Opdracht voor een cursusproject .............................. 2

1.1. Rechtvaardiging van de vormmethode ........................... 4

1.2. Rechtvaardiging van de positie van het onderdeel in de vorm bij het gieten6

1.3. Reden voor het kiezen van een scheidingsoppervlakvorm en -model7

1.4. Rechtvaardiging van krimp en bewerkingstoeslagen, hellingen, filets ..... 8

1.5. Bepaling van ontwerpen en maten van tekens van staven. Tekenen voor verplettering controleren 10

1.6. Berekening van het poortsysteem .............................. 14

1.7. Berekening van de omvang van de winst en koelkasten .... 21

1.8. Rechtvaardiging van de gebruikte apparatuur ...................... 25

1.9. Berekening van de afmetingen van de kolven, de massa van de lading ........... 27

1.10. Selectie van vorm- en kernzand ..... 30

1.11. Droogmodus voor mallen en kernen ................. 34

Processtroomschema ...................... 35

Referenties ................................................. 37

2. Grafisch gedeelte

2.1. Onderdeeltekening met mal en gietelementen

2.2. Tekening bovenplaat montage

2.3. Doorsnede van de mal en aanzicht van de onderste mal met de

staven

1.1. Rechtvaardiging van de vormmethode

Molding is het proces van het maken van eenmalige gietvormen. Dit is een arbeidsintensieve en verantwoordelijke fase van de gehele technologische cyclus van het vervaardigen van gietstukken, die grotendeels hun kwaliteit bepaalt. Het vormproces is als volgt:

Verdichting van het mengsel, waardoor een nauwkeurige afdruk van het model in de vorm kan worden verkregen en het de nodige sterkte kan worden gegeven in combinatie met compliantie, gasdoorlaatbaarheid en andere eigenschappen;

Een apparaat in de vorm van ventilatiekanalen die het verlaten van de vormholte van de tijdens het gieten gevormde gassen vergemakkelijken;

Het model uit het formulier verwijderen;

Afwerking en montage van het formulier, inclusief de installatie van staven.

Afhankelijk van de grootte, het gewicht en de wanddikte van het gietstuk, evenals de kwaliteit van de gietlegering, wordt het gegoten in natte, droge en chemisch uithardende mallen. Gietmallen worden handmatig gemaakt, op vormmachines, halfautomatische en automatische lijnen.

Aangezien dit gietstuk een gewicht heeft van minder dan 500 kg, zullen we het gietstuk onbewerkt gieten. Nat gieten is technologisch geavanceerder, omdat het niet nodig is om de mallen te drogen, wat het technologische proces aanzienlijk versnelt.

Bij serieproductie kan zowel handmatig als machinaal worden gegoten. Voor de vervaardiging van dit gietstuk gebruiken we machinaal gieten. Met machinaal gieten kunt u twee hoofdvormbewerkingen mechaniseren (compacten van het mengsel, verwijderen van het model uit de vorm) en enkele aanvullende (ontwikkelen van poortkanalen, draaien van kolven, enz.). Met de mechanisering van het vormproces verbetert de kwaliteit van de verdichting, neemt de nauwkeurigheid van de afmetingen van het gietstuk toe, neemt de arbeidsproductiviteit sterk toe, wordt het werk van de arbeider vergemakkelijkt en worden de sanitaire en hygiënische omstandigheden in de werkplaats verbeterd en worden afkeuren verminderd.

Als vormmachine gebruiken we een pulsmachine. In zo'n machine wordt het mengsel samengeperst door de impact van een lucht(gas)golf. Perslucht onder druk (6-10) * 106 Pa komt met hoge snelheid in de vormholte. Onder invloed van een luchtgolf wordt het vormzand binnen 0,02-0,05 s verdicht. De resterende lucht wordt afgevoerd via de ventilatieopeningen. De bovenste lagen van het vormzand worden door persen verdicht.

Bij gebruik van conventionele zand-kleimengsels bereikt de oppervlaktehardheid van de mal 89-94 eenheden. De maximale verdichting van het mengsel komt overeen met de scheiding van de vormhelft. Verbetering van de technologische parameters van de gietvorm verhoogt de geometrische nauwkeurigheid van gietstukken, vermindert uitval, verbetert de hygiënische en hygiënische werkomstandigheden door de volledige eliminatie van trillingen en geluid.

1.2. Rechtvaardiging van de positie van het onderdeel in de vorm bij het gieten

De belangrijkste taak bij het kiezen van de positie van het gietstuk tijdens het gieten is het verkrijgen van de meest kritische oppervlakken zonder gietfouten. Bij het kiezen van de positie van het gietstuk in de mal laten we ons leiden door de volgende aanbevelingen:

We houden rekening met het principe van gietverharding: we plaatsen het gietstuk met massieve delen naar boven en stellen de winst erboven;

De belangrijkste bewerkte oppervlakken en de meest kritische delen van het gietstuk zijn verticaal gerangschikt;

Deze positie zorgt ervoor dat de kernen tijdens het gieten stevig in de mal worden gehouden; het is mogelijk om de wanddikte van het gietstuk te controleren bij het monteren van de mal;

Dunne wanden bevinden zich onder en verticaal langs het gietstuk, wat gunstig is bij het gieten van staal, de metalen weg naar dunne delen is het kortst.

1.3. Reden voor de keuze van de vorm en het model van het scheidingsoppervlak

Het contactoppervlak tussen de bovenste en onderste malhelften wordt het scheidingsoppervlak van de mal genoemd. Het is noodzakelijk om het model uit het verdichte zand te verwijderen en de kernen in de mal te installeren. Het connectoroppervlak kan vlak of gevormd zijn.

De keuze van de vormconnector bepaalt het ontwerp en de connectoren van het model, de noodzaak om kernen te gebruiken, de grootte van de vormhellingen, de grootte van de kolven, enz. Als het scheidingsoppervlak verkeerd wordt gekozen, kan de configuratie van het gietstuk vervormd zijn, een ongerechtvaardigde complicatie van gieten en monteren.

Het gekozen matrijsscheidingsoppervlak voldoet aan de volgende eisen:

Het scheidingsoppervlak van de mal en het model is vlak, wat het meest rationeel is vanuit het oogpunt van het vervaardigen van een modelkit;

De staaf bevindt zich in de onderste helft van de mal, terwijl het niet nodig is om de staaf in de bovenste helft van de mal te hangen, het is gemakkelijker om hun installatie in de mal te regelen, de mogelijkheid van schade aan de bijna-tekendelen is verminderd;

Kosten voor chippen en reinigen van het gietstuk worden verminderd;

Maakt het mogelijk om het verbruik van vormzand te verminderen als gevolg van een afname van de hoogte van de vorm, omdat dit scheidingsoppervlak een kleine hoogte van de vorm biedt;

Het gietmodel heeft geen afneembare onderdelen.

1.4. Rechtvaardiging van krimp en bewerkingstoeslagen, hellingen, filets

Krimp is de eigenschap van metalen en legeringen om hun volume tijdens het stollen en afkoelen te verminderen. Als gevolg hiervan moet het model iets groter zijn dan het toekomstige gietstuk. De vermindering van de lineaire afmetingen van het gietstuk onder de omstandigheden van een bepaalde productie wordt gieterijkrimp genoemd. De waarde voor elk specifiek gietstuk hangt af van het merk van de legering, van de configuratie en het vormapparaat.

Voor gietstukken van medium koolstofstaal (staal 35L) is de gietkrimp 1,6%.

Bewerkingstoeslagen worden gegeven op alle machinaal bewerkte gietoppervlakken. De hoogte van de toeslag is afhankelijk van de positie van het oppervlak tijdens het gieten, de vorm van gieten en de reinheid van de oppervlaktebehandeling, evenals van de grootte van het gietstuk en het te bewerken oppervlak.

Bij machinaal gieten worden, vanwege de grotere nauwkeurigheid van het gieten, verwerkingstoeslagen kleiner gegeven dan bij handmatig gieten. De grootste toeslagen zijn bedoeld voor oppervlakken die, wanneer ze worden gegoten, naar boven gericht zijn, omdat ze het meest verstopt zijn met niet-metalen insluitsels.

Bepaling van toeslagen volgens GOST 26645-85.

nominaal de grootte	nauwkeurigheidsklasse	mate van kromtrekken	kromtrekkende afwijkingen	verplaatsingsafwijkingen		hoofdbijslag	extra toeslag	totale vergoeding
	een aantal toeslagen

Vormende hellingen worden genoemd, die zijn bevestigd aan de werkoppervlakken van gietpatronen om hun vrije extractie uit mallen of het vrijgeven van kerndozen uit kernen zonder vernietiging te garanderen als het ontwerp van het onderdeel niet voorziet in constructieve hellingen.

De mate van helling hangt af van de hoogte van de muur, het materiaal van het model en van de vormmethode. Voor machinale vormen hebben metalen modellen een helling van 0,5-1°. Wij accepteren 1°.

Filets worden afronding van de interne hoeken van de modellen genoemd om een ​​vloeiende overgang van het ene oppervlak naar het andere in het gieten te verkrijgen. Ze verbeteren de kwaliteit van het gietstuk, dragen bij aan de gelijkmatige koeling, verminderen het risico op hete scheuren op de kruispunten van de wanden en voorkomen dat het zand in de hoeken van de mal loskomt wanneer het model eruit wordt gehaald. Door een correct uitgevoerde afronding van de buiten- en binnenwanden is het mogelijk het ontstaan ​​van krimpholtes te voorkomen. Het gebruik van filets verhoogt de vermoeiingssterkte van gietstukken onder bedrijfsomstandigheden met aanzienlijke wisselende belastingen.

Volgens de vereiste in de tekening is de afmeting van de filets 2x3 mm.

1.5. Bepaling van ontwerpen en maten van tekens van staven. De borden controleren op kreukels

Gietkernen worden gietvormelementen genoemd die afzonderlijk van de halve vormen worden gemaakt met speciale (in de regel) apparatuur en zijn ontworpen om gaten en holtes in het gietstuk te maken die niet uit het model kunnen worden verkregen. De staven worden meestal na het drogen in vorm gebracht om hun sterkte te vergroten en de gasproductie te verminderen.

Staafborden dienen om de juiste en betrouwbare fixatie van de staaf in de vorm en het verwijderen van gassen eruit tijdens het gieten te waarborgen.

Bij het ontwerpen van staven is het noodzakelijk:

Bepaal de grenzen van de staven en hun aantal;

Zorg voor stevigheid door de juiste samenstelling van het kernmengsel te selecteren of frames te installeren;

Kies een fabricagemethode, toon het kerndoos-splijvlak en de verpakkingsrichting;

Ontwikkel een ventilatiesysteem.

Bij het ontwerpen van staven laten we ons leiden door de volgende overwegingen:

De staaf bevindt zich in de onderste helft van de mal, omdat de installatie en bevestiging van de staaf in de bovenste kolf 5-6 keer meer tijd kost dan in de onderste;

We vermijden eenzijdig geplante staven, waarvoor we de techniek van het dupliceren van staven gebruiken; dit elimineert de mogelijkheid van verplaatsing onder invloed van zijn eigen massa of de druk van het metaal;

Het ontwerp van de vorm sluit de fixatie van sommige staven in de tekens van anderen uit, omdat in dit geval de fouten van hun installatie worden samengevat.

Bij de vervaardiging van het gieten van dit onderdeel gebruiken we één gedupliceerde staaf:

De belangrijkste afmetingen van de staaf: L = 235 mm, a = 704 mm, b = 184 mm.

De lengte van het horizontale bord vanaf is 80 mm, wat duidelijk niet genoeg is voor de stabiliteit van de gedupliceerde staaf. Geleid door paragraaf 3.4 van GOST 3606-80, zullen we de lengte van het bord vergroten tot 240 mm.

a = 6°, b = 8° .

Opruimingswaarden S 1, S 2 en S 3 :

S 1 = 0,6 mm, S 2 = 0,6 mm, S 3 = 0,5* S 1 = 0,9 mm.

Afrondingsradius (overgang van het hoofd- naar het iconische vormvlak): r = 5 mm.

Om zittingen voor lagers te verkrijgen, berekenen we de uitsteeksels op de gedupliceerde staaf:

Voor lagere vulling: bordhoogte h = 35 mm,

Voor de bovenste vullingen: bordhoogte h 1 = 0,4*h = 0,4*35 = 14 mm.

Vormhellingen op het iconische vormingsoppervlak:

a = 7°, b = 10° .

Opruimingswaarden S 1 en S 2:

Voor onderste borden: S 1 = 0,3 mm, S 2 = 0,4 mm.

Voor bovendeel: S 1 = 0,2 mm, S 2 = 0,4 mm:

Afrondingsradius: r = 2?3 mm.

Bij het vormen op een natte manier, om de vernietiging van de randen van de mal bij het installeren van de staven te voorkomen, raadt GOST 3606-80 aan om anti-krimpbanden voor horizontale staven te maken: a = 12 mm, b = 2 mm.

De borden controleren op kreukels

Onderste teken.

Mengsel druksterkte:

waarbij P de reactie op de drager is, kg,

waar S n.z. - het draagvlak van het onderste bord, cm 2,

n is het aantal tekens in de onderste helft, n = 5.

Staafgewicht:

G st \u003d V st * g st, (3)

waarbij Vst het volume van de staaf is, g / cm 3,

g st is de dichtheid van het kernmengsel, g st \u003d 1,65 g / cm 3.

G st \u003d 95637.166 * 1.65 \u003d 157801.32g.

Draagvlak van het onderste bord:

Aan de voorwaarde is voldaan.

Top teken.

waar S v.zn. - het draagvlak van het bovenste bord, cm 2,

waarbij Pst de hefkracht is die op de staaf inwerkt, g,

m is het aantal tekens in de bovenste helft, m = 5.

P st \u003d V * st * (g m - g st) -V-teken * g-teken, (8)

V * st - het volume van de staaf waarop de hefkracht werkt,

V n - het volume van de staaf, die niet wordt beïnvloed door de hefkracht, cm 3,

P st \u003d 52300.7 * (7 - 1.65) - 43336.466 * 1.65 \u003d 208303.576g,

P1 = 208303.576/5 = 41660.715g;

Ondersteunend oppervlak van het bovenste bord:

Aan de voorwaarde is voldaan.

1.6. Berekening poortsysteem

Het doel van het poortsysteem:

Het poortsysteem (pk) moet zorgen voor een rustige, uniforme en continue aanvoer van metaal naar vooraf bepaalde gietlocaties.

HP-ontwerp omstandigheden moeten creëren die voorkomen dat lucht door de metaalstroom wordt aangezogen.

HP moet alle niet-metalen insluitsels opvangen die in de metaalstroom zijn gevallen.

Een van de belangrijkste functies van HP is het vullen van de mal met een bepaalde snelheid: bij een zeer hoge gietsnelheid worden de wanden van de mal en de kanalen van de HP zelf uitgewassen, en als het gieten te langzaam gaat, wordt het metaal aanzienlijk gekoeld en knooppunten, niet-klei en ondervulling vormen.

HP moet bijdragen aan de implementatie van het principe van uniforme of directionele stolling van het gietstuk. Het dient om het gietstuk gedeeltelijk te voeden met vloeibaar metaal op het eerste moment van stollen.

Normaal HP bestaat uit de volgende hoofdelementen: ontvangend apparaat, stijgbuis, opvangbak, poort, feeders.

1. Ontvangende apparaten

Hun doel is ervoor te zorgen dat de straal uit de emmer in de HP-kanalen komt. Ook doven deze apparaten de energie van de metalen straal uit de pollepel en vangen ze gedeeltelijk de slak op die vanuit de pollepel in de stroom is gekomen.

We gebruiken een poorttrechter als ontvangstapparaat. Sproeitrechters worden gebruikt bij het gieten van alle stalen gietstukken, ongeacht hun gewicht (vanwege het gieten van vergrendelingslepels en om het contactoppervlak van het metaal met het poortsysteem te verminderen). .

Het is een verticaal HP-kanaal waardoor het metaal afdaalt van het niveau van de kom naar het niveau waarop het naar het gietstuk wordt gebracht.

Heel vaak, afhankelijk van de vormomstandigheden (vooral in machinaal gemaakte mallen), is de installatie van stijgbuizen vereist die naar beneden uitzetten. In dergelijke stijgleidingen kan luchtlekkage optreden en de installatie van smoorspoelen is vereist, maar aangezien de doorsnede van de feeders het kleinst is (dat wil zeggen met hp gevuld), zijn smoorspoelen niet nodig.

Een zeer verantwoordelijke plek in pk. is een opvangbak - dit is een uitbreiding en uitsparing onder de stijgleiding. Het moet altijd worden gedaan bij het bouwen van HP. Daarin wordt een moeras van metaal gevormd, waardoor de energie van de straal van de stijgbuis wordt gedoofd en daardoor metaalspatten worden voorkomen. Bovendien wordt het metaal van onder naar boven geleid door de opvangbak in de sprue te laten. Tegelijkertijd valt de bewegingsrichting van het metaal samen met de richting van de natuurlijke beweging van slakdeeltjes die van de pollepel in het metaal zijn gevallen, en ze worden snel naar het plafond van de poort gedragen, dat wil zeggen, de opvangbak maakt het mogelijk om de slag van de poort korter te maken en het metaalverbruik per pk te verminderen.

4. Spruit

Het is een horizontaal kanaal, meestal van een trapeziumvormige doorsnede, gemonteerd op het scheidingsvlak van de mal. Het belangrijkste doel is om de metaalstroom van de stijgbuis naar individuele feeders te verdelen, waardoor een uniform verbruik wordt gegarandeerd.

5. Voeders

Het laatste element in de loop van het metaal is pk. - voeders. Hun aantal en locatie zijn afhankelijk van de aard van de onderdelen die worden gegoten. De dwarsdoorsnede van feeders moet zodanig zijn dat ze gemakkelijk van het gietstuk kunnen afbreken.

Wanneer het metaal door verschillende feeders naar het gietstuk wordt gebracht, is de uitstroom uit verschillende feeders, op verschillende afstanden van de stijgbuis, anders. Far feeders laten meer metaal door dan dichtbij. Dit wordt verklaard door het feit dat in de extreme feeders de dynamische kop gedeeltelijk in een statische verandert, waardoor de metaaluitstroomsnelheid van deze feeders hoger is.

Het type poortsysteem selecteren

Doorslaggevend bij de keuze voor het type HP zijn: het ontwerp van het gietstuk, de toegepaste techniek in de werkplaats en de eigenschappen van de legering waaruit het werkstuk wordt gegoten.

Voor de vervaardiging van stalen gietstukken wordt HP gebruikt. maximale eenvoud en minimale lengte, omdat staal bij afkoeling sterk zijn vloeibaarheid verliest.

Geselecteerde pk verwijst naar de bovenste pk. met horizontale feeders. In zo'n b.p. het metaal wordt in het bovenste deel van het gietstuk gebracht en aan het einde van de matrijsvulling wordt een temperatuurveld in het gietstuk gecreëerd, dat overeenkomt met het principe van directionele stolling (koud metaal van onder en heet metaal van boven).

De keuze van de plaats van levering van metaal aan het gietstuk

Bij het kiezen van een plaats voor het leveren van metaal aan een gietstuk, moet rekening worden gehouden met het principe van gietstolling. Aangezien het gietstuk, door zijn ontwerp, vatbaar is voor directionele stolling, is het beter om het metaal in zijn massieve delen te brengen. Het vloeiende metaal verwarmt de mal op de aanvoerplaatsen, het metaal komt gekoeld in de dunne delen van het gietstuk en de snelheid van hun stolling neemt nog meer toe. Massieve onderdelen, verwarmd door heet metaal, harden langzamer uit. Een dergelijk temperatuurveld draagt ​​bij aan de vorming bij het gieten (in zijn massieve of thermische eenheid) van een geconcentreerde krimpholte, die gemakkelijk kan worden omgezet in winst.

Het metaal wordt langs de wand gebracht, in dit geval is er geen directe impact van de metalen straal op de malwand en neemt de kans op erosie af.

Om de afmetingen van de doorsnede van de elementen van pk te bepalen. je moet de verhouding van hun maten vragen. Voor HP stalen gietstukken met een gewicht tot 1 ton:

SF n: SF l.h. : Vst \u003d 1: 1.15: 1.3. (12)

De bottleneck is de feeder, dus die berekenen we met de formule van Ozanne:

waarbij SF n het totale dwarsdoorsnede-oppervlak van de feeders is, cm 2 ;

G is de totale massa metaal in de mal samen met pk. en winst, kg;

g - soortelijk gewicht van het vloeibare metaal, voor staal g = 7 g / cm 3;

m - pk stroomsnelheid;

t - vultijd, s;

H p - gemiddelde, berekende opvoerhoogte in hp tijdens het gieten, cm;

g - versnelling van de zwaartekracht, g \u003d 981 cm / s 2.

In het geval van het gieten van gietijzer en staal heeft formule (11) de vorm:

Aangezien dit gieten de installatie van winst vereist, wordt het metaalverbruik van gietstukken bepaald door de formule:

waarbij G ex - gewicht van het gietstuk, kg;

TVG - technologische opbrengst van goed, voor een gegeven casting TVG = 0,65;

De massa van het gietstuk wordt bepaald door de formule:

G exc \u003d 2 * (G kinderen + G p.m.o.) (16)

waarbij - Gdet de massa van het onderdeel is, Gdet = 42,5 kg;

G p.m.o. - massa metaal voor toeslagen en bewerking, kg;

Bewerkingstoeslagen zijn 7-10% van het gewicht van het onderdeel, wij accepteren 9%.

G p.m.o. = 0,09*G det. = 0,09*42,5 = 3,83 kg, (17)

G exc \u003d 2 * (42,5 + 3,83) \u003d 92,66 kg

De ontwerpkop wordt bepaald door de Dietert-formule:

waarbij H de begindruk is, of de afstand van de plaats waar het metaal wordt aangevoerd tot

gieten tot aan de teen van de pollepel, cm;

P is de afstand van het hoogste punt van het gietstuk tot het toevoerniveau, cm;

C - hoogte van het gietstuk volgens de positie tijdens het gieten, cm.

Om H te bepalen, moet je de hoogte van de kolven H v.o. weten. en N n.d. Hun maten worden berekend in paragraaf 1.9.

Figuur 1. Schema voor het bepalen van de berekende druk:

1 - teenemmer;

2 - ontvangend apparaat (trechter);

3 - voeder;

4 - gieten;

5 - staaf.

H = H v.o. + uur in – b/2, (19)

waar H v.o. - de hoogte van de bovenkolf, N v.o. = 15cm;

h in - de hoogte van het metalen niveau in de trechter, h in \u003d 6 cm (trechterhoogte H in \u003d 75 mm);

b - staafhoogte, b = 18,4 cm.

H \u003d 15 + 6 - 18,4 / 2 \u003d 11,8 cm.

Р = u m.v. – b/2, (20)

waar h m.v. – topmodel hoogte, h m.v. = 26,25 cm.

P \u003d 26,25 - 9,2 \u003d 17,05 cm.

C \u003d h m.v. + uur m.s. (21)

waar h m.s. – hoogte model onder, h m.s. = 15,5cm.

C \u003d 26,25 + 15,5 \u003d 41,75 cm.

Dan is de werkdruk gelijk aan:

HP stroomsnelheid:

Voor relatie (10):

De giettijd wordt bepaald door de formule van Belenky, Dubitsky, Sobolev:

waarbij S de tijdsfactor is, voor stalen gietstukken S = 1,4 - 1,6 nemen we S = 1,5;

d - wanddikte definiëren, d = 15 mm;

G is de massa van het gietstuk samen met HP, kg.

Dan is SF n gelijk aan:

Vulsnelheid:

De algemene formule voor het bepalen van de dwarsdoorsnede van de overige HP-elementen:

F ik = Fp *k ik *P ik , (25)

waarbij F p het gebied is van één feeder, cm 2;

k i – verhouding van het gebied van het i –de element van HP. naar het totale gebied van feeders dat wordt bediend door het i-th-element;

P i - het aantal feeders dat wordt bediend door het i -de element, P i = 4.

Voor voeder:

Voor poorten:

F l.h. \u003d 4.21 * 1.15 * 4 \u003d 19.36 cm 2.

Voor de stijger:

V st \u003d 4.21 * 1.3 * 4 \u003d 21.89 cm 2.

Fig. 2. Secties van elementen van het poortsysteem

1.7. Berekening van de omvang van de winst en koelkasten

Krimpholten worden gevormd in gietstukken als gevolg van een afname van het volume van vloeibaar metaal tijdens het afkoelen en in het bijzonder tijdens de overgang van een vloeibare naar een vaste toestand. Ze behoren tot de belangrijkste gietfouten waar zwenkwielen dagelijks mee te maken hebben. Om krimpholten te bestrijden, worden gietkoppen gebruikt, dit zijn reservoirs van vloeibaar metaal, waaruit de volumetrische krimp van afzonderlijke delen van het gietstuk dat zich bij de kop bevindt, wordt aangevuld.

De kwaliteit van het gietstuk en het percentage van de opbrengst van een geschikt gietstuk hangen af ​​van de efficiëntie van het werk van de winst. De installatie van winsten draagt ​​bij aan de implementatie van het principe van directionele kristallisatie.

Winst moet:

Zorg voor directionele stolling van het gietstuk voor de winst; daarom moet het worden geïnstalleerd op dat deel van het gietstuk dat het laatst uithardt;

Zorg voor voldoende sectie om later uit te harden dan het gietstuk;

Zorg voor voldoende volume zodat de krimpholte niet verder gaat dan de winst;

Zorg voor een ontwerp dat een minimaal oppervlak biedt.

Koelkasten worden over het algemeen gebruikt om de stollingssnelheid van verschillende delen van een gietstuk te regelen om het principe van uniforme of gelijktijdige stolling te bereiken.

Top hp applicatie stelt u in staat om een ​​temperatuurgradiënt in het gietstuk te krijgen die overeenkomt met directionele stolling. Dus, op de bovenste massieve delen (verwarmd door gegoten metaal), zetten we winst. Koud metaal komt in de massieve delen lager in het gietstuk terecht, dus deze onderdelen hebben geen extra koeling nodig, en bijgevolg het gebruik van koelkasten.

Winstberekening volgens de methode van prof. Andreeva

De meeste methoden om winst te berekenen zijn gebaseerd op de "ingeschreven cirkelmethode". De essentie ervan ligt in het feit dat een thermische knoop op een vel papier op volledige grootte wordt getekend en er een cirkel in wordt ingevoerd zodat deze de wanden van het gietstuk raakt. De cirkel met diameter d is de grootte van de thermische knoop (Fig. 3).

Rijst. 3. Thermische knoop.

Winst #1

D is de buitendiameter van de knoop, D = 23 cm;

D o - inwendige diameter van de knoop, D o = 18 cm.

Winstdiameter, cm:

D p \u003d d o + d 1, (28)

D p \u003d 1.0 + 3.18 \u003d 4.18cm

Winsthoogte, cm:

H p \u003d d o + 0,85 * D p, (29)

Winstlengte: L p1 = 32,18cm.

Winst #2

Diameter van een cirkel ingeschreven in een knoop, cm:

waarbij a de dikte van de zijwand is, a = 1,5 cm;

D is de buitendiameter van de knoop, D = 20 cm;

D o - binnendiameter van de knoop, D o = 15 cm.

Compenserende metalen ring diameter, cm:

waarbij H de hoogte is van het gevoede knooppunt, H = 6,5 cm.

Winstdiameter, cm:

D p \u003d d o + d 1,

D p \u003d 1.0 + 3.18 \u003d 4.18cm

Winsthoogte, cm:

H p \u003d d o + 0,85 * D p,

H p \u003d 1,0 + 0,85 * 4,18 \u003d 4,55 cm

Winstlengte: L p2 = 29,04 cm.

Volume van de winst

Massa winst:

G pr \u003d (V pr1 + V pr2) * r f.me. , (32)

G pr \u003d 2 * (551.59 + 497.77) * 7 \u003d 14691.04

De opbrengst is gelijk aan:

waar G hp - massa pk, G pk gelijk aan 10? 15% van Gexc, we accepteren 12%.

G hp = 0,12*92,66 = 11,12 kg

Aangezien de TG veel groter is dan de geaccepteerde, zullen we het bedrag van de winst aanpassen om de geaccepteerde TG te verkrijgen.

De vereiste winstmassa is gelijk aan:

Het totale volume van dergelijke winsten is gelijk aan:

Dan zijn de aangepaste winstparameters gelijk aan:

Hp \u003d 10,5 cm.

De massa van deze winsten:

G pr \u003d 2 * (1450.45 + 1308.92) * 7 \u003d 38631.18g.

Dan is de uiteindelijke TVG gelijk aan:

Wat heel dicht bij het geaccepteerde ligt.

1.8. Reden voor de gebruikte apparatuur

Het grootste deel van vormgietstukken van verschillende gietlegeringen wordt geproduceerd in enkele zandvormen. Om dergelijke mallen te verkrijgen, wordt speciale apparatuur voor modelkolven gebruikt, die nodig is voor het verkrijgen van delen van de mal, staven en hun montage. Een set modelkolvenuitrusting omvat: modellen en modelplaten om er maldelen op te maken, kerndozen voor het maken van kernen, ventilatieplaten voor het vormen van ventilatiekanalen in kernen, platte en becijferde (drogers) droogplaten voor het drogen van kernen, kolven, apparaten voor controlevormen tijdens het assemblageproces, evenals koelkasten, pinnen voor het aansluiten van kolven en ander gereedschap.

Modellen worden apparaten genoemd die zijn ontworpen om holtes in mallen te verkrijgen, waarvan de configuratie overeenkomt met de vervaardigde gietstukken.

Voor machinaal gieten worden modellen op speciale platen gemonteerd, die patroonplaten worden genoemd. Voor serieproductie van dit gietstuk gebruiken we een eenzijdige zetplaat (een model dat zich op slechts één bovenzijde bevindt, wordt op de plaat geschroefd in overeenstemming met GOST 20342-74).

In de omstandigheden van serieproductie van gietstukken worden metalen modellen en platen gebruikt. Ze hebben de volgende voordelen: duurzaamheid, grotere nauwkeurigheid en een gladder werkoppervlak. Ze worden gebruikt bij het machinaal gieten, wat bepaalde eisen stelt aan het ontwerp en de kwaliteit van patroonapparatuur. Het materiaal voor het model van dit gietstuk, evenals voor de plaat, is staalkwaliteit St 15L (hoge sterkte en slijtvastheid).

Het ontwerp van de modelplaat (0280-1391/002 GOST 20109-74) hangt voornamelijk af van het type machine waarop de halve mal zal worden geproduceerd, het ontwerp van het gietstuk dat uit deze modelset wordt verkregen. De modelplaat langs de omtrek heeft ventilatiegaten (ventilatieopeningen) die nodig zijn om lucht te verwijderen tijdens pulse molding. Het aantal ventilatieopeningen wordt bepaald door de verhouding, de diameter van de ventilatieopening is 5x6mm.

Om de kolf op de plaat te bevestigen, hebben ze 2 pinnen: centrering (0290-2506 GOST 20122-74), die de kolf beschermt tegen verplaatsing in horizontale richting, en een geleider (0290-2556 GOST 20123-74), die beschermt de kolf van verplaatsing ten opzichte van de dwarsas van de plaat.

Het ontwerp van de kerndoos hangt af van de vorm en afmetingen van de kern en de methode van vervaardiging. Door het ontwerp zijn kerndozen verdeeld in een stuk (shake) en afneembaar.

De keuze van de richting van het vullen van de doos met het mengsel hangt in de eerste plaats af van de methode voor het vervaardigen van de staaf, evenals van de installatie van frames en koelkasten.

Bij massaproductie worden metalen kerndozen gebruikt. Ze zijn vaak afneembaar gemaakt met een horizontale en verticale connector.

Voor het vervaardigen van kernen van dit gietstuk gebruiken we de zandstraalmethode. Voor zandstraalmachines worden gespleten kerndozen gebruikt. Wanneer ze met een mengsel zijn gevuld, ervaren ze een overmatige luchtdruk, de schurende werking van de zand-luchtstraal en de kracht om de doos tegen het opblaasbare mondstuk van de machine te drukken, dus ze moeten een verhoogde stijfheid, sterkte en zijn verzegeld langs het vlak van de connector en onder druk.

Voor de productie van dit gietstuk in de omstandigheden van serieproductie en impulsgieten, gebruiken we kolven voor automatische lijnen. Dergelijke kolven hebben versterkte wanden zonder ventilatiegaten. Een kenmerk van vormdozen voor het vormen op automatische lijnen is hun niet-uitwisselbaarheid, d.w.z. kolven voor de bodem en de bovenkant zijn verschillend. De kolf voor de bodem heeft geen bussen voor bevestigingspinnen. In plaats van bussen heeft de onderste kolf een conisch gat waarin de pen is bevestigd.

De bovenste kolf heeft centreerbussen (0290-1053 GOST 15019-69) en geleidingsbussen (0290-1253 GOST 15019-69).

Voor het drogen van de staven gebruiken we droogplaten met een vlak draagvlak. De belangrijkste vereiste voor hen is maximale structurele stijfheid met een minimaal gewicht. In de platen is een systeem van gaten aangebracht om het gas uit de staven te laten ontsnappen.

Ventilatieplaten worden gebruikt om ventilatiekanalen in de stang te maken. De ventilatiekanalen in de stang moeten altijd vrij duidelijk worden geplaatst, vooral als ze deel uitmaken van een algemeen ventilatiesysteem.

Sjablonen zijn ontworpen om de grootte van staven en vormen te regelen, verschillende staven voor te assembleren in één gemeenschappelijke assemblage, de installatie van staven in een mal te controleren, enzovoort.

1.9. Berekening van de afmetingen van de kolven, de massa van de lading

Afb.3. Afstand tussen gietstuk en afzonderlijke vormelementen

Ringlengte:

L o \u003d L m + 2 * c + d st, (35)

waarbij L m de lengte van het model is, L m = 836 mm;

d st is de diameter van de stijgbuis, mm.

L o \u003d 836 + 2 * 50 + 53 \u003d 989mm

Volgens GOST 2133-75 is de lengte van de kolf L o = 1000 mm.

Ringbreedte:

B o \u003d B m + 2 * c, (37)

waarbij B m de breedte van het model is, B m = 752 mm;

c - afstand tussen het model en de wand van de kolf, c = 50 mm;

B o \u003d 752 + 2 * 50 \u003d 852 mm.

Volgens GOST 2133-75 met de lengte van de kolf L o = 1000 mm B o = 800 mm.

Hoogte van de onderste kolf:

H n.d. = u m.s. + b , (38)

waar h m.s. – hoogte model onder, h m.s. = 190 mm;

b is de afstand tussen de onderkant van het model en de onderkant van de mal, b = 70 mm.

H n.d. = 190 + 70 = 260 mm.

Volgens GOST 2133-75 is de hoogte van de onderste kolf H-nr. = 250mm.

Hoogte bovenframe:

H in. O. = u m.v. + een, (39)

waar h m.v. – topmodel hoogte, h m.v. = 262 mm;

b is de afstand tussen de bovenkant van het model en de bovenkant van de mal, b = 70 mm.

H v.o. = 262 + 70 = 332 mm.

Volgens GOST 2133-75 is de hoogte van de bovenste kolf H v.o. = 300mm.

De hefkracht die op de bovenste helft van het formulier werkt:

P f \u003d (SF i * H i) * g m + P st. (40)

waarbij P st de hefkracht is die op de staaf werkt, P st \u003d 208303.576g.

Fi is een horizontale projectie van het oppervlak van het vormelement onder druk van een metalen kolom met een hoogte van Hi;

H i - de hoogte van de metalen kolom, gemeten vanaf het oppervlak F i tot het niveau van het metaal in de poorttrechter;

g m - soortelijk gewicht van het vloeibare metaal, voor staal g m = 7 g / cm 3.

SF i *H i = (*25,3 + [(7,5 2 – 6,5 2)*3,14]*20,3/2 + *9,8 + 22*,08*27 + *20,3 + *20,3 +*34,8)*2 = 46306.084.

Dan is de hefkracht die op de bovenste halve vorm werkt gelijk aan:

P f \u003d 46306.084 * 7 + 208303.576 \u003d 532446.164 g.

Lading gewicht:

P gr \u003d P f * K - Q w.p.f. , (41)

waarbij K een veiligheidsfactor is die rekening houdt met het fenomeen van hydraulische schokken wanneer het metaal in contact komt met de malstroom, K = 1,3 - 1,5, we accepteren K = 1,4;

Q wpf - massa van de bovenste halve mal, g,

Q wpf = Q c.p. + Q cm.v.o. , (42)

Q vp. - de massa van het metaal van de kolf, want de massa van de kolf is klein in vergelijking met

de massa van het mengsel erin, dan Q v.p. = 0;

Q cm.v.o. is de massa van het mengsel in de bovenste helft van de mal, g,

Q cm.v.o. \u003d (L * B * H v.o. - V m.v.) * g cm, (30)

waarbij g cm de dichtheid van het zand is, g cm = 1,5 - 1,8 g / cm 3, accepteren we

g cm \u003d 1,65 g / cm 3.

v mv - het volume van het topmodel, cm 3;

v mv = ((25 2 + 16 2)*10,7*3,14/4 + 20,5*33*10,7 + 22*0,8*9 + (7,5 2 – 6,5 2)* 6.5* 3,14/2 + 1450,45 + 1308,92 + (18,2*1,9 + 6,2*1,9)*15,7 + (5*5,5 + 5*5,5 +3*5,5)*15,7 +(11,5*5,5 + 10*5,5 – 2*3,14*1,5 2) * 1,2 + 70,4 * 12) * 2 \u003d 41038,59 cm 3.

Q wpf = Q sm.v.o. \u003d (100 * 80 * 30 - 41038.59) * 1.65 \u003d 328286.33g.

Dan is de massa van de lading:

P gr \u003d 532446.164 * 1.4 - 328286.33 \u003d 417138.3g.

1.10. Keuze uit vorm- en kernzand

Vormmaterialen zijn de materialen die worden gebruikt om mallen en kernen te maken.

Vormmaterialen moeten, afhankelijk van de gebruiksomstandigheden, aan de volgende eisen voldoen:

Zorg voor de nodige sterkte van het mengsel in natte en droge omstandigheden;

Voorkom dat het mengsel aan patroonapparatuur blijft plakken;

Om het mengsel de vloeibaarheid te geven die nodig is om de contouren van het model en de kerndoos te reproduceren;

Beschikken over een laag gasvormend vermogen;

Zorg voor compliantie van de mal of kern tijdens het stollen en afkoelen van het gietstuk;

Beschikken over voldoende brandwerendheid en lage hechting aan het gietstuk;

Zorg voor een goede vorm en kernknock-out;

Beschikken over lage kosten, zijn niet-deficiënt en onschadelijk voor anderen;

Een lage hygroscopiciteit hebben;

Wees duurzaam.

Vormzand is de belangrijkste vulstof voor vorm- en kernzand. Als vormzand wordt in de meeste gevallen kwartszand gebruikt, bestaande uit silicakorrels (Si 2 O) van een bepaalde grootte en vorm. Het wijdverbreide gebruik van deze zanden is te wijten aan het feit dat ze zeer geschikt zijn voor de werkomstandigheden van de gietvorm.

Vormklei wordt gebruikt als mineraal bindmiddel in vorm- en kernzand. Vormklei wordt gesteente genoemd dat bestaat uit fijn gedispergeerde deeltjes van waterige aluminosilicaten, die een bindend vermogen en thermochemische stabiliteit hebben en in staat zijn om sterk vormzand te leveren dat niet aan het oppervlak van de gietstukken blijft kleven. Bij natgieten wordt de voorkeur gegeven aan bentonietklei.

Bij de vervaardiging van kernmengsels zorgt de toevoeging van vormklei niet voor de juiste sterkte van de kernen, daarom worden andere bindmiddeladditieven met een hogere waarde van specifieke sterkte in het mengsel geïntroduceerd. Dergelijke additieven worden bindmiddelen of bindmiddelen genoemd. Verlijmingsmaterialen moeten aan de volgende eisen voldoen:

Bij het voorbereiden van vorm- en kernzand gedurende een bepaalde tijd gelijkmatig over het oppervlak van de korrels vormzand verdelen;

Zorg voor de plasticiteit van het mengsel;

Zorg voor een snelle droging van de kern en vorm;

Heb geen hygroscopiciteit;

Beschikken over een laag gasgenererend vermogen tijdens het drogen en gieten van de smelt in een mal;

Zorgen voor naleving van het formulier en de kern;

Verlaag de brandwerendheid van het vorm- en kernzand niet;

Het is gemakkelijk in te klappen bij het uitslaan van het formulier;

Onschadelijk zijn voor anderen, goedkoop en niet schaars.

We gebruiken B-2 en B-3 bevestigingsmiddelen als bindmateriaal. Het wordt aanbevolen om deze bevestigingsmiddelen te gebruiken voor kernmengsels waaruit klasse IV-kernen zijn gemaakt, waaronder kernen voor dit gietstuk. Deze klasse omvat staven met een eenvoudige configuratie, die inwendige machinaal bewerkte holten vormen in gietstukken of inwendige onbewerkte oppervlakken, waaraan geen hoge eisen worden gesteld.

Bevestigingsmiddelen B-2 (dextrine, pectinelijm) en B-3 (melasse, sulfide-alcoholstillage) hebben veel gemeenschappelijke technologische eigenschappen, wat het mogelijk maakt om deze materialen door elkaar te vervangen met een kleine verandering in de samenstelling van het mengsel.

Kernmengsels en kernen op B-2 en B-3 bevestigingsmiddelen onderscheiden zich door de volgende eigenschappen:

1. Na het drogen hebben de staven op B-2 bevestigingsmiddelen een voldoende hoge sterkte.
2. De sterkte van droge en natte staven neemt dramatisch toe wanneer klei aan de samenstelling van het mengsel wordt toegevoegd.
3. De vloeibaarheid van de mengsels is matig.
4. De droogtemperatuur van de staven is 160°C - 180°C.
5. De staven hebben voldoende oppervlaktesterkte.
6. Het gasvormend vermogen van mengsels is laag.
7. De staafjes zijn geverfd om plakkerigheid te verminderen.
8. De knock-out van de staven is bevredigend als de mengsels geen klei bevatten.

Zand classificatie

De kwaliteit en kosten van gietstukken hangen grotendeels af van de juiste keuze van de samenstelling en technologische eigenschappen van het zand. Houd bij het kiezen van de samenstelling van het mengsel rekening met:

Het type metaal dat wordt gegoten, de complexiteit en het doel van het gieten;

Beschikbaarheid van benodigde materialen;

serieproductie;

Fabricage- en assemblagetechnologie van matrijzen;

Geplande kosten.

Afhankelijk van het type metaal dat wordt gegoten, worden de mengsels onderverdeeld in 3 groepen: voor gietstukken van staal, gietijzer en non-ferrolegeringen. Deze verdeling is voornamelijk te wijten aan de temperatuur van het gieten van het metaal in de mal. Voor staal is deze temperatuur »1550°C.

Ongeacht het type metaal, wordt vormzand onderverdeeld in:

Door de aard van gebruik - in single, facing en vulling;

Afhankelijk van de toestand van de mal voor het gieten - op een mengsel voor mallen gegoten in een natte staat (nat gieten), en een mengsel voor mallen gegoten in een droge staat (droog gieten).

Als het mengsel het volledige volume van het formulier vult, wordt het single genoemd. Dergelijke mengsels worden gebruikt bij het machinaal gieten in serie- en massaproductiewinkels. Omdat deze mengsels de agressieve werking van het metaal direct waarnemen, moeten ze hoge technologische eigenschappen hebben. Daarom worden uniforme mengsels gemaakt van de meest vuurvaste en thermochemisch stabiele vormmaterialen, die de duurzaamheid van de mengsels garanderen.

Het gebruik van enkelvoudige mengsels maakt het mogelijk om de vormvoorbereidingscyclus te verkorten en daardoor de productiviteit van vormeenheden te verhogen.

Voor uniforme mengsels worden bijzonder hoge eisen gesteld aan de gasdoorlatendheid - deze mengsels worden gebruikt in groen gieten en hebben daarom een ​​hoog gasgenererend vermogen. Dit houdt in dat de vereiste sterkte wordt bereikt met een minimaal kleigehalte, waardoor het vochtgehalte van het mengsel kan worden verlaagd. Daarom worden voor enkelvoudige mengsels vaker bentonietklei gebruikt, die het hoogste bindingsvermogen hebben. In combinatie met additieven van bindmiddelen B-2 en B-3 maken bentonieten het mogelijk om vormzand te verkrijgen met een vochtgehalte van 1,8-2,5%. Soms wordt water vervangen door organische oplosmiddelen (bijvoorbeeld ethyleenglycol), terwijl de oppervlaktereinheid drastisch verbetert en het afkeuren van gietstukken afneemt.

Vormzand voor staalgieten

Vormzand voor staalgieten verschilt van dat voor ijzeren gietstukken in grotere vuurvastheid, aangezien de temperatuur van gietstaal 1500 ° C overschrijdt. Hoge giettemperaturen hebben de neiging om het chemisch en thermisch verschroeien te vergroten, dus het is moeilijker om olijven met een schoon oppervlak te verkrijgen.

Voor de bereiding van vormzand wordt voornamelijk verrijkt en kwartszand van de klassen 1K en 2K met een silicagehalte van minimaal 95% gebruikt. Kleizanden worden niet gebruikt voor de vervaardiging van stalen gietvormen.

Bij de vervaardiging van mallen voor het gieten van een kleine massa wordt bij voorkeur kwartszand met een korrelgrootte van 016A 02A gebruikt, wat zorgt voor een lage ruwheid van de oppervlakken van de gietstukken.

Samenstelling van het mengsel:

Zand 1K016A - 8%,

Omgekeerd mengsel -90%,

Sulfiet-gist puree - 1%,

Klei - 1%.

Vochtgehalte van het mengsel: 3,5-4,5%.

Kernmengsels voor staalgieten

Tijdens het gietproces ervaren de staven aanzienlijk grotere thermische en mechanische effecten in vergelijking met de mal, omdat ze meestal zijn omgeven door een smelt. Om deze reden worden er strengere eisen gesteld aan kernmengsels.

De droge sterkte van de staven en de oppervlaktehardheid moeten hoger zijn dan die van de mal. Kernmengsels moeten een hoge vuurvastheid, ductiliteit en lage hygroscopiciteit hebben, vooral wanneer ze op een groene manier worden gevormd, een hoge gasdoorlaatbaarheid en een laag gasgenererend vermogen, een goede knock-out.

Samenstelling van het mengsel:

Zand 1K016, 97–98%;

Klei, 2-3%;

Bevestiging B-3 (sulfidestillage) - 4,3%;

Binder SB (of KO) - 3,6%;

Vochtigheid is 2,8-3,4%.

1.11. Droogmodus voor vormen en kernen

Matrijzen en kernen worden gedroogd om hun gasdoorlaatbaarheid en sterkte te vergroten, de gasopwekkingscapaciteit te verminderen en uiteindelijk de kwaliteit van de gietstukken te verbeteren. De droogmodus van de staven en vormen is empirisch ingesteld voor verschillende groepen staven en vormen.

Aangezien het raadzaam is om stalen gietstukken met een gewicht tot 500 kg vochtig te gieten, zullen wij de vormen niet drogen.

Het droogproces van de staven kan voorwaardelijk worden onderverdeeld in 3 fasen. In de eerste fase wordt de gehele dikte van de staaf verwarmd. Omdat het warmtegeleidingsvermogen van een nat mengsel veel groter is dan dat van een droog mengsel, moet tijdens deze droogperiode geprobeerd worden om vocht in de staven zoveel mogelijk vast te houden en te voorkomen dat het snel verdampt.

In de tweede droogfase is het noodzakelijk om de temperatuur snel tot het maximum te verhogen en de staven enige tijd op deze temperatuur te houden.

In de derde droogfase worden de staven afgekoeld tot de lostemperatuur. De staven worden tijdens deze periode niet alleen gekoeld, maar ook uitgedroogd door de warmte die erin wordt opgehoopt.

Voor een goede droging van de staven zijn de volgende voorwaarden nodig:

Constant de temperatuur in de droogkamer verhogen en vervolgens tijdens het drogen een uniforme maximaal toelaatbare temperatuur handhaven;

Temperatuurschommelingen in verschillende zones van het werkvolume van de droger mogen tijdens het drogen niet hoger zijn dan 10 - 15 ° C;

Zorgen voor een gelijkmatige beweging van gassen in het gehele volume van de droger met een snelheid van 1,8 - 2,2 m/s.

De staven op de bevestigingsmiddelen B-2 en B-3 worden gedroogd bij 160 - 180°C. Deze bindmiddelen harden uit door verlies van oplosmiddel door verdamping tijdens verhitting (hittedroging). Daarom moet de droogmodus van de staven op deze bevestigingsmiddelen zodanig zijn dat ze een kleine hoeveelheid vocht vasthouden.

De droogtijd van de staven is 3,0 – 7,0 uur.

Proceskaart

Bibliografie

1. Gieterij: Leerboek voor metallurgische specialiteiten van universiteiten. - 2e druk, herzien. en extra - M.: Mashinostroenie, 1987
2. Titov ND, Stepanov Yu.A. Gieterijtechnologie: leerboek voor technische hogescholen. - 2e druk. beoordeeld - M.: Mashinostroenie, 1978
3. Abramov GG, Panchenko BS Handboek van een jonge gieterijarbeider. - 3e druk, herzien. en extra - M.: Hogere School, 1991
4. Klimov V.Ya. Ontwerp van technologische processen voor de vervaardiging van gietstukken: leerboek. - Novokoeznetsk: Media, 1987
5. Klimov V.Ya. Cursusontwerp voor gietvormtechniek. - Novokoeznetsk: Media, 1979
6. Aksenov PN Foundry: Leerboek voor technische hogescholen. - 3e druk. - M.: Mashinostroenie, 1950
7. GOST 26645-85. Gietstukken van metalen en legeringen. Maattoleranties, gewichten en bewerkingstoegiften. - M.: USSR Staatscomité voor Normen, 1986
8. GOST 3606-80. Modelbouwpakketten. Staaf tekenen. Hoofdafmetingen. - M.: USSR State Committee for Standards, 1980
9. GOST 2133-75. Gieterij kolven. Types en basisafmetingen. – Staatsnorm van de USSR
10. Klimov V.Ya. Ontwerp van poortsystemen: leerboek. - Novokoeznetsk: media, 1993
11. Klimov V.Ya., Knyazev SV, Kutsenko A.I. Vormmaterialen en mengsels: leerboek. - Novokoeznetsk: media, 1992
12. Klimov V.Ya., Antonov V.P., Kuvykin Yu.F. Winstontwerp: Studiegids. - Novokoeznetsk: SibGGMA, 1995
13. Vasilevsky P.F. Staalgiettechniek. M.: Mashinostroenie, 1974
14. Vasilevsky P.F. Poortsystemen van stalen gietstukken. MASHGIZ, 1956

Test

gieterij technologie

2. Belangrijkste gebreken van gietstukken:

6. Spuitgieten

7. Centrifugaal gieten

Literatuur

1. Technologische concepten in de gieterij

Gieterij- een tak van werktuigbouwkunde die werkstukken vervaardigt door gesmolten metaal met een bepaalde chemische samenstelling in een mal te gieten waarvan de holte de vorm heeft van een gietstuk. Bij afkoeling stolt het gegoten metaal en neemt het de vorm aan van de vormholte.

Het werkstuk dat wordt verkregen na het stollen van het metaal wordt gieten genoemd. Het gietstuk kan ofwel een volledig afgewerkt product zijn, ofwel onderworpen worden aan verdere bewerking.

Gietmallen die slechts één keer worden gebruikt en worden vernietigd wanneer er gietstukken worden verwijderd (zandklei, schaal met een harsbindmiddel, keramiek uit één stuk, enz.) Worden eenmalig genoemd. Semi-permanente mallen gemaakt van zeer vuurvaste materialen (gips, cement, grafiet, enz.) zijn bestand tegen 3...100 of meer gietvormen van metaal.

Eenmalige en semi-permanente gietmallen worden gemaakt volgens armaturen die modellen worden genoemd. Het proces van het maken van dergelijke mallen wordt gieten genoemd.

Model volgens zijn externe configuratie komt het overeen met het resulterende gietstuk en onderscheidt het zich door grote afmetingen, rekening houdend met metaalkrimp en bewerkingstoelagen. Het model kan balkborden hebben.

De configuratie van het model moet ervoor zorgen dat het gemakkelijk uit de mal kan worden gehaald.; het oppervlak van de modellen is zorgvuldig afgewerkt om schone maloppervlakken te garanderen. Het model moet sterk zijn, niet van formaat veranderen. Modellen zijn gemaakt van metalen en legeringen, hout, gips, plastic, smeltbaarOrganische materialen.

hengel deel van de mal genoemd, ontworpen om interne holtes in het gietstuk te verkrijgen.

Staafbordenlangs het model uitstekende delen genoemd die niet de configuratie van het gietstuk vormen, maar dienen om uitsparingen in de mal te vormen, waarin de staven worden geïnstalleerd tijdens de montage van de mal.

poort systeemdient om metaal in te gieteneen vormholte met een bepaalde vulvolgorde en snelheid, evenals voor het voeden van het gietstuk tijdens het stollen.

Metaalvoorbereiding. Gebruikt in gieterijvloeibare legering (smelt) en verschillende smelteenheden worden gebruikt om het te bereiden.

Om gietstukken voor kritische doeleinden te verkrijgen, worden voornamelijk elektrische ovens van verschillende typen gebruikt. Inductieovens, vlamboogovens en weerstandsovens worden veel gebruikt. Vacuümsmelten en gieten worden veel gebruikt (bijvoorbeeld bij de productie van gietstukken uit titaniumlegeringen).

2. Belangrijkste gebreken van gietstukken:

krimpschalen- gesloten holtes, meestal geoxideerd, in gietstukken met een ruw oppervlak (Fig. 1). Krimpholten worden gevormd als gevolg van onvoldoende toevoer van het gietstuk op plaatsen van ophoping van metaal, onjuist ontwerp van het gietstuk en het poortsysteem. Krimpholten worden geëlimineerd met behulp van winsten die het laatst uitharden, waardoor krimpholten in de winst worden weergegeven. Daarna wordt deze verwijderd.

Rijst. 1. Krimpholte in het gietstuk en een methode voor de eliminatie ervan

hete scheuren - door- en niet-doorgaande breuken in het lichaam van het gietstuk. Ze komen meestal voor op plaatsen van overgang van een dunne sectie naar een dikke, op plaatsen met scherpe overgangen van de sectie in een rechte of scherpe hoek (Fig. 2, een ), en ook in het geval dat de mal of de kern het krimpen van het gietstuk verhindert (Fig. 2, B).

gasputten- holtes in het gieten van een ronde vorm met een glad oppervlak, variërend in grootte van 1 tot 10 mm, treden op bij een lage gasdoorlaatbaarheid van de mal, met een onjuist geconstrueerd poortsysteem.

Ondervulling en slapen (Fig. 3) worden gevormd uit ongemengde metaalstromen die hun vloeibaarheid hebben verloren en stollen voordat de mal wordt gevuld.

verbrand - de interactie van de gietvorm en het gegoten metaal met zijn onvoldoende vuurvastheid en hoge chemische activiteit.

scheeftrekken (Fig. 4) in het gietstuk wordt gevormd tijdens onzorgvuldige montage van de mal.

3. Technologie voor het maken van gietstukken in zand-kleivormen

De methode van het gieten in zand-kleivormen is een van de oudste methodes.In gemoderniseerde vorm wordt deze methode door de verbetering van de samenstelling van vormzanden toegepast in de vliegtuig- en scheepsbouw.

Zandkleivormen hebben een eenmalig doel.

Zand-kleivorm gietenis een systeem van elementen die de werkholte vormen (Fig. 4, een ) gevuld met gesmolten metaal. Voor de vorming van gaten en andere complexe vormen in het gietstuk worden gietstaven gebruikt, die in de mal worden bevestigd met behulp van tekens die zijn opgenomen in de overeenkomstige verdiepingen in de malholte. Gietkernen worden gemaakt in kerndozen (Figuur 4, B ) van speciale zandkernmengsels met behulp van machines die de belangrijkste bewerkingen in het kernproductieproces uitvoeren: verdichting van het mengsel en verwijdering van de kern uit de doos. Om gesmolten metaal aan de holte van de mal te leveren en ervoor te zorgen dat de gietstukken tijdens het stollen worden gevuld en gevoed, wordt een poortsysteem gemaakt. Het proces van het maken van mallen met behulp van een model wordt gieten genoemd.

b c

Rijst. Fig. 5. Algemeen aanzicht van de zand-klei mal (a), staaf (b) en model (c)

Modellen zijn gemaakt van metaal of hout, met een scheidingsvlak (Figuur 5, v ) De scheiding van het model valt samen met het scheidingsvlak van de mal. Bij deze methode wordt de mal in principe gespleten. (Figuur 5, een ).

De mal moet hebben:

a) sterkte - het vermogen om stroombelastingen te weerstaan ​​die voortvloeien uit het gieten van gesmolten metaal;

b) gasdoorlaatbaarheid - het vermogen om gassen, stoom, gelokaliseerd en gevormd in de mal tijdens het gieten van gesmolten metaal, door te laten;

c) buigzaamheid - het vermogen om in volume te verminderen onder invloed van gietkrimp wanneer het wordt afgekoeld;

d) vuurvastheid - het vermogen om niet te smelten onder invloed van de hitte van het gesmolten metaal.

Vormmengsels worden gebruikt om gietvormen te maken.

Vormzand bij de vervaardiging van mallen grenst aanaan het model en vormen een werklaag van de mal in contact met het vloeibare metaal. De eigenschappen van vormzand zijn afhankelijk van hun samenstelling. De samenstelling van de vormmengsels omvat vuurvaste materialen - kwarts Si O 2, of zirkoon ZrO 2 Si O 2 , zand, die de basis vormen van de vorm, klei alsbindmiddel en speciale additieven die de eigenschappen van mengsels verbeteren.

Matrijzen kunnen met de hand worden gemaakt om zeer complexe enkelvoudige gietstukken te produceren. In moderne machinebouwfabrieken voor massa- en grootschalige productie worden zand-kleivormen gemaaktop vormmachines in kolven op speciale patroonplaten (Figuur 5, die de vormconnector vormen, dragen verschillende delen van het model (gietmodel 1 en poortsysteemmodellen 2, 3) en dienen om een ​​van de gepaarde kolven te vullen. Moderne vormmachines worden meestal gemechaniseerd volgens twee hoofdbewerkingen tijdens het maken van mallen: het vormzand in de kolf verdichten en het model uit de mal verwijderen. Volgens de methode om het mengsel te verdichten, worden vormmachines verdeeld in schudden, persen, schudden met voorpersen en zandwerpers.Volgens de methode om het model uit de mal te halen, zijn ze verdeeld in machines met roterende met een plaat, met een pinlift met een flip-kreun en met een brootsplaat.

De productie van matrijzen op persmachines (Fig. 7) wordt in de volgende volgorde uitgevoerd: op een patroonplaat 4, bevestigd aan de tafel van de machine, een kolf 5 is geïnstalleerd en een vulframe 6 is op de kolf geïnstalleerd. Een kolf met een vulframe wordt gevuld met vormzand. Op de traverse boven het vulframe is een persblok 7. Aan de perscilinder 1 wordt onder druk perslucht toegevoerd. De perszuiger 2 gaat omhoog in de richting van de persschoen 7, die het vulframe in de kolf betreedt. Nadat de druk is weggenomen, gaat de zuiger, samen met de tafel en de kolf, naar beneden. Vervolgens wordt de kolf door middel van een verwijderbaar mechanisme 3 van de patroonplaat getild.

Rijst. 6. Speciale patroonplaat

Rijst. 7. Persmachine voor het maken van zand-kleivormen

Halve matrijzen met een hoogte van niet meer dan 200 mm worden gemaakt op persmachines, omdat op grote hoogte een uniform
vorm dichtheid. De halve mallen die door het vormen worden verkregen, worden gekoppeld, de staven worden indien nodig vooraf geïnstalleerd. De samengestelde mallen zijn gevuld met vloeibaar metaal. Een poortsysteem wordt gebruikt om de legering te gieten. In gieterijen van individuele en kleinschalige productie worden mallen op een vormparade gegoten en op een rij geplaatst. Bij grootschalige en massaproductie worden matrijzen gegoten op rollenbanen. Onlangs zijn geautomatiseerde lijnen gebruikt om mallen te maken en metaal te gieten. De bereiding van gietlegeringen wordt geassocieerd met het smelten van verschillende ladingsmaterialen. Voor het maken van staal worden veel hoogfrequente inductieovens gebruikt, die het mogelijk maken het metaal tot hoge temperaturen te verwarmen, een vacuüm te creëren en hoogwaardig metaal te verkrijgen. Het is praktisch mogelijk om een ​​breed scala aan legeringen in zand-kleivormen te gieten en gietstukken van onbeperkte massa en elke grootte te verkrijgen.

Smeltkroesweerstandsovens worden veel gebruikt voor het smelten van aluminiumlegeringen, die roterend en stationair kunnen zijn, evenals hoogwaardige tweekanaals inductieovens met een metalen kern (de metalen kern is de smelt zelf), waarin het metaal wordt verkregen van een hogere kwaliteit dan bij smeltovens van een ander type. Het smelten van aluminiumlegeringen heeft een aantal problemen vanwege hun sterke oxidatie en verzadiging met gassen. Er zijn verschillende methoden van metaalvoorbereiding die zorgen voor de productie van hoogwaardige gietstukken uit aluminiumlegeringen: smelten onder een laag flux, verfijnen van de vloeibare smelt met neutrale gassen of zouten. Tijdens gasraffinage, na het smelten van de aluminiumlegering bij een temperatuur van 660 ... 680 ° C, wordt deze geraffineerd met chloor. De raffinage wordt uitgevoerd door chloor gedurende 5...15 minuten door de legering te blazen.

Naast chloor kunnen stikstof en argon worden gebruikt voor gasraffinage.

Het geraffineerde metaal wordt in de voorbereide mal gegoten. Na het gieten en afkoelen van het metaal wordt het gietstuk verwijderd (uitgeslagen) en wordt de mal vernietigd. Het gietstuk wordt handmatig, mechanisch of automatisch uit de mal gehaald, afhankelijk van de aard van de productie.

Vervolgens wordt het gietstuk gereinigd in reinigingstrommels of straaltoestellen van het kamer- of trommeltype. Het chippen en reinigen van gietstukken van de overblijfselen van feeders, bramen, vullingen wordt uitgevoerd met schuurwielen op schuurpersen.

4. De structuur van het poortsysteem:

poortsysteem:een reeks kanalen en reservoirs genoemd waardoor vloeibaar metaal uit de pollepel de vormholte binnenkomt (Fig. 8).

Rijst. 8. Schema van het poortsysteem

spruw kom (2) - een reservoir dat is ontworpen om vloeibaar metaal op te vangen en over te brengen naar stijgbuis 3.

stijger (3) - een verticaal (soms hellend) kanaal van een ronde, ovale of andere sectie, ontworpen om metaal van de kom over te brengen naar andere elementen van het poortsysteem.

Slakkenval (1) - een kanaal waarin slakken en niet-metalen insluitsels worden vastgehouden, meegesleept door vloeibaar metaal in de mal. Om te voorkomen dat er tijdens het gieten slakken in de vormholte komen, moet de kom constant tot de rand worden gevuld. Dit stimuleert het drijven van de slak en voorkomt dat deze de vormholte binnendringt. Een deel van de slak kan echter nog steeds worden meegesleurd door vloeibaar metaal. Om te voorkomen dat het in de mal komt, wordt een slakkenvanger gebruikt. De slak, die een veel kleinere holte heeft dan het metaal, drijft naar de bovenkant van de slakkenvanger en blijft daarin hangen, en puur metaal van de bodem van de slakkenvanger door de toevoer komt de vormholte binnen. Om de slak goed te houden, bevinden zich feeders meestal onder de slakkenvanger.

De slakkenvanger wordt gebruikt voor zware metalen, die worden gekenmerkt door een hoog slakdrijfvermogen. Voor lichte legeringen is een collector-verdeler vereist, aangezien de dichtheid van het gegoten metaal dicht bij de dichtheid van slakken ligt en de snelheid van drijvend slakken verwaarloosbaar is.

Voeders (sprues)(4) - kanalen ontworpen om metaal rechtstreeks in de vormholte over te brengen.

Poortsystemen zijn onderverdeeld in de volgende meest voorkomende typen (de aanduidingen in Fig. 9 komen overeen met Fig. 8):

Rijst. 9. De meest voorkomende soorten poortsystemen

1) boven (afb. 9, a ) - feeders leveren metaal aan het bovenste deel van het gietstuk;

2) lager of sifon - feeders leveren metaal aan het onderste deel van het gietstuk (Fig. 9, B);

3) sleuven - feeders brengen het metaal langs de hoogte van het gietstuk (Fig. 9, v);

4) gelaagd - feeders leveren metaal op verschillende niveaus
(Afb. 9, G ).

Het type poortsysteem wordt gekozen afhankelijk van het type metaal, het ontwerp van het gietstuk, de positie tijdens het gieten, enz.

Naast de keuze van het type poortsysteem is de keuze van de locatie voor het aanleveren van feeders aan het gietstuk van groot belang. Afhankelijk van de eigenschappen van de legering, het ontwerp van het gietstuk (algemene afmetingen, wanddikte), streven ze bij de levering van metaal naar een gerichte stolling of gelijktijdige, uniforme koeling van verschillende delen van het gietstuk.

Poortsystemen worden berekend. De berekening wordt beperkt tot het bepalen van het gebied van het kleinste deel van het poortsysteem (stijgbuis of feeder), gevolgd door het bepalen van de verhouding van de dwarsdoorsnede-oppervlakken van de resterende elementen van het systeem.

Het gebied van de kleinste sectie F ns zoeken op formule

, (1)

waar G is de massa metaal die door de minimale sectie is gegaan;

τ – vulduur, s: ;

γ is de dichtheid van het vloeibare metaal, g/cm 3 ;

μ - stroomsnelheidscoëfficiënt van het poortsysteem, rekening houdend met snelheidsverliezen, wrijvingswisselingen;

H p - ontwerpdruk, cm;δ - de overheersende wanddikte van het gietstuk, mm;

S - coëfficiënt afhankelijk van de wanddikte en gietconfiguratie: voor titanium- en magnesiumlegeringen en staal - 0,91 ... 1,7; aluminiumlegeringen - 1,7 ... 3,0.

Hoofd H p hangt af van de gietmethode, het type poortsysteem, de positie van het gietstuk in de mal en andere factoren. Voor het geval van metaallevering door het vormdeel, dat in de gieterijindustrie heel gebruikelijk is, H p kan worden berekend met behulp van de formule

, (2)

waar H 0 - de aanvankelijke maximale druk van het gegoten metaal;

R - de afstand van het hoogste punt van het gietstuk tot het niveau van de metaaltoevoer;

Met - hoogte van het gietstuk (volgens de positie bij het gieten van het metaal).

Bij het berekenen van de oppervlakten van poortkanalen worden de relaties gebruikt

Of 1:3:6

5. Gieten in schaal (korst, schaal) mallen

Het gieten van schaalvormen is het proces waarbij gietstukken worden verkregen door gesmolten metaal vrijelijk in schaalvormen van zandhars te gieten die zijn gemaakt door te vormen volgens een heet patroon.

Er zijn veel varianten van deze gietmethode, de meest voorkomende zijn als volgt.

Schaalvormen zijn gemaakt van een niet-bekleed zand-harsmengsel (kwartszand is de basis, 3 ... 8% fenol-formaldehydehars, 0,8% petroleumpolymeer) (Fig. 10, een ) of verguld (afb. 10, B ), waarvoor de fenol-formaldehydehars vooraf is opgelost in aceton of alcohol en vervolgens wordt gemengd met kwarts. Beklede mengsels bevatten hars in de vorm van een dunne film die het oppervlak van kwartskorrels bedekt (Fig. 10, B ). Schaalvormen gemaakt van bekleed mengsel hebben een hogere sterkte bij minimaal mengselverbruik. De hars heeft het vermogen om te smelten bij verhitting tot 160 ... 200 ° C, in een thermoplastische staat te gaan, wat helpt om een ​​duidelijke afdruk van het model te verkrijgen.

Bij verhitting tot 290...350°C gaat de hars over in een stabiele thermohardende (onomkeerbare) toestand.

Op afb. 11 toont een processtroomschema voor het maken van een schaalvorm. Op bunker 1 (afb. 17, een ), waarin het vormzand zich bevindt, wordt een metalen modelplaat Z met model 4 bevestigd, verwarmd tot 160 ... 200 ° C. Daarna kantelt de bunker,vormzand 2 bedekt de hete patroonplaat 3 en patroon 4 (Figuur 17, B ). De trechter draait dan 180°. De vormzandlaag blijft op model 4 (afb. 17, v ), en het typeplaatje 3 is gescheiden van de trechter 1 (afb. 17, G ) en in een elektrische oven geplaatst voor de uiteindelijke verharding van de schaal. Vervolgens wordt de voltooide halve mal van de patroonplaat 3 verwijderd (afb. 11, D ). Het technologische proces wordt herhaald om de tweede halve mal te verkrijgen. De twee aldus verkregen halve vormen zijn met haakjes met elkaar verbonden.

een b

Rijst. 10. Onbekleed ( een ) en gekleed ( B ) zand-hars mengsel

A B C D E

Rijst. 11. De volgorde van het verkrijgen van een gewone halve vorm

Vloeibaar metaal wordt in de vorm gegoten en afgekoeld tot kamertemperatuur. Na kristallisatie en afkoeling van het gietstuk brandt het bindmiddel van de gietvorm bijna volledig uit, waardoor het gietstuk gemakkelijker uit de vorm kan worden geslagen.

Bij ontvangst van grote gietstukken, vanwege het gevaar van metaaldoorbraak, tijdens het gieten, schaalvormeninterfereren met de kolf en in slaap vallen met gietijzeren schot.

De schaalvorm heeft een 10-30 keer grotere gasdoorlatendheid dan de zand-kleivorm. De ductiliteit van de schaalvorm wordt ook verhoogd, wat het optreden van interne spanningen in de gietstukken vermindert. Dergelijke mallen hebben minder afbrokkeling van de korst dan zand-kleivormen en het vrijkomen van zwak reducerende gassen op het moment van het gieten van metalen, wat de reinheid van het gietoppervlak verbetert en de hoeveelheid zandblokkades vermindert.

Gieten in schaalvormen maakt het mogelijk om de nauwkeurigheid van de geometrische afmetingen van gietstukken te vergroten, om de vergoedingen voor bewerking te halveren; het verbruik van vormmaterialen wordt 5-10 keer verminderd; de processen van mechanisatie en automatisering van de gietproductie worden vereenvoudigd.

Op deze manier worden gietstukken gemaakt met een massatot 25...30 kg, en soms tot 100...150 kg met gaten van 6 mm en een minimale wanddikte van 3...4 mm.

Shell casting wordt gebruikt om krukassen en nokkenassen, uitlaatkleppen, tandwielen, uitlaatpijpflenzen, cilinderblokvoeringen, cilinderblokcarter, geribbelde cilinders, beugels, rekken, deksels, enz.

De beperkende factoren bij het gieten in schaalvormen zijn:

1. Mallen zijn afneembaar, wat de nauwkeurigheid van de afmetingen van het gietstuk aanzienlijk beïnvloedt in richtingen loodrecht op de vlakken van de scheiding van de mallen.

Bij de vervaardiging van massieve gietstukken wordt een aanzienlijke vervorming van de vormen waargenomen.

6. Spuitgieten

Chill casting is het proces van het verkrijgen van gevormde gietstukken door gesmolten metaal vrijelijk in metalen mallen te gieten - chill mallen.

Spuitgieten wordt veel gebruikt in serie- en massaproductie van gietstukken voor een breed scala aan producten met een wanddikte van 3 ... 100 mm van koper, aluminium en magnesiumlegeringen, evenals van gietijzer en staal, waarvan de massa varieert sterk - van enkele grammen tot enkele tonnen; bijvoorbeeld grote bladen, koppen en blokken van interne verbrandingsmotoren, behuizingen van superchargers van reactoren, diffusors, enz.

Gieten in een mal zorgt voor een grotere nauwkeurigheid van geometrische afmetingen, vermindert de oppervlakteruwheid van gietstukken, vermindert bewerkingstoelagen, verbetert de mechanische eigenschappen van gietstukken in vergelijking met gietstukken verkregen in zand-kleivormen.

Het nadeel van spuitgieten zijn de hoge fabricagekosten en de hoge thermische geleidbaarheid van de mal, wat leidt tot een afname van de metalen vulling als gevolg van een snel verlies van vloeibaarheid.

De ontwerpen van mallen zijn zeer divers. De mal voor eenvoudig gieten bestaat uit twee delen, overeenkomend met de bovenste en onderste kolven bij het gieten in zand-kleivormen. Voor complexe gietstukken wordt de mal gemaakt van losneembare delen, die elk deel uitmaken van het gietstuk, terwijl het scheidingsoppervlak van de mal wordt bepaald door het ontwerp van het gietstuk; in dit geval wordt het scheidingsoppervlak van de mal bepaald door het ontwerp van het gietstuk. Bovendien beïnvloedt de dikte van de vormwanden de stollingssnelheid en daaropvolgende afkoeling van het gietstuk, en bijgevolg de vorming van de structuur van het gietstuk.

Om de inwendige holte van het gietstuk te verkrijgen, worden staven gebruikt: voor gietstukken van laagsmeltende legeringen - voornamelijk metaal, voor gietstukken van ijzer en staal - zand.

Het gas in de mal wordt uitgestoten via de ventilatie- en ventilatiekanalen die zich langs de malconnector bevinden. Om het gietstuk uit de mal te halen, zijn er uitstoters.

De spuitgiettechnologie heeft een aantal specifieke kenmerken vanwege het ontwerp van de metalen mal en de eisen aan het gegoten metaal.

Om een ​​hoogwaardig gietstuk te verkrijgen en de levensduur van de mal te verlengen, wordt deze bedekt met een vuurvaste voering of verf. De bedrijfstemperatuur van de mal is afhankelijk van de legering die wordt gegoten en ligt in het bereik van 150 - 300°C. Door een dikkere verflaag op afzonderlijke delen van de mal aan te brengen, kan een snelle warmteafvoer worden voorkomen aan het metaal-mal-grensvlak en dus in verschillende delen van het gietstuk.

Verven zijn vaak gemaakt van materialen die gas afgeven tijdens het gieten op het metaal-naar-vorm grensvlak; gas creëert een reducerende atmosfeer die het metaal beschermt tegen oxidatie. De meest gebruikte zinkoxide, talk, grafiet, aluminiumoxide.

Bij massa- en serieproductie worden speciale vormgietmachines met gemechaniseerde scheiding van afzonderlijke onderdelen gebruikt. In dit geval moet het gegoten metaal een goede vloeibaarheid en een lage krimp hebben.

7. Centrifugaal gieten

Het gebruik van centrifugale krachten om het metaal in de vormholte te vullen en te kristalliseren– onderscheidend kenmerk van centrifugaal gieten. Als gevolg van de rotatie van de mal worden centrifugale krachten gegenereerd.

Deze gietmethode wordt voornamelijk gebruikt voor de vervaardiging van holle gietstukken in de vorm van een omwentelingslichaam (buizen, bussen, ringen), van gietijzer, staal, non-ferro legeringen (koper, aluminium, titanium, enz.), gevormd gietstukken met kleinewanddikte, maar verhoogde dichtheid van het materiaal (turbinebladen, behuizingen, onderdelen van hydraulische apparatuur, enz.). Voor het verkrijgen van gietstukken wordt gebruik gemaakt van installaties met een horizontale en verticale rotatie-as van de mal. Onder invloed van centrifugale krachten wordt vloeibaar metaal 1 (fig. 12) tegen het binnenoppervlak van de roterende vorm 2 gedrukt, erdoor meegesleept en kristalliseert in deze toestand. Bij centrifugaalgieten is het mogelijk niet alleen een metalen mal te gebruiken, maar ook een schaalmal 1 (fig. 13), een zand-kleimal en een mal verkregen uit een investeringsmodel.

Rijst. 1 Schema van centrifugaal gieten

Centrifugaal gieten heeft een aantal voordelen ten opzichte van vast gieten:

1) gietstukken hebben een hoge materiaaldichtheid;

2) kosten voor het vervaardigen van staven voor het verkrijgen van een holte in cilindrische gietstukken zijn uitgesloten;

3) de vulbaarheid van vormen met metaal wordt verbeterd;

4) het is mogelijk om gietstukken te verkrijgen van legeringen met een lage vloeibaarheid.

Rijst. 13. Schema van centrifugaal gieten in een schaalvorm

De centrifugale gietmethode heeft de volgende nadelen:

1) verontreiniging van het vrije oppervlak van het gietstuk met niet-metalen insluitsels (lichter dan de gietlegering);

2) de aanwezigheid van defecten in het gietstuk in de vorm van chemische heterogeniteit in radiale richting als gevolg van segregatie van de legeringscomponenten in termen van dichtheid. Met een toename van de rotatiesnelheid neemt de scheiding van elementen in termen van dichtheden in het gedeelte van het gietstuk toe.

De rotatiesnelheid van de mal is een belangrijke parameter van de centrifugaalgiettechnologie. Bij een lage rotatiesnelheid is het binnenoppervlak niet glad en worden de gietstukken niet voldoende gereinigd van niet-metalen insluitsels. Bij een overschatte snelheid neemt de interne druk van het vloeibare metaal sterk toe, wat leidt tot de vorming van scheuren en de segregatie van de legeringscomponenten in termen van dichtheidstoename. De optimale rotatiesnelheid voor elk gietstuk wordt bepaald door empirische formules of nomogrammen.

8. Investeringen gieten

Investeringen casting is een proces productie van gietstukken in eenmalige vuurvaste mallen uit één stuk gemaakt met behulp van modellen van laagsmeltende, brandbare of oplosbare samenstellingen. Zowel schaal (keramiek) als monolithische (gips) vormen worden gebruikt. In dit geval wordt de werkholte van de mal gevormd door het model te smelten, op te lossen of uit te branden.

Modelsamenstellingen die bij investeringsgieten worden gebruikt, moeten minimale waarden voor krimp en thermische uitzettingscoëfficiënt hebben, een hoge vloeibaarheid hebben in een viskeuze-plastische toestand, goed bevochtigd zijn door een op het model aangebrachte keramische of gipssuspensie, maar er geen chemische interactie mee hebben, een verwekingstemperatuur hebben van meer dan 40°C.

De productie van modellen wordt uitgevoerd door de modelsamenstelling in een pasteuze (verwarmde) toestand in speciale vormen 1 te gieten of te persen (Fig. 14). In het bijzonder omvat de injectiemethode voor het produceren van polystyreenschuimmodellen op speciale spuitgietmachines het plastificeren door het verwarmen (100 - 220 ° C) van polystyreenkorrels, het injecteren in een mal, gevolgd door schuimen en afkoelen van het model. Voor de productie van mallen worden zowel metalen (staal, aluminium en lood-antimoon legeringen) als niet-metalen (gips, epoxyharsen, formoplast, vixint, rubber, hardhout) materialen gebruikt. Matrijzen die worden gebruikt om modellen te verkrijgen, moeten ze voorzien van hoge parameters van maatnauwkeurigheid en oppervlaktekwaliteit, gemakkelijk te vervaardigen en te bedienen zijn en ook een levensduur hebben die overeenkomt met het niveau van serieproductie. Dus, in enkelvoudige, kleinschalige en serieproductie, worden voornamelijk gegoten metaal, gips, cement, plastic, hout, evenals mallen verkregen door metallisatiemethoden, vervaardigd door mechanische verwerking, gebruikt.

Rijst. 14. Investeringsafgietsel: 1 - mal; 2 - model; 3 - model poortblok; 4 - ophanging; 5 - gefluïdiseerd bed van korrelig vuurvast materiaal; 6 - persluchttoevoer; 7 - smelten van de modelmassa (of heet water); 8 – keramische schelpvorm; 9 – ondersteunend vulmiddel (kwartszand); 10 - oven; 11 - emmer

Bij de vervaardiging van gipsvormen wordt het standaardmodel (standaardmodel), gemaakt van elk structureel materiaal, gegoten met een waterige suspensie van hoogwaardige gipsklassen 350 en hoger. Dergelijke mallen zijn bestand tegen de productie van maximaal 50 modellen, maar bieden deze laatste geen hoge mate van maatnauwkeurigheid en oppervlaktekwaliteit.

Voor de vervaardiging van mallen worden ook de methoden van elektroformeren, metalliseren en spuiten gebruikt. Op een referentiemodel van een gepolijste legering op basis van aluminium of zink wordt dus een galvanische coating aangebracht. Bij het vormen van plasmacoatings op basis van metaalpoeders worden metaallegeringen, grafiet of gips gebruikt als materiaal van het referentiemodel. Het persen van modelcomposities gebeurt op persen (pneumatisch, hefboom, etc.) of handmatig. Montage van modelblokken wordt uitgevoerd door kleine modellen 2 te combineren tot blokken 3(Fig. 14, b ) met een enkelvoudig poortsysteem, wat de maakbaarheid, productiviteit en efficiëntie van het gietproces verhoogt. Het assembleren van modellen tot modelblokken (d.w.z. het verbinden van gietmodellen met een stijgmodel) wordt op verschillende manieren uitgevoerd: a) door solderen met een verwarmd gereedschap (soldeerbout, mes) of vloeibare modelsamenstelling; b) aansluiting van modellen in de mal met gelijktijdig gieten van het model van het lantaarnsysteem; c) modellen verbinden in blokken op een metalen verhoging (frame) met behulp van mechanische bevestiging (klem); d) verlijmen van gietmodellen en poortsysteem.

De verloren was-gietmethode heeft brede toepassing gevonden in de industrie (vooral in de vliegtuigindustrie) vanwege het gebruik van keramische schaalvormen uit één stuk. met een reeks noodzakelijke prestatie-eigenschappen (gasdoