
окисленную поверхность. Склонность сплавов к образованию горячих трещин
увеличивается при наличии неметаллических включений, газов (водорода,
кислорода), серы и других примесей.
Холодные трещины возникают в области упругих деформаций, когда сплав
полностью затвердел. Тонкие части отливки охлаждаются и сокращаются быстрее,
чем толстые. В результате в отливке образуются напряжения, которые и вызывают
появление трещин. Холодные трещины чаще всего образуются в тонкостенных
отливках сложной конфигурации и тем больше, чем выше упругие свойства сплава,
чем значительнее его усадка при пониженных температурах и чем ниже его
теплопроводность.
Коробление — изменение формы и размеров отливки под влиянием внутренних
напряжений, возникающих при охлаждении.