Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
ЛАБОЛАТОРНІ РОБОТИ ПО ТЕХНОЛОГІЇ КОНСТРУКЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Не вказано
Факультет:
РТ
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2003
Тип роботи:
Інші
Предмет:
Інші
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА”
ЛАБОЛАТОРНІ РОБОТИ ПО ТЕХНОЛОГІЇ КОНСТРУКЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ
для студентів базових напрямів 0902, 0905
Затверджено
на засіданні кафедри фізики
металів та матеріалознавства
Протокол № від .03 р.
Львів -2003
Робота 1
Виготовлення виливок
в разових ливарних формах
Мета роботи:
Вивчити сутність технологічного процесу формовки, і вибрати її спосіб.
Навчитись виготовляти разові ливарні форми в двох опоках по розємній моделі.
1. ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ ПРО ВИЛИВКИ
Суть ливарного виробництва полягає в тому, що фасонні деталі або заготовки виготовляють заливанням рідкого металу в ливарні форми, порожнини яких за розмірами і конфігурацією відповідають деталям, які виготовляють. Такі деталі і заготовки називають виливками. Після затверднення виливки виймають з форми і ті з них, щодо точності яких ставлять більші вимоги, обробляють механічно і направляють на складання машин у вигляді готових виробів. В деяких випадках виливки використовують без механічної обробки як готові вироби (водопровідні труби, люки, кришки і інш.).
Ливарне виробництво в сучасному виробництві займає одне з ведучих місць, оскільки має дуже великі можливості й багато галузей застосування. Можна виготовляти виливки від найпростішої до найскладнішої форми, з усіляких металів і сплавів, вагою від кількох грамів до десятків і сотень тон, із стінками завтовшки 2...500 мм і завдовжки до 3000 мм. До того ж вони, здебільшого, за формою і розмірами ближчі до деталей, ніж заготовки, виготовлені іншими способами.
Завдяки своїй універсальності ливарне виробництво посідає дуже важливе місце в машинобудуванні. Так, у загальному машинобудуванні вага виливків становить близько 60%, а у верстатобудуванні - близько 80% усієї ваги машини.
В сучасному машинобудуванні застосовують сплави на основі заліза: чавуни і сталі; міді: бронзи і латуні; алюмінієві сплави, магнієві сплави і інш.
Сплави вибирають в залежності від вимог, що ставлять до деталей і вартості сплаву. Так, наприклад, деталі машин, які не несуть великих навантажень (станини металорізальних верстатів, противаги, корпуси редукторів і інш.), виливають із самого дешевого сплаву - сірого чавуну. Дрібні деталі автомобілів, тракторів, сільгоспмашин, фітінги - з ковкого чавуну. Арматура, що працює в агресивних середовищах, вкладиші підшипників і де-які інші деталі виготовляють з мідних сплавів. Багато деталей автомобілів, літаків, приладів, до яких ставляться вимоги малої ваги, виготовляють з алюмінієвих і магнієвих сплавів.
Розвиток нових методів точного лиття зумовив широке застосування виливків з ряду важкооброблюваних сплавів в авіації, ракето-, судно- і приладобудуванні, радіоелектроніці й інших галузях техніки. Потреба у виливках зростає дедалі більше в зв’язку з розвитком хімічного машинобудування, для якого багато деталей з жароміцних і корозієстійких сплавів можна виготовити тільки литтям.Більшість виливків виготовляють в пісчано-глинистих ливарних формах (рис.1).
Рис.1. Процес виготовлення виливка
Ливникова форма (рис.1, в) має порожнину, конфігурація якої відповідає конфігурації виливка (рис.1, а) і систему каналів для заливання розплавленим сплавом форми (ливникову систему рис.1, г). Ливникова система складається з чо-тирьох елементів: ливникової чаші 1, стояка 2, шлакоуловлювача 3, живильників 4.
Окремим каналом являється випор 5.
Рідкий сплав, що заливається з розливального ковша в чашу 1, попадає в стояк 2, з якого поступає в шлакоуловлювач 3, а з останнього в живильник 4 і заповнює порожнину форми.
Шлакоуловлювач розташований у верхній напівформі для того, щоб шлак і інші неметалічні включення спливали вверх і не могли потрапити в порожнину форми.
Випор 5 розташований на самій верхній частині порожнини форми (моделі) і призначений для виходу повітря з порожнини форми при заливанні металу. Випор також служить для живлення виливка при кристалізації і для спостереження за заповненням сплавом порожнини форми при заливанні.
