CC BY
14
10Л If- ГГГ■ ^ Г Ги f: I fi /i /! VTГГГ.
144 I 3 МЗ). 2007 -
ВЫСТАВКИ
The modern equipment and materials for all the stages of production — from melting to waste recovery were presented at the greatest in the world International exhibition of foundry equipment, technologies of materials GIFA-2007.
Щ».
Ш^Шя
В. В. ОВЧИННИКОВ, ПРУП «Минский моторный завод», М.А. САДОХА, НП РУЛ «БелНИИлит»
GIFA-2007
С 12 по 16 июня 2007 г. в Дюссельдорфе (Германия) состоялась крупнейшая в мире Международная выставка литейного оборудования, технологий и материалов GIFA-2007, организуемая один раз в четыре года.
Выставка GIFA-2007 — это главное событие металлургической отрасли, на которой представлены новейшее оборудование и материалы для всех этапов производства — от плавки до утилизации отходов. Раздел выставки NEWCAST: чугунное производство, услуги в литейном производстве, литье цветных металлов. На последнем хотелось бы остановиться и дать более подробную информацию. Особенно, что касается тематики литья из алюминиевых сплавов.
Важнейшим из цветных металлов, наиболее широко применяемым в производстве большой гаммы отливок различного назначения, является алюминий. По состоянию на 2005 г. основные потребители и производители алюминия распределились следующим образом (рис. 1). Как видно из рисунка, все страны, за исключением США, производят алюминия больше, чем потребляют внутри страны. Наиболее близок к совпадению производства и потребления Китай.
Если рассматривать тенденцию производства и потребления алюминия в мире, то можно отметить ежегодно нарастающий рост (рис. 2). Причем если рассматривать степень увеличения потребления, то можно увидеть примерно двукратный прирост потребления каждые десять лет (рис. 3).
Анализ общего объема изделий из алюминия, находящихся в использовании в мире (рис. 4), свидетельствует о существенном росте такой продукции в тоннах при среднем сроке эксплуатации изделий в 15 лет. На сегодняшний день в использовании находится примерно 600 млн. т алюминия
в изделиях с прогнозом роста к 2020 г. до 950 млн. т. Причем наиболее заметный ежегодный прирост наблюдается в строительстве, транспорте и машиностроении при практически неизменном количестве в быту и для прочих целей.
Возрастающее количество производимого алюминия является причиной и возрастающего количества вторичного алюминиевого сырья в виде лома и отходов (рис. 5).
Причем основной объем вторичного алюминия образуется в области транспорта, упаковки, машиностроения. Прогнозируется существенный рост объемов вторичного алюминия в области строительства.
Рис. 1. Производство и потребление алюминия в основных странах-производителях и потребителях, тыс. т
Рис. 2. Ежегодное производство алюминия в мире, млн. т -
Рис. 3. Прирост производства алюминия в мире по десятилетиям относительно предыдущего десятилетия
Worldwide aluminium product inventory by market from 1950 to 2020
1000 900 1 m I 700
-ж
E .
| Ж
1
Ж-Ш
га Consumer Owabfes
□Packaging »Transport •Butting
GARC K01.W
Рис. 4. Количество алюминия в изделиях, находящегося в использовании, млн. т
¡Ж Щ
10 8 в 4 2 О
Worldwide recycled aluminium from end-of-iife products from 1950 to 2020
SOther
BCoftsunwOtifabies
QPttksgmQ t Transport
ве«м»п8
щш' теш
Рис. 5. Образование в мире вторичного алюминиевого сырья в виде лома и отходов, млн. т
3 (43). 2007
Все рассмотренные выше данные в области производства, потребления и рециклинга алюминия находят свои тенденции в развитии технологических процессов приготовления алюминиевых сплавов, производства изделий из них и переработки вторичного сырья.
В области кокильного литья из алюминиевых сплавов следует отметить ряд тенденций, которые устойчиво наступают на рынок.
Предпочтительными выглядят комплексные предложения ряда фирм по созданию производственных участков для изготовления тех или иных отливок с максимальной механизацией и автоматизацией процессов. Так, фирма GFS (Италия) предлагает полностью автоматизированное производство отливок поршней (рис. 6) и сложных фасонных отливок (рис. 7) с автоматическими процессами всех технологических операций, включая простановку стержней, заливку расплава и удаление отливок. Подобное оборудование и идеологию предлагают и фирма «FATA Aluminium» (Италия).
Рис. 6. Производство отливок поршней (фирма GFS)
Рис. 7. Производственный участок по производству фасонных отливок(фирма GFS)
Вместе с тем ряд фирм предлагает однопозиционное кокильное оборудование без существенной механизации с возможностью последующего дооснащения дополнительными устройствами и агрегатами. На рис. 8 показаны однопозиционные кокильные машины ряда фирм.
а б в
Рис. 8. Однопозиционные кокильные машины: а — для литья фасонных отливок (фирма GFS, Италия); б — для литья поршней (фирма GFS, Италия); в — для литья фасонных отливок (фирма LPM)
Интересный экземпляр кокильной машины был представлен фирмой «Hall» (США) (рис. 9) — однопозиционная кокильная машина для производства отливок методом самозаполнения с механизмом съема отливок.
Аналогичные машины разрабатывает и фирма «Kurtz» (Германия).
На выставке представлен широкий спектр машин литья под низким давлением для производства отливок из сплавов на основе алюминия, машин с использованием металлической оснастки, а также песчаных, гипсовых, керамических форм производства «BORLI» (Италия) (рис. 10).
3 (43). 2007
/127
Рис. 9. Однопозиционная кокильная машина для производства отливок методом самозаполнения фирмы «Hall» (США)
Метод литья под низким давлением наиболее подходит для изготовления отливок, удовлетворяющих крайне высоким требованиям к качеству в автомобильной и авиационной промышленности (например, картер маховика, картер муфты сцепления).
Технологический процесс литья под низким давлением состоит из следующих этапов. Посредством подачи сжатого воздуха через специальное устройство в автоклаве жидкий металл из тигля по металлопроводу нагнетается в закрытый кокиль. После кристаллизации отливки давление сжатого воздуха сбрасывается и остатки жидкого металла из кокиля и металлопровода сливаются обратно в тигель, а готовая отливка из верхней половины кокиля после его полного раскрытия выталкивается на приемное устройство вместе с
остатком литника, извлеченного из верхней части металлопровода (литниковой втулки).
Избыточное давление в автоклаве позволяет во многих случаях отказаться от прибылей для пропитки массивных узлов отливки или уменьшить их массу по сравнению с литьем в кокиль. Расход жидкого металла на литниковую систему при этом составляет 2—4% от массы самой отливки (рис. 11).
Машины оборудова-наклонными печами сопротивления со встроенными графитовыми тиглями, керамическими металло-проводами.
Чтобы с наилучшим качеством отливать изделия с различной толщиной стенок, используются разные скорости заполнения формы, главное требование — управляемое ламинарное заполнение формы металлом, исключающее появление дефектов газового характера.
Японская фирма Киги представила двухпозиционную машину для литья под низким давлением (рис. 12), оборудованную сложной печью, в которой возможно металлургическое доведение расплава до требуемого уровня качества.
В области плавки алюминия и его сплавов, выдержки расплава и плавки лома было представлено много разработок различных фирм.
Фирма «БМко \Vestofen» демонстрировала ряд своих разработок:
• плавильный газовый комплекс БШкоМеИег (рис. 13), состоящий из наклонной печи с двумя зонами плавки и одной зоны выдержки, устройства загрузки шихты в зону плавки;
• плавильный газовый комплекс для плавки алюминиевой стружки модели ЗШкоМекег типа МС/МНС (рис. 14) с узлом замешивания рассыпной стружки в расплав;
• дозаторы пневматические (рис. 15).
Рис. 10. Оборудование фирмы «Kurtz» (Германия) для литья под низким давлением
ны выкатными
Рис. 11. Сравнительный анализ литниковой системы для отливки, полученной методом литья в кокиль (слева) и литьем под низким давлением (справа)
юр //;гтг*гг [г.шшп'.ь
IЫ I 3 МЗ). 2007 -
Рис. 12. Двухпозиционная машина для литья под низким давлением фирмы [БТ^и (Япония)
Рис. 13. Плавильный газовый комплекс ЗйгкоМекег
Рис. 14. Плавильный газовый комплекс для плавки алюминиевой стружки модели ЗЫкоМекег типа МС/МНС
/;г:тт*v. ír^fjjMfrr.f, та
- 3 (43). 2007/ ICiW
Рис. 15. Дозаторы пневматические БМко Для плавки алюминиевой стружки фирма МЕТАШЛСБ (США) предлагает свою систему (рис. 16), основанную на замешивании рассыпной стружки в расплав при помощи специального насоса.
Рис. 16. Система фирмы METAULICS (США) для плавки алюминиевой стружки
Аналогичные системы предлагает и фирма «Molten Metal Equipment Inno-
vations» (США) (рис. 17), утверждая, что важнейшими отличиями их системы являются ламинарность потоков расплава и вследствие этого минимальная окисляе-мость металла.
Для оснащения печей выдержки алюминиевого расплава фирма «Lethiguel» предлагает погружные нагреватели новой конст-
»„ , рукции (рис. 18).
Рис. 17. Системы перемешивания расплава и замешивания стружки фирмы «Molten Metal
Equipment Innovations» (США)
130
Г f Г г Г"~Г Г Г ГГГ1~ГТ i i. i , -! 1;/./, г ¡'i i. f;
3 (03). 2007 —--——-
Specificities
- High flow heating, 30W/cro2
- Improved metallurgical quality
- Heating efficiency, 98%
- Very easy to install
% »
Prmtuctran Большой интерес вызывает обору-
ro uc range дование фирмы ProMetal RCT GmbH
- Sheath diameter from 20 to 55mm (Германия) ЦИФРОВОГО ПрОИЗВОДСТВа
- Sheath length from 500 to lSOOmrm v v / t-f r ^
- connecting voltage from 45 to 600 voits песчаных форм и стержней путем
- Power relative to abacus ПОСЛОЙНОГО СеЛеКТИВНОГО СКЛеИВаНИЯ
песчаной смеси S15 и S-Print — по-oxbmtntm слойное нанесение песка, предвари-
0 55fnm tvpe M .
о 32rrm type iH+fr тельно смешанного с компонентом А
0 SSfiïïi type
( отвердителем) и нанесения в необ-. ходимых местах с помощью много-
/ слойной печатающей головки компо-
нента В (смолы). Несвязанный песок в последующем удаляется пылесосом "" "" (рис. 19).
Изготовление без использования модельной оснастки форм и стержней из формовочной смеси (в том числе
ш"; im <л>:> na« ч
Пишете« length (mm) для черного литья) с использованием
фурановых смол необычайно быстро. Технология экономит время и обеспечивает высокую производительность, а большие размеры построения обеспечивают быстрое изготовление опытных образцов больших размеров и гибкое изготовление литых деталей в опытном и мелкосерийном производ-г „ ». - стве модельной оснастки (рис. 20).
Еще одно эффективное примене-
Рис. 18. Погружные нагреватели новой конструкции фирмы «Lethiguel» ___,, _ ___
' • 1 ь ние технологии — быстрое изготовле-
ние точных форм для получения литых заготовок оснастки. Минимальный припуск полученных при такой технологии заготовок позволяет существенно сократить время и затраты на механическую обработку, а также снизить стоимость материалов.
На выставке фирмой GOM GMbH (Германия) представлена бесконтактная оптическая система оцифровки и измерения ATOS.
Оцифровка и измерение объектов — оцифровка геометрически сложных объектов (детали двигателя, мастер-модели, модельная оснастка, шаблоны и т.д.); получение контрольных сечений и проведение измерений; сравнение оцифрованного объекта с математической моделью или Рис. 19. Оборудование фирмы ProMetal RCT GmbH (Герма- эталонным образцом и получение результатов в ния) для цифрового производства песчаных форм и стержней виде цветовой градации, величины отклонения в
сечениях, точках; анализ усадки выплавляемых
II
Рис. 20. Примеры отливок, изготовленных при использовании форм и стержней, полученных путем послойного селективного
склеивания песчаной смеси
П/ЛГШ! loi
- Э (43). 2007/ IUI
моделей и литых заготовок; выявление дефектов, анализ износа и деформаций; анализ толщины покрытий и т.д. (рис. 21).
Реверсивный инжиниринг (обратное проектирование) — генерирование файла данных о поверхности оцифрованного объекта для обработки и дальнейшего использования в CAD системах (CATIA, UNIGRAPHICS, PRO/EGINEFR и др.); выявление изменений, выполненных в моделях и оснастке,
■■■¡¡■Вш
m
■L
Bk
4
Рис. 21. Сравнительный анализ оцифрованного объекта с математической моделью
передача их в CAD систему; экспорт данных для станков с ЧПУ и систем быстрого прототипирования.
Данная система универсальна, может быть использована на различных технологических переделах литейного производства (например, на стадии изготовления песчаных стержней, при литье под высоким давлением после обрубки литниковой системы и т.д.), а также в измерительной лаборатории литейного цеха.
