Topitorii - concepte, tipuri, bazate pe tehnologia de metal
turnătorie Tehnologie
Turnatorie - industria construcțiilor de mașini implicate în fabricarea semifabricatelor sau a componentelor profilate prin turnarea metalului topit într-o formă specială, care are o configurație cavitate a piesei (elemente). După răcire, metalul se solidifică și umplute în stare solidă care păstrează configurația cavității în care a fost umplut. Produsul final se numește turnare. In procesul de cristalizare a metalului topit și răcirea ulterioară a proprietăților mecanice și de performanță generate de piese turnate.
Mulare a obținut diverse construcții de piese turnate de la câteva grame până la 300 m și o lungime de la câțiva centimetri până la 20 m, cu pereții de 0.5-500 mm (blocuri motor, pistoane, arbori cotiți, carcasa de viteze și paturi de acoperire, roți dințate, mașini, pat rulant
mori, lama turbinei și așa mai departe. d.).
Pentru producerea pieselor turnate utilizate numeroase metode de turnare :. In forme de nisip, turnarea coajă, turnarea de investiții, gravitatea turnare, turnare, turnare prin centrifugare etc. Aplicarea unei metode de turnare determinată de volumul producției, cerințele pentru precizia geometrică și suprafața rugozitate a pieselor turnate , fezabilitatea economică și de alți factori.
TIPURI DE TURNATORIE
Toate de producție, inclusiv turnare, caracterizată prin complexitatea și gama de produse. Există următoarele tipuri principale de producere de turnare: singur, lot și masă.
O singură producție se caracterizează prin eliberarea unor cantități mici de turnare diverse. Fabricarea de piese turnate separate, poate fi repetată periodic. Producția de serie se caracterizează prin periodicitatea eliberării unei limitate sau turnarea unei game largi de loturi mari sau mici. Producția de masă se caracterizează prin eliberarea continuă a unor cantități mari dintr-un nomenclator specific de turnare. Un exemplu de producție în masă poate servi ca eliberarea unor cantități uriașe de plante turnătorii turnare automobile si tractoare repetitive.
producția de serie are un impact semnificativ asupra alegerii tehnicilor de fabricare a mucegai, natura echipamentului utilizat și activitatea turnătorie. În cazul în care o singură producție se caracterizează prin utilizarea unor metode manuale de lucru, mecanizare redusă a proceselor de producție, o cantitate mică de echipament utilizat, masa de serie și utilizarea rațională cel mai avansat punct de vedere tehnic și de înaltă performanță echipamente, un număr mare de instrumente speciale.
BAZELE METALE GENERALE TEHNOLOGII
Producția de inginerie cele mai larg utilizate sunt Fe aliaje C, adică Structurale și instrument de oțel, fontă ductilă și gri, precum și aliaje neferoase.
Metale caracterizate printr-un luciu caracteristic metalic, ductilitate, conductivitate termică ridicată și conductivitate electrică, opacitate. La temperatura normală a camerei, toate metalele (cu excepția mercurului) sunt solide. Aproximativ 2/3 din toate elementele sunt metalele. Tehnica de metale chimic pure sunt utilizate. Există două motive: în primul rând, dificultatea de a le obține în producția industrială, și în al doilea rând, lipsa lor proprietăți utile punct de vedere tehnic. În mod semnificativ utilizate pe scară mai largă de materiale metalice așa-numitele.
Materialele metalice pot fi împărțite în 2 grupe:
1. Metalele tehnic pure
metale pure tehnic - din metal, structură care, în plus față de elementul chimic pure, alte elemente sunt incluse în cantități mici. Cel mai important de metal industrial este fier, aliaje cu carbon și alte elemente fac parte din grupa metalelor feroase: oțel, fier și feroaliaje turnate. Din cantitatea totală de metale topite în întreaga lume, aproximativ 94% este negru. Toate celelalte metale și aliaje sunt neferoase grupa metalelor. Acestea pot fi împărțite în lumină (densitate de până la 3 g / cm3 și grele. Sunt, de asemenea, metale prețioase și rare.
Aliaje - materiale complexe obținute prin topirea unui metal cu alte metale. Aliaje poate fi dat o varietate de proprietăți. Prin urmare, în domeniu, ele sunt mai aplicabile decât metalele pure punct de vedere tehnic. Compoziția aliajelor metalice și pot cuprinde substanțe nemetalice, cum ar fi carbon, sulf, fosfor, bor. Substanțele incluse în compoziția aliajului, numite componente. În plus față de componentele de bază sunt întotdeauna disponibile în fiecare aliaj, cantități mici de substanțe chimice străine - metalice sau nemetalice. Aceste substanțe sunt în cele mai multe cazuri nedorite și sunt numite impurități.
