CC BY
26
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2019. Том 1
УДК 669.15.26.74
ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ЛИТЕЙНЫХ СТАЛЕЙ И СПЛАВОВ
В. О. Самусенко*, Ю. С. Шабаев, Л. А. Оборин
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева
Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: svo1811@mail.ru
Рассмотрен процесс литья получаемой отливки и сплавов
Ключевые слова: Литье, сварочное производство, литейное производство.
TECHNOLOGY OF PRODUCTION OF CASTING STEELS AND ALLOYS V. O. Samusenko*, Y. S. Shabaev, L. A. Oborin
Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation
E-mail: svo1811@mail.ru
Considered the process of casting the resulting casting and alloys
Keywords: casting, welding production, foundry.
Процесс литья представляет собой заполнение расплавленным металлом имеющей форму получаемой отливки полости в термостойкой изложнице. Для получения внутренней пустоты в будущем изделии в изложнице устанавливается стержень.
Литейная технология включает в себя следующее:
- изготовление модели изделия;
- изготовление изложницы и стержней, сборку изложницы;
- плавку и рафинирование металла;
- разливку металла в изложницу;
- о отливки;
- освобождение металлической отливки из изложницы и от стержня;
- удаление лишнего металла с полученной отливки.
Основные принципы литейной технологии изменились незначительно за тысячи лет. Однако некоторые ее процессы стали механизированными, а отдельные - автоматизированными. На смену деревянным моделям пришли металлические и пластмассовые, разработаны новые материалы для производства стержней и изложниц, применяется широкий диапазон сплавов.
Наиболее известный литейный процесс - формование чугуна в песчано-глинистой смеси.
Чугун, сталь, латунь и бронза - традиционные для литья сплавы. В крупнейшем секторе литейной промышленности производятся отливки из серого чугуна и чугуна с шаровидным графитом. В цехах по производству серого чугуна используется предельный чугун для изготовления стандартных чугунных отливок. В цехах по производству чугуна с шаровидным графитом в ковши с расплавленным металлом перед его разливкой добавляются магний, церий или другие присадки (часто называемые ковшовыми присадками). Они оказывают незначительное воздействие на персонал в рабочей зоне.
Остальную часть литейного сектора черной металлургии занимает производство стали и ковкого чугуна. Главные заказчики крупнейших заводов черной металлургии - автомобильная и строительная промышленность, производство сельскохозяйственных орудий. Количество рабочих, занятых в чугунолитейном производстве, сокращается по мере того, как уменьшаются размеры блоков цилиндров двигателей и их удается отливать в одной изложнице, а также в связи
Секция «Сварка летательньш аппаратов и родственнее технологии»
с вытеснением литейного чугуна алюминием. В производстве цветных металлов (особенно в алюминиевом) и литье под давлением занято значительное количество рабочих. Латунное производство (как общего профиля, так и по выпуску сантехнического оборудования) сокращается, однако остается важным с точки зрения профилактики профессиональных заболеваний.
В последние годы в литейном производстве используются титан, хром, никель, магний и даже такие высоко токсичные металлы как бериллий, кадмий и торий.
Хотя можно предполагать, что литейная отрасль возникла при переплавке материала в виде болванок, процессы литья чугуна и стали на крупных установках могут быть настолько интегрированными, что деление становится менее очевидным. Например, доменная печь, производящая изделия для коммерческих целей, может быть переведена на выпуск предельного чугуна, но на интегрированном предприятии некоторая часть чугуна пойдет на получение отливок (участвуя таким образом в литейном процессе), а другая - на изготовление стали (при этом вероятна аналогичная картина: существует сталелитейное производство, известная как формование болванок). В обычном чугунолитейном производстве переплавка чушкового чугуна включает в себя и рафинирование. В литейном производстве цветных металлов подчас требуется добавление металлов и других веществ, что составляет процесс легирования.
В чугунолитейном деле в основном применяются изложницы из смеси кремнистого песка и глины. Редко используются стержни, традиционно изготовляемые из спекаемой смеси кремниевого песка и растительных масел или сахарного песка. Разработаны новые методы производства изложниц и стержней.
В общем, вредные факторы литейного производства можно классифицировать по типу отливаемого металла, формовочного процесса, размеру отливок и степени механизации.
Общее описание технологического процесса
По чертежам конструкторов создается модель конечной металлической отливки. Таким же образом изготавливаются стержни, необходимые для получения внутренней конфигурации готового изделия. Литье в песчаные формы - наиболее широко используемый метод, но применяются и другие приемы. К ним относятся следующие: кокильное литье с использованием чугунных или стальных изложниц; литье под давлением (расплавленный металл - часто легкий сплав - подается в металлическую изложницу под давлением 70-7000); литье по выплавляемым моделям (для каждой отливки изготавливается восковая модель, покрываемая огнеупорным материалом, - она становится изложницей). Для получения алюминиевых отливок используются разовые шаблоны из вспененного полистирола в песчано-глинистой смеси (технология с «удаляемым полистиролом»).
Металлы или сплавы подготавливаются в печи - вагранке, карусельной, отражательной, тигельной, электродуговой, индукционной электрической канального типа или индукционной тигельной. Выполняются соответствующие металлургические или химические анализы. Расплавленный металл заливается в собранную изложницу либо из ковша, либо непосредственно из печи. После охлаждения металла изложница и стержневой материал удаляются (выбивная решетка, стриппер, вставной постоянный стержень) и отливка очищается и отделывается (удаление литников и выпоров, дробеструйная очистка, гидроструйная очистка, а также другая абразивная отделка). В некоторых случаях отливки подвергаются окончательной доделке с помощью сварки, термообработки или покраски.
Библиографические ссылки
1. Основы физической химии в литейном производстве: Учебное пособие/ Задиронов А. Н. М.: МГИУ, 2007. 96 с.
2. Проектирование литейных цехов: Учебное пособие / Шуляк В.С. // М.: МГИУ, 2007. 92с.
3. Специальные виды литья: Учебное пособие/ Иванов В.Н. //М.: МГИУ, 2007. 316 с.
4. Технология и оборудование сварочного производства: учеб.-метод пособие / Богданов В. В., Козловский С. Н., Прокопьев С. В., Семичева Л. Г. // Красноярск: СибГАУ. 2007.
© Самусенко В. О., Шабаев Ю. С., Оборин Л. А., 2019
