CC BY
245
ЛИТЕЙНОЕ ПРОИЗВОДСТВО
УДК 621.74.019
Вдовин К.Н., Феоктистов Н.А., Хабибуллин Ш.М.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ПРОИЗВОДСТВА БРОНЕЙ ИЗ СТАЛИ МАРКИ 110Г13Л В УСЛОВИЯХ ООО «РЕМОНТНО-МЕХАНИЧЕСКИЙ ЗАВОД»
Аннотация. В статье рассмотрен вопрос практического использования литых броней из стали марки 110Г13Л в мельнице МПСИ - 70x23. Изучено влияние скрытых литых дефектов на эксплуатационную стойкость броней. Описаны результаты производства броней в условиях литейного цеха по одной из предложенных технологий, а также представлен чертёж скорректированной технологии с использованием легкоотделяемой прибыли.
Ключевые слова: эксплуатационная стойкость, броня, литые дефекты, марганцовистая сталь, усадочная раковина.
Технология производства отливки вносит значительный вклад в долговечность и надёжность литых деталей в процессе эксплуатации в различных агрегатах. Проблема повышения эксплуатационной стойкости броней в мельнице МПСИ - 70x23 особенно актуальна для Хайбуллинской обогатительной фабрики.
Довольно часто на бронях, отслуживших свой срок эксплуатации и достигших определённой степени изнашивания, можно обнаружить скрытые дефекты, образовавшиеся в процессе производства отливок (рис. 1). Наличие подобного рода дефектов свидетельствует о том, что технология производства литых броней требует совершенствования.
Технологический процесс, применяющийся для производства броней, наглядно иллюстрирован на рис. 2.
а б
Рис. 2. Трёхмерные модели с литниково-питающей системой:
а - «Броня торцевая 128»; б - «Броня торцевая 129»
Первый вариант технологического процесса, реализованный в условиях ООО «Ремонтно-механический завод» (ООО «РМЗ»), г. Сибай, представлен на рис. 3.
Рис. 1. Скрытые литые дефекты в отливке «Броня торцевая»: усадочная раковина, усадочная пористость
Недостаток существующей технологии - скрытые усадочные раковины, которые являются причинами снижения эксплуатационной стойкости представленных броней.
После проведения компьютерного моделирования было предложено несколько технологических процессов производства литых броней для мельницы МПСИ - 70x23.
Рис. 3. Первый вариант расположения литниково-питающей системы на отливках «Броня торцевая 128» и «Броня торцевая 129»
После выбивки отливок из формы их порезали с целью выявления скрытых литейных дефектов. «Броня торцевая 128» порезали на 12 частей, а «Броня торцевая 129» - на 3 части.
Проведя топографические исследования фрагментов разрезанных броней, установили, что внутри «Броня торцевая 128» с одной стороны присутствуют скрытые литые дефекты в виде усадочных раковин (рис. 4).
№1 (14). 2014
51
Раздел 5
Рис. 5. Первый вариант расположения литниково-питающих систем на отливках «Броня торцевая 128» и «Броня торцевая 129»
г4г Лй1Тг1
шшш
Рис.4. Скрытые усадочные раковины в отливке «Броня торцевая 128»
Причиной появления скрытых дефектов усадочного происхождения является расположение одной из прибылей вблизи стенки опоки, которая выступила в качестве наружного холодильника, подморозив прибыль и снизив эффективность её работы. При этом слой формовочной смеси между стенкой опоки и прибылью был минимально возможным.
В случае серийного производства необходимо будет менять парк опок, что приведёт к перерасходу формовочной смеси и снижению технико-экономических показателей процесса.
Было предложено использовать в качестве технологического процесса производства броней второй вариант, представленный на рис. 5. При таком расположении литниково-питающей системы прибыль располагается непосредственно на самом тепловом узле. Изначально второй вариант технологического процесса производства броней не был реализован из-за сложности отрезки прибыли. Остаток от прибыли не должен превышать 15 мм - высоты опорного буртика, чего не позволяют сделать технические возможности ООО «РМЗ». В противном случае, броня не встанет на посадочное место в мельнице.
Рис. 6. Вариант расположение легкоотделяемой прибыли на отливке «Броня торцевая 129»
После получения отливок они будут исследованы методом неразрушающего контроля, в частности методом ультразвукового контроля, на предмет наличия скрытых усадочных дефектов в теле отливок. Для достоверности полученных результатов прибор будет опробован на фрагментах порезанных броней.
Кроме того, в случае получения годных отливок без скрытых литых дефектов будет увеличена толщина опорного буртика броней без изменения массы отливки, что окончательно устранит проблему отрезки прибылей.
Подводя итог всего вышесказанного, можно сделать вывод, что получение годных отливок, в частности «Броней торцевых», является сложной задачей, для решения которой требуется комплексный подход: несущественное изменение конструкции литых броней без изменения массы и расположения крепёжных отверстий, а также рациональное расположение лит-никово-питающей системы, обеспечивающей наиболее благоприятные условия кристаллизации и охлаждения отливки в форме.
Чтобы реализовать производство броней по второму варианту технологического процесса, было предложено сделать прибыль легкоотделяемой, сформировав нижнюю шейку меньшего диаметра при помощи стержня, как показано на рис. 6.
Минимальный диаметр шейки, обеспечивающий эффективную работу прибыли, был рассчитан при помощи компьютерного моделирования в программе LWMFlow.
Сведения об авторах
Вдовин Константин Николаевич - д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой литейного производства и материаловедения института металлургии, машиностроения и материалообработки ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова». Тел.: 8(3519) 29-84-19.
Феоктистов Николай Александрович - ассистент института металлургии, машиностроения и материалообработки ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова». Тел.: 8(3519) 29-84-19. E-mail: koljan_87@mail.ru.
Хабибуллин Шамиль Маратович - аспирант института металлургии, машиностроения и материалообработки ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова». Тел.: 8(3519) 29-84-19.
E-mail: shamill72@mail.ru.
♦ ♦ ♦
52
Теория и технология металлургического производства