Pentru producerea de piese turnate utilizând aliaje feroase gri, de înaltă rezistență, fontă ductilă și alte tipuri; oțel carbon și aliat; aliaje de metale neferoase din cupru (bronz, alama), zinc, aluminiu și aliaje de magneziu; . Aliaje metalice refractare, titan, molibden, tungsten, etc. Aliajele de turnare trebuie să aibă proprietăți ridicate de turnare (fluiditate ridicată, contracție scăzută și tendința de a se sparge formarea și colab.); proprietăți fizice și de performanță dorite. alegere din aliaj pentru aceste sau alte piese turnate este o provocare, din moment ce toate cerințele în cazul real, nu este posibil să se ia în considerare.
Fundamentele teoretice de producție turnate
Posibilitatea obținerii pieselor turnate de mari dimensiuni cu pereți subțiri, complicate forma sau fără defecte predeterminate proprietăți de turnare a aliajelor. Cele mai importante proprietăți ale aliajelor de turnare: fluiditate, contracție (liniară și volum), tendința de a sparge formarea, tendința de absorbție și formarea blowholes și porozitate în piese turnate și altele.
Distinge proprietăți fizice, mecanice, tehnologice și chimice ale metalelor.
Acestea includ densitate, conductivitate termică, conductivitate electrică și punct de topire. Aceste proprietăți sunt numite naturale, deoarece acestea se găsesc în fenomenele care nu sunt însoțite de modificări în compoziția chimică a substanței. Metale pure se topesc la t = const și aliaje în intervalul t-p.
unde lot lf și - dimensiunea cavității matriței și a turnării, la o temperatură de 20 ° C
Influența contracție lineară asupra compoziției chimice a aliajului, temperatura sa de turnare, rata aliajului în formă, construcția de răcire și turnare. Astfel, contracția fierului gri scade odată cu creșterea conținutului de carbon și siliciu. Creșterea ratei de eliminare a căldurii a aliajului turnat sub forma conduce la o creștere a contracției piesei turnate. Volumetric contracție - reducerea volumului de aliaj așa cum se răcește în matriță în timpul formării piesei turnate. Se determină raportul contracție volumetrică,%:
unde VPH și V din - volumul cavității matriței și volumul piesei turnate la o temperatură de 20 ° C
Shrink găuri - cavitate relativ mare, situată în zonele de turnare solidificat ultima. Contracția porozitate - acumularea golurilor formate în piesa turnată într-o zonă vastă, ca urmare a contracției în zonele de turnare, care se solidifică ultima fără a avea acces la metalul topit. Ia turnare fără cavități de contracție și porozitate este posibilă prin alimentarea continuă a metalului topit în timpul cristalizării până la solidificare completă. fisuri fierbinți apar în piesele turnate în timpul solidificării și contracția metalului în timpul tranziției de la lichid la starea solidă la o temperatură apropiată de temperatura solidus. Hot fisuri rula de-a lungul limitelor de cristal și să aibă o suprafață oxidat. Predilecția aliaj la fisurare la cald este crescută în prezența gazului nemetalic incluziuni (hidrogen, oxigen), sulf și alte impurități. crăpături la rece apar în domeniul elastic, atunci când aliajul este complet solidificat. piese turnate subțiri sunt răcite și tăiate mai repede decât o grosime. Ca urmare, tensiunea generată în piesa turnată, care provoacă fisuri. crăpătură la rece adesea formate în piese turnate cu pereți subțiri de configurație complexă și este mai mare cu atât proprietățile elastice ale aliajului, cu atât mai mare contracției sale la temperaturi mai scăzute și mai mică conductivitatea termică. Colmatare - schimbarea formei și mărimii turnării sub influența tensiunilor interne apărute în timpul răcirii.
Varietatea de tipuri speciale de turnare:
- turnare de investiții;
- turnarea unei mucegai coajă;
- turnare o matriță metalică (o matriță de metal);
- turnare de joasă presiune;
- turnare aspirație cu vid;
- turnare electrozgura și altele.
Tsetrobezhnoe turnare implică obținerea unui liberă turnarea metalului topit turnat într-o matriță rotativă. Semifabricatul este format sub influența forțelor centrifuge. Sub influența unor forțe centrifugale de metal a scăzut de la Sprue la periferia matriței, umplerea cavității și se solidifică sale pentru a forma piesa turnată. Turnare centrifug economic și pentru anumite tipuri de produse (axial simetrică de tip țeavă, inele, scoici, etc.) este mai potrivită decât turnarea statică.
Metoda de turnare prin centrifugare furnizează oțel și țevi din fontă, manșoane și alte organe de turnare rotație. Metoda asigură o structură densă, fără goluri și slăbirii de contracție. Echipament - mașină cu o verticală și cu o axă orizontală a formelor de rotație (a se vedea figura.).
Matrița este acționat de o mașină specială, numită centrifugă. Distinge mașini cu rotative mucegai în jurul axelor verticale și orizontale (sau înclinate). Dacă diametrul de turnare considerabil mai mică decât lungimea (tevi, furtune, bucșe), axa de rotație dispusă orizontal formă. Dacă diametrul de turnare mai mare decât înălțimea (roți, brida, pinioane), axa de rotație poziționat vertical. Forme de metal mucegai din fontă și oțel. Grosimea matriței este de 1,5 ... 2 ori grosimea piesei turnate. In timpul Lingotierele din exterior este răcit cu apă sau aer. Suprafața de lucru a matriței este aplicată acoperirea de ecranare față de căldură pentru a crește durata lor de viață. Înainte de operație matrița este încălzită la 200 ° C
și - pe mașini cu axa de rotație verticală; b - pe mașinile cu axa de rotație orizontală.
Cu mașini și rece turnare centrifugală economic și configurații de turnare destul de complicate cu ușurință preparate, fizice, mecanice și proprietățile de performanță sunt mai mari decât cele corespunzătoare forjate din clase de oțel cu un mic (3 - 5 mm) pentru prelucrare ulterioară certificatelor. Spre deosebire de alte metode de turnare, acumulate într-un metal lichid electrozgura cuptor cu creuzet este turnat în matriță, împreună cu zgura, care formeaza un craniu de zgură, oferind o bună suprafață de turnare calitate, le protejează de sudură pentru a forma. Metalul turnat în matriță (matriță), care se rotește cu o anumită viteză pe toată durata de cristalizare a aliajului de turnare, și se solidifică în acesta prin forța centrifugă. Piese turnate sunt produse în mașina centrifugă într-o matriță de oțel. Pentru piese turnate cu cavitati interioare complicate utilizate cu mașini de axa de rotație verticală.
Comparativ cu o formă fixă de turnare prin metoda centrifugală are următoarele avantaje:
- în fabricarea de turnare cilindrice tubulare elimină necesitatea pentru fabricarea miezurilor;
- aliaj de mari economii din cauza absenței sistemului gating și profitul (cu excepția formei de turnare);
- posibilitate de obținere a preformelor două straturi care realizată în mod alternativ completate sub formă de aliaje diferite (oțel și fontă, fier și bronz turnat, etc.);
- densitate crescută de turnare și, prin urmare, proprietățile mecanice;
- îmbunătățită mucegai ocupare metal și așa mai departe.
Folosind instalațiile de turnare centrifugă de înaltă performanță în producție, absența unor tije și de lucru asociate cu producția lor, îmbunătățește semnificativ productivitatea muncii (scurtarea semnificativă a timpilor de livrare).
Viteza de rotație depinde de forma și diametrul densitatea aliajului de turnare, se determină prin formula:
unde: - densitatea aliajului; - raza interioară a piesei turnate.
Metode pentru detectarea defectelor
Defectele externe detectate de piese turnate de control după scoaterea din ea sau după purificare. defecte interne determinate metode de detectare defect radiografic sau cu ultrasunete. Atunci când se utilizează tehnici radiografice (radiografie, gamagrafie) pe piesa turnată la raze X sau radiații gamma. Cu aceste metode dezvăluie existența unui defect, dimensiunile și adâncimea. Atunci când ultrasunete inspecție val de ultrasunete care trece prin peretele de turnare, atunci când limită de întâlnire defect (chiuveta fisura) este reflectată parțial. Conform intensitatea undei de reflexie este judecat pe adâncimea de prezență, dimensiunea și defect. Fisurile detectate de control fluorescente, magnetice sau colorant penetrant.