Тема 2. Литейные материалы и их плавка

ВВЕДЕНИЕ

Литейное производство черных и цветных металлов относится к группе процессов, называемых технологией металлов.

Под технологией металлов понимают методы формообразования заготовок и деталей машин литьем, обработкой, давлением, сваркой, пайкой, механической обработкой резаньем и др. способами.

Литейное производство часто является продолжением процессов выплавки металлов, первой стадией получения из них готовых изделий и нередко используется в технологической схеме металлургического завода с замкнутым циклом производства.

Раздел 1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЛИТЕЙНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

Тема 1 Общие сведения о литейном производстве

Суть литейного производства заключается в получении изделий при заливке расплавленного металла или сплава в определенную форму.

Нет ни одной отрасли в машиностроении, в которой не используются литые детали. В машиностроении они составляют 50% массы машин, в станкостроении 80%, в трактостроении 60%.

Литьем получают как простые, так и сложные детали. Некоторые специальные методы литья позволяют выдать отливку с такой чистой поверхностью и точностью размера, которые исключают механическую обработку.

В настоящее время насчитывается более 100 различных способов литейных форм и формирование отливок. Около 60% всей массы чугунных и стальных отливок получают в песчано-глинистых формах. Другие варианты дают:

- с применением жидких самотвердеющих смесей – 5%;

- в кокелях – 10%;

- центробежное литье – 7%;

- под давлением – около 1% и т.д..

Литейное производство в виде цехов или участков обычно входит в состав

машиностроительных или металлургических предприятий, а иногда функционируют как самостоятельные заводы.

Литейный передел состоит из следующих стадий:

- подготовка литейных материалов (шихта);

- плавка;

- изготовление форм;

- их сборка;

- заливка металлов;

- освобождение (выбивка) отливок из форм;

- очистка и в некоторых случаях термическая обработка изделий.

Тема 2. Литейные материалы и их плавка

Металлы и сплавы, применяемые для получения отливок должны обладать определенными технологическими свойствами:

- жидкотекучесть – это способность материала или металла хорошо заполнять литейную форму;

- малая усадка – это свойство расплава уменьшаться в объеме при затвердевании и охлаждении;

- незначительная ликвация – неоднородность по химическому составу в различных частях отливки.

Состав шихты; для получения отливок шихта зависит от требований к ее свойствам и от способа плавки.

В частности распространяется шихта для чугунных отливок, она содержит:

- литейный чугун (30-40%);

- чугунный лом (23-25%);

- стальной лом (10-15%);

- отходы производства чугунно-литейного цеха (25-30%);

- брикетированная стружка (10-15%);

- ферросплавы (1-2%);

- флюсы.

Флюсами для литья черных металлов служат: известняк, плавиковый шпат и аппатито-нефелиновые руды.

Для обработки лома и скрапа имеется копровые отделения, способные дробить и прессовать эти отходы.

Чугуны

Более 72% массы отливок получают из чугунов, в том числе:

- из серого (около 64%);

- из легированного (4%);

- ковкий (3%);

- высокопрочного (1%).

Чугуны отличаются формой, заключенного в нем графита. Серый чугун с пластинчатым графитом используется для изготовления деталей машин. Он жидкотекуч, имеет малую линейную усадку (1%). Отливки хорошо обрабатываются на металлорежущих станках. Отливки из СЧ в 1,5 раза дешевле стальных и в несколько раз цветных. Легированные чугуны применяются для изделий ответственного назначения. Из ВЧ (высокопрочных чугунов) изготавливают коленчатые валы, детали турбин и др. КЧ используется для отливок с толщиной стенки от 30-40 мм и массой до нескольких кг.

Стали

Литые стальные детали широко применяют во всех областях техники, например: тепловоз, состоит из 40-60% от всей массы стальных деталей. Стальные рабочие колеса гидравлических турбин достигает массы 85 т. Иногда масса отливок доходит до нескольких сотен тонн, но литейное свойство стали значительно хуже, чем СЧ и др. сплавов:

- жидкотекучесть (в 2 раза ниже);

- линейная усадка (в 2 раза выше);

- высокая t⁰ заливки (1550, 1600).