Канали ливникової системи виконують за допомогою спеціальних моделей або вирізають вручну спеціальним інструментом.
Форми виготовляють (формують) за моделями (рис.1, б) в двох опоках 6 і 7 (рис.1, в), фіксують з допомогою двох (трьох) штирів 8.
Матеріалом для виготовлення форми служить зволожена формувальна суміш, яка сладається в основному з формувальних пісків і глин.
Для отримання у виливку порожнинив в форму ставлять сухий пісчаний стержень 9 (рис.1в) і 2 (рис.1д). Стержень виготовляють у стержньовому ящику 1 і 3 (рис.1д) із стержньової суміші, яка виготовляється з кварцового піску і зв’язуючих матеріалів (кріпильників).
Стержень стержньовими знаками (рис.1д, ЗН) вставляється у відповідні заглиблення форми, які утворюються з допомогою стержневих знаків (С.З) на моделі (рис.1б).
Після кристалізації (затвердіння) сплаву у формі утворюється виливок (рис.1г), котрий витягують з форми шляхом її руйнування (звідси назва разова форма). Пізніше з виливка вибивають стержень і відрубують (відділяють) ливникову систему. Після очищення виливка від пригорівшої до його поверхні формувальної і стержньової суміші, на наждачнім точилі зачищають місце відрубаних живильників і випорів і виливок подають на контроль. Придатні виливки направляють на механічну обробку.
2. МОДЕЛЬНИЙ КОМПЛЕКТ
Модель, стержневий ящик і сушильна плита (драєр), називають модельним комплектом.
Модель (рис.1б) - це пристрій, з допомогою якого в ливарній формі отримують порожнину, за конфігурацією і розмірами відповідно до виливка (з врахуванням припуску на усадку), (рис.1а - креслення виливка).
В залежності від конфігурації виливка (деталі), розрізняють нерозємні (суцільні) і роз’ємні моделі. Якщо модель можна витягнути з форми без її руйнування, то її виготовляють нерозємною. Якщо форма виливка складна (див. рис.1б), то модель виготовляють роз’ємною і витягують її з форми частинами. Частини роз’ємної моделі з’єднують між собою з допомогою шипів (дюбелів).
Модель відрізняється від виливка тим, що незалежно від того, суцільний виливок чи пустотілий, модель завжди суцільна, оскільки вона забезпечує тільки зовнішню конфігурацію виливки (за виключенням великогабаритних моделей). Якщо виливка пустотіла, то модель має виступи, так звані стержневі знаки. Стержневі знаки моделі формують у формі заглиблення, які використовують для встановлення стержнів при складанні форми. Якщо при складанні форми стержень розташований горизонтально, то стержневі знаки мають циліндричну форму, а коли стержень розташований вертикально - то конічну.
З метою полегшення виймання моделі з форми, усі вертикальні стінки моделі розташовані під деяким кутом, утворюючи ливарні ухили, а спряження поверхонь моделі виконані по радіусу (галтелі) (рис.1б).
За розмірами модель збільшена у порівнянні з виливкою на величину усадки (для сталі 2%, для чавуну 1%, для сплавів кольорових металів від 0,8 до 2,5%).
Стержневий ящик (рис.1д) складається з двох половин (верхньої 1 і нижньої 3), які з’єднуються між собою дюбелями. Порожнина стержньового ящика відповідає порожнині виливка, а також конфігурації і розмірам стержньових знаків моделі.
По стержньовому ящику виготовляють стержень 2 (рис.1д).
Моделі і стержньові ящики виготовляють дерев’яними або металічними.
3. ФОРМУВАЛЬНІ І СТЕРЖНЕВІ СУМІШІ
Для виготовлення разових форм застосовують пісчано-глинисті суміші. За призначенням розрізняють облицьовувальні, наповнювальні і єдині суміші.
Облицьовувальна суміш призначена для утворення робочої порожнини форми, яка контактує з розплавленим металом і при формуванні наноситься на модель шаром завтовшки 15...20 мм.
Наповнююча суміш (більш дешева) служить для заповнення основного об’єму форми.
Єдина суміш призначена для заповнення всього об’єму форми і застосовується при машинній формовці.
Склад формувальних сумішей для дрібного чавунного литва, %
Назва суміші
Відроблена суміш (оборотність суміші), %
Свіжі матеріали (пісок, глина),
%
Кам’яне вугілля, %
Облицювальна
78-59
20-38
2-3
Єдина
96,5-94,5
3-5
0,5
Формувальні і стержневі суміші повинні мати певні властивості, які визначаються в лабораторії.
4. ВИГОТОВЛЕННЯ ЛИВАРНИХ ФОРМ
В залежності від типу виробництва, конфігурації деталі і її розмірів, застосовують наступні способи ручної формовки: в почві з мягкою постілею, в почві з верхньою опокою і твердою постілею, по суцільній (нероз’ємній) моделі в парних опоках, по роз’ємній моделі в парних опоках, по суцільній моделі в парних опоках з підрізкою, по моделях із роз’ємними частинами, по модельних плитах, по моделі в трьох опоках, в стержнях, по шаблону і інш.
При ручному формуванні застосовують різноманітний формувальний інструмент (див. додаток №1).
4.1. Машинне формування
У серійному і масовому виробництві з метою підвищення продуктивності і покращення умов праці і якості продукції застосовують машинне формування. При машинному формуванні механізовані дві самі трудомісні і відповідальні операції: ущільнення формувальної суміші і виймання моделі з форми. Остання забезпечує високу якість і підвищує точність виливка.
При машинному формуванні застосовують модельні плити: одна для нижньої напівформи і друга для верхньої (рис.2).
Рис.2. Комплект модельних плит для машинного формування стійки підшипника: а - модельна плита для виготовлення верхньої напівформи; б - модельна плита для виготовлення нижньої напівформи.
На модельній плиті 1 (рис.2) за спеціальним шаблоном, використовуючи штирі 2, отвори під які розточені з однієї установки закріплюють напівмоделі 3 і 4, а також елементи ливникової системи. На модельній плиті для дофурмовування закріплюється модель шлакоуловлювача 5, а на модельній плиті для формування нижньої опоки моделі живильників 6.
Модельні плити закріплюють на столі формувальних машин. Формування проводиться на двох машинах: на одній виготовляють нижню напівформу, на другій - верхню.
За способом ущільнення формувальної суміші розрізняють: пресові машини, струшувальні і струшувальні машини з підпресовуванням. Найбільш часто застосовують останні (рис.3).
Рис.3. Схема будови струшувальної формувальної машини з підпресовуванням.
Модельну плиту 1 (рис.3) разом із закріпленою на ній моделлю закріплюють на столі машини 2, який відлитий як одне ціле із струшувальним поршнем 4, котрий являється пресувальним поршнем, що знаходиться у пресовому ціліндрі 5. Якщо в опоку 6 насипати єдину формувальну суміш і з допомогою крана керування 7 подати стиснуте повітря у струшувальний циліндр (по трубопроводі 8), то струшувальний поршень разом із столом і опокою буде підійматись до рівня отвору 9. При відкриванні отвору 9 повітря із струшувального циліндра виходить в атмосферу і вся система - опока, земля, модельна плита, стіл, струшувальний поршень падають вниз.
Таких циклів за хвилину відбувається 250...300, при цьому формувальна суміш внаслідок сил інерції і тиску верхніх шарів ущільнюється.
Верхні шари формувальної суміші ущільнюються недостатньо. Для цього після ущільнення струшуванням, в пресовий циліндр 5 по каналі 10 подається стиснуте повітря. Пресовий поршень 4, піднімаючись вверх, виконує пресування формувальної суміші в опоці до обертальної пресової колодки 11. Виймання моделі з опоки здійснюється штифтовим піднімачем 12 за допомогою поршнів підіймання 13 при подаванні стисненого повітря по каналі 14. Зняту напівформу відправляють на збирання форми.
Збирання форми виконує формувальник, виготовлену іншим робітником. Для цієї мети в нижню напівформу встановлюють стержні і накривають її верхньою напівформою.
Після скріплення зібраної форми або завантаження її вантажем Q, щоб запобігти спливанню верхньої напівформи при заливанні, форма направляється на заливання.
5. ЗАЛИВАННЯ ФОРМИ
Розплавлений метал випускають з печі в розливальний ківш (рис.4) з якого його розливають по формах. Ємність ковшів буває від декількох кілограмів до декількох тон. За формою і конструкцією ковші бувають конічними і барабанними, ручні і механізовані. Ківш малої ємності із середини обмазується глиною, а великої ємності футерується вогнетривкою цеглою.
Перед заповненям металом ковші ретельно просушуються і підігріваються до температури 500...700(С, у противному випадку може виникнути дуже небезпечний викид металу або можуть утворитись охолоді на стінках ковша.
Перед заливанням у форму метал в ківші необхідно витримати для виділення з нього газів і спливання шлаку і неметалічних включень.
На якість виливки впливає температура металу що заливається, котра залежить від роду ливарного сплаву, конструкції форми, габаритів виливка і інших факторів. Так, тонкостінні виливки необхідно заливати металом з більш високою температурою (підвищення температури збільшує рідкотекучість). Під час заливання струя металу не може перериватись, ливникова чаша повинна бути весь час заповнена металом до його появи у воронках випорів.
Рис.4. Заливання форми.
6. ВИБИВКА, ОБРУБКА І ОЧИСТКА ВИЛИВКА
Після заливання форма остигає до такої температури, при якій відбувається не тільки кристалізація сплаву, але і неможливе короблення і утворення тріщин у виливку (для чавуну - 400...500(С). Вибивка виливки здійснюється механічним способом або вручну.
Машинна вибивка здійснюється з допомогою віброграток, віброкоромислів і інших механізмів.
Вибивка стержнів з виливків у крупносерійеому і масовому виробництві механізована і здійснюється на вібро- або гідравлічних установках.
Порядок вибивки виливки з форми вручну наступний:
а) знімають верхню опоку і вибивають з неї формувальну суміш;
б) вибивають з нижньої опоки формувальну суміш разом з виливком;
в) відділяють ливникову систему (у крихких матеріалів, типа чавуна - відбивають, а у в’язких - відрізують);
г) вибивають з виливки стержень;
д) очищують виливок від пригорілої формувальної і стержньової суміші. У крупносерійному і масовім виробництвах очищення здійснюють за допомогою галтувальних барабанів, у дрібносерійному і одиничному - з допомогою щіток;
е) очищені виливки подають на технічний контроль з метою виявлення різних видів браку (придатність литва).
7. ОСНОВНІ ВИДИ БРАКУ ВИЛИВКІВ
1. Дефекти виливків, зв‘язані з об‘ємною і лінійною усадкою сплаву при затвердінні виливків.
а) Усадочні раковини (рис.5а) - закриті внутрішні порожнини у виливках з рваною поверхнею, утворюються в потовщених місцях виливки, де метал твердне в останню чергу.
Рис.5. Схема усадочної раковини.
З метою усунення усадочної раковини використовують додатки. В останню чергу метал твердне не у виливку, а в масивному додатку, де утворюється усадочна раковина (рис. 5б). Пізніше прибуток (разом з раковиною) відділяють від виливка.
б) Гарячі тріщини - розриви у місцях раптового переходу від тонкого січення до товстого (під прямим або гострим кутами) (рис. 6а).
При плавнім переході (галтель R) тріщина відсутня (рис. 6б).
Рис. 6. Схема утворення гарячої тріщини.
Тріщина може утворитись внаслідок низької піддатливості суміші, що чинить опір усадці (рис. 7)
Рис.7. Схема утворення тріщини (відрив фланця).
2. Дефекти виливки, зв‘язані із взаємодією металу і форми в процесі заливання і твердіння.
а) Газові раковини - порожнини у виливку, заповнені газом. Мають, як правило, округлу форму і гладку поверхню (рис.8). Вони можуть бути як на обробленій поверхні, так і в січенні виливка.
Рис. 8. Схема утворення газових раковин.
Основною причиною утворення газових раковин являється:
а) низька газопроникність суміші, газонасиченість металу, недосконалість ливникової системи і інш.;
б) пісчані (земляні) раковини - відкриті або внутрішні порожнини, повністю або частково заповнені формувальною сумішею;
в) недоливи і спаї. При недоливі форма заповнена металом не сповна. Спай виникає в місці з‘єднання двох потоків металу (рис.9).
Рис. 9. Схема недоливу і спаю.
г) пригар - важковідділюваний пригорівший до поверхні виливка шар формувальної і стержневої суміші.
3. Невідповідність розмірів і конфігурації виливка кресленню - може являтись наслідком невірного призначення припусків на усадку при розробці моделі або неправильного складання форми. Останнє викликає зсув і різностінність (рис. 10).
Рис. 10. Схема зсуву (а) і різностінності (б) виливка.
До видів браку відносять також невідповідність хімічного складу металу і невідповідність (погіршення) механічних властивостей виливка.
8. ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ
I. Вивчити суть технологічного процесу формування і отримати допуск до роботи, відповісти на запитання, поставлені в карті контролю.
II. Отримати робоче місце, необхідну оснастку і інструмент.
ІІІ. Вибрати спосіб формування і погодити його з викладачем.
VI. Виконати формування в двох опоках за роз’ємною моделлю (рис.11).
1. Встановити підмодельний щиток 1 на робочий стіл і на нього встановити напівмодель 2 площиною роз’ємну (рис.11а).
2. Встановити опоку 3 площиною роз’ємну на під модельний щит і нанести припил 4 (рис.11б).
3. За допомогою ручного сита 5 просіяти облицювальну формувальну суміш шаром 20...30 мм і утрамбувати руками (рис.11в).
4. З допомогою совка 6 поступово заповнювати опоку наповнюючою сумішшю і трамбувати її гострою трамбівкою 7 (рис.11г).
5. Утрамбувати формувальну суміш плоскою трамбівкою 8 так, щоб формувальна суміш виступала з опоки на 10...20 мм (рис.11д).
6. Надлишок формувальної суміші згребти лінійкою 9 в рівень з кромками опоки (рис.11е).
7. Наколоти душником 10 вентиляційні канали 11 на відстані 30..40 мм один від другого так, щоб душник не доходив до моделі на 10...15 мм (рис.11ж).
8. Повернути нижню форму на 180( (рис.11з).
9. Установити верхню опоку 12 на нижню з допомогою штирів і верхню півмодель 13 на нижню, а після присипати нижню півформу розділювальною сумішшю 14 (рис. 11і).
10. Просіяти облицювальну суміш через сито 17, установити модель стояка 15 і випору 16 і утрамбувати руками (рис. 11й).
11. Поступово заповнювати опоку облицьовувальною сумішшю, трамбувати спочатку гострою, а пізніше плоскою трамбівками. Надлишок формувальної суміші зрізати лінійкою 18 в рівень з кромкою опок (рис. 11к).
12. Вирізати ланцетом ливникову чашу 19, і випорів 20. Легко розхитати моделі стояка і випорів, витягнути їх з форми. Утрамбувати пальцями ливникову чашу і воронки випорів і наколоти душником вентиляційні канали 21 (рис. 11л).
13. Зняти верхню півформу форми і повернути її на 180(. У верхній опоці вирізати шлакоуловлювач 22 (рис. 11м), а в нижній живильники 23 (рис. 11м). Легко зволожити форму по периметру моделі квачиком, вкрутити у модель підіймач 24 і, легко розхитавши півмоделі, витягнути їх з форми (рис. 11н).
14. Обробити порожнину форми. Пошкоджені місця виправити. Видути з порожнини суміш що туди потрапила. Готову форму показати викладачу.
15. Провести збирання форми, для цього перед тим встановити стержень у стержневі знаки і встановити верхню форму на нижню. Опоки з‘єднати скобою (рис. 11о).
16. Здати готову форму викладачеві.
17. Майстер (викладач) демонструє спосіб виготовлення форми на струшувальній формувальній машині з підпресовуванням.
18. Одну з форм, дотримуючись правил техніки безпеки, майстер (викладач) у присутності студентів заливає розплавленим металом (демонстрація заливання).
19. Після охолодження залитої форми провести вибивання, обрублювання і очищення виливка.
20. Провести технічний контроль виливка і вивчити на ньому види ливарного браку.
Рис.11. Технологічний процес виготовлення разової
ливарної форми.
Рис. 12. Формувальні інструменти:
а-лопата; б-сито; в-носилки; г-підйомник;
д-трамбівка; е-совок; є-гачки; ж-гладилка
плоска; з-гладилки куткові; и-ланцет;
і-душник; ї-пензлик. ІХ. ЗВІТ
по лабораторній роботі
ВИГОТОВЛЕННЯ ВИЛИВОК В РАЗОВИХ ЛИВАРНИХ ФОРМАХ
І. Призначення виливка і послідовність його виготовлення.
ІІ. Ескізи виливка, моделі, стержньового ящика, ливникової системи, форми у зібраному стані і їх призначення.
Ескіз виливка
Ескіз моделі
Ескіз стержня
Ескіз стержньового ящика
Ескіз складеної форми
Основні види браку виливка і причини їх утворення
Виконав Роботу прийняв
Дата Оцінка
КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ
1. У чому суть ливарного виробництва? Переваги цього способу виробництва заготовок у порівнянні з іншими способами.
2. Що представляє собою ливарна форма? Назвіть її основні частини.
3. Що називається модельним комплектом? Його призначення.
4. Що таке ливникова система? Елементи ливникової системи і їх призначення.
5. Які формувальні суміші застосовують при виготовленні разової ливарної форми? Їх приблизний склад і основні властивості.
6. Вкажіть послідовність виготовлення разової пісчано-глинистої форми за роз‘ємною моделлю.
7. У чому сутність машинного формування?
8. З чого складається і як працює формувальна струшувальна машина з підпресовуванням?
9. Перерахуйте операції при збиранні ливарної форми.
10. Скажіть принцип заливання ливарної форми, правила техніки безпеки і застосовуване обладнання.
11. Розкажіть, які ви знаєте способи і послідовність вибивання, обрублювання і очищення виливків.
12. Перерахуйте основні види браку виливків і причини їх виникнення.
Рекомендована література
1. Прейс Г. А. Технология металлов и других конструкционних материалов. -К.: ”Вища школа”, 1991. - 512 с.
2. Дальский А. М. и др. Технология конструкционних материалов. -М.: Машиностроение, 1985. - 448 с.
3. Липницкий А.М., Морозов И.В. Справочник рабочего-литейщика. - Л.: Машиностроение, 1976. Робота2
Випробування формувальних
матеріалів та сумішей
Мета роботи:
Вивчити властивості формувальних матеріалів і сумішей, а також методику їх випробувань.
Навчитись проводити випробування формувальних сумішей на розтяг і стиск, визначення газопроникності, вологості і інш. характеристик.
1. ВЛАСТИВОСТІ ФОРМУВАЛЬНИХ МАТЕРІАЛІВ І СУМІШЕЙ
Значну частину виливків з різних сплавів отримують в одноразових формах. Для виготовлення ливарних форм суміші ущільнюють навкруг моделі, а при виготовленні стержнів (частин ливарної форми, з допомогою яких отримують внутрішні порожнини або складні зовнішні обриси виливків) - в стержневих ящиках. Щоб покращити якість поверхні виливків форми і стержні припилюють або покривають шаром фарби. Формувальні і стержневі суміші, а також фарби і припили готують змішуванням різних вихідних матеріалів.
Вихідні матеріали поділяють на основні (піски, глини сполучні) і допоміжні (протипригарні додатки, фарби і інші матеріали). Якість основних, допоміжних матеріалів і методи їх випробувань регламентується стандартами або технічними умовами.
В залежності від умов роботи і технологічного процесу виготовлення виливки формувальні і стержневі суміші повинні мати наступні основні властивості:
1) міцність - властивість форм і стержнів не руйнуватись під дією зовнішніх зусиль;
2) поверхневу міцність (обсипальність) - опір поверхневого шару форми або стержня стираючим зусиллям;
3) поверхневу твердість - властивість поверхні форми (або стержня) чинити опір проникненню в неї більш твердого тіла;
4) газопроникність - властивість суміші пропускати через себе гази;
5) малу газотворність - властивість суміші виділяти гази при нагріванні;
6) текучість - властивість суміші переміщуватись під дією зовнішніх зусиль або власної ваги;
7) піддатливість - властивість форм і стержнів стискатись при усадці виливка, який застигає;
8) низьку гігроскопічність-властивість компонентів суміші поглинати вологу з оточуючого середовища;
9) малу липкість-властивість суміші прилипати до стінок моделі або стержньового ящика;
10) вогнетривкість-властивість суміші витримувати високу температуру без оплавлення;
11) низьку пригарність-властивість суміші приварюватись до стінки виливка в результаті механічної і хімічної взаємодії з металом;
12) високу здатність до вибивання - властивість форм і стержнів легко руйнуватись після охолодження виливки;
13) довговічність-властивість суміші зберігати свої властивості після повторного використання;
14) “живучість”-властивість суміші зберігати свої фізико-механічні властивості від моменту їх приготування до використання.
В ливарних цехах контроль якості формувальних і стержньових сумішей зводиться до визначення наступних фізико-механічних характеристик: вологості, газопроникності, границі міцності при стиску у вологому і висушеному станах, границі міцності при розтягу, а іноді при зрізі і згині. Крім цього, при розробці нових складів сумішей проводять визначення газотворності, обсипальності, поверхневої твердості, довговічності, текучості, здатності до вибивання і “живучості”.
1.1. СКЛАД ФОРМУВАЛЬНИХ СУМІШЕЙ
Необхідні властивості формувальних сумішей досягають шляхом підбирання відповідного складу: піску, глини і різних додатків.
Піски. Основною частиною формувальних пісків являються зерна кварцу (кремнезем, SiO2). Крім них в склад пісків входять глинясті мінерали (не більше 50%). В залежності від вмісту кремнезему піски діляться на класи (таблиця 1).
Таблиця 1
Класифікація формувальних пісків
Вміст гли-
Вміст
Вміст шкідливих домішок, %
Пісок
Клас
нястих складових, %
SiO2,
%
Сірка
сульфідна
Оксиди лужних і лужно-земелних металів
Оксид заліза
Кварцовий
1К
до 2
(97
не допус-кається
K2O+
+Na2O(1,5
CaO+
+MgO(1,0
0,75
2К
до 2
(96
(0,25
1,5
1,0
3К
до 2
(94
(0,25
2,0
1,5
4К
до 2
(90
(
(
(
Кварцово-
польовошпатовий
КП
до 2
(90
(
(
(
Пісний
П
(2 до 10
(
(
(
(
Напівмасний
НЖ
(10 до 20
(
(
(
(
Масний
Ж
(20 до 30
(
(
(
(
Дуже масний
ДЖ
(30 до 50
(
(
(
(
Зерновий склад піску визначається за допомогою ситового аналізу - розсіву піску через набір стандартних сит. Основною фракцією піску вважається найбільша сума залишків просіяного піску на трьох суміжних ситах, показаною у вагових частинах. Для розсіювання піску встановлено наступний набір сит:
Таблиця 2
Набір стандартних сит
№ сита
2,5
1,6
1
063
04
0315
025
016
01
0063
005
Розмір сторо-ни комірки, мм
2,50
1,60
1,00
0,630
0,400
0,315
0,250
0,160
0,100
0,063
0,050
Піски також класифікуються за величиною зерен основної фракції. Піски за зерновим складом поділяються на групи (таблиця 3).
Таблиця 3
Класифікація формувальних пісків за зерновим складом
Пісок
Група
Номери сит суміжних розмірів, на яких залишаються зерна основної фракції
Грубий
063
1, 063, 04
Дуже крупний
04
063, 04, 0315
Крупний
0315
04, 0315, 02
Середній
025
0315, 02, 016
Дрібний
016
02, 016, 01
Дуже дрібний
01
016, 01, 0063
Тонкий
0063
01, 0063, 005
Пилоподібний
005
0063, 005, таз
В залежності від величини залишку основної фракції на двох крайніх ситах формувальні піски діляться на дві категорії: А і Б. До категорії А відносяться піски з великим залишком на крайньому верхньому ситі (з трьох суміжних), а до категорії Б - піски з великим залишком на крайньому нижньому ситі.
Відповідно до складу і зернистості піски маркують наступним чином. Наприклад, марка піску 1К0315А означає що це грубий кварцевий пісок класу 1К, групи 0315, категорії А (тобто залишок на суміжному верхньому ситі 04 більший, ніж на нижньому ситі 02). Якщо б замість букви А на вказаній марці піску стояла буква Б, то це означало б, що залишок піску на ситі 02 більший, ніж на ситі 04.Піски за формою зерен поділяються на округлі, напівокруглі, гострокутні і осколочні.
Глини. Формувальні глини є основним сполучним матеріалом у формувальних сумішах. Міцність пісщано-глинистих сумішей у значній мірі визначається походженням глини, її мінералогічним і хімічним складом, видом і кількістю домішок, дисперсністю частинок тощо.
За мінералогічним складом формувальні глини поділяються на чотири види: К - каолінітові, Г - гідрослюдисті, М - монтморіллонітові (ці глини часто називають бентонітами), П - полімінеральні. У ливарному виробництві найширше застосовуються каолінітові і монтморіллонітові глини.
сполучна властивість глини визначається границею міцності при стиску стандартних зразків у вологому і висушеному станах.
За величиною границі міцності при стиску у вологому стані розрізняють глини трьох сортів:
І - міцносполучна, (ст(0,11 МПа;
ІІ - середньосполучна, (ст(0,079...0,11 МПа;
ІІІ - малосполучна, (ст(0,05...0,08 МПа.
Монтморіллонітові глини повинні забезпечувати у вологому стані границю міцності при стиску не меншою 0,09 МПа.
В залежності від величини границі міцності при стиску у висушеному стані глини ділять на три класи:
1 - міцносполучна (ст(0,55 МПа;
2 - середньосполучна (ст(0,35...0,55 МПа;
3 - малосполучна (ст(0,35 МПа;
Монтморіллонітові глини повинні забезпечувати у висушеному стані границю міцності при стиску не меншою за 0,35 МПа.
Термохімічна стійкість глини (Т) визначається кількістю лужних і лужноземельних металів. Із збільшенням кількості домішок термохімічна стійкість зменшується. За термохімічною стійкістю розрізняють три сорти глини:
Т1 - ( 2,5 % Fe2O3; ( 1,5% (Na2О+K2O); ( 2,5 % (CaO+MgO).
T2 - 2,5...4,5 % Fe2O3; 1,5...3,0 % (Na2О+K2O); ( 3,0 % (CaO+MgO).
T3 - вміст Fe2O3, Na2О, K2O не нормується; ( 10,0 % (CaO+MgO).
Маркуються глини наступним чином.
Наприклад, марка глини К ІІ/1 Т2 означає, що це каолінітова формувальна глина К, ІІ сорту (границя міцності при стиску у вологому стані складає 0,079...0,11 МПа), 1 класу (границя міцності при стиску у висушеному стані більше 0,55 МПа), із середньою термохімічною стійкістю Т2.
1.2. СПОЛУЧНІ МАТЕРІАЛИ
Сполучні матеріали додають у суміш для підвищення її міцності. У ливарному виробництві використовують:
- концентрати сульфітно-спиртової барди;
- рідке скло;
- силікат натрію електродний, розчин;
- оліфу “Оксоль” та інші.
Як протипригарні додатки для сталевого литва використовують хромистий залізняк, хромомагнезит, пилоподібний кварц та інші матеріали. Для чавунного і кольорового литва - мазут і кам’яновугільний пил. Для приготування протипригарних фарб, паст, клеїв і припилів - використовують деревовугільний пил, графіт кристалічний і аморфний.
Для підвищення піддатливості і газопроникності додають деревну тирсу, для покращення вибивання рідинноскляних сумішей додають боксити у вигляді молотого порошку і азбестовий дрібняк. Використовують також і інші технологічні додатки.
Суміші готують перемішуванням компонентів на змішувальних бігунах (рис. 1).
Рис. 1. Бігуни:
1-катки; 2-плужки; 3-вікно для вивантаження суміші.
1.3. ВИГОТОВЛЕННЯ ЗРАЗКІВ ДЛЯ ВИПРОБУВАНЬ
Виготовлення зразків з формувальних сумішей проводиться на лабораторному копрі (рис. 2). Металічну гільзу 9 встановлюють у піддон 4, попередньо насипавши в неї наважку формувальної суміші (180 г) так, щоб поверхня насипаного шару була горизонтальною. Підйомником копра 8 підіймають шток 2 і вантаж 3. Пізніше обережно і повільно опускають бойок 7 закріплений на штоку 2, в гільзу до дотику із сумішшю. Після цього обертанням рукоятки 6 і ексцентрика 5 ущільнюють суміш трьома ударами вантажу 3. Висота зразка після ущільнення повинна бути 50 ( 0,8 мм. Цю висоту контролюють за трьома горизонтальними рисками на стояку 1 станини копра. Співпадання верхнього торця штоку із середньою рискою відповідає висоті зразка 50 мм. Крайні риски вказують на допустимі відхилення. Після ущільнення гільзу з піддоном знімають з копра і відділяють піддон від гільзи і за допомогою дерев’яного виштовхувача зразок обережно виймають з гільзи.
Рис. 2. Лабораторний копер.
Гільзи для виготовлення зразків змінні: для випробувань на стиск і газопроникність застосовують гільзи для циліндричних зразків, а для випробувань на розтяг - гільзи для виготовлення зразків у вигляді вісімки.
2. ВИПРОБОВУВАННЯ ФОРМУВАЛЬНИХ СУМІШЕЙ І ЇХ СКЛАДОВИХ
2.1. ВИЗНАЧЕННЯ ЗЕРНОВОГО СКЛАДУ ПІСКУ
Визначення зернового складу піску проводиться за допомогою ситового аналізу.
Ситовий
15.05.2013 17:05-
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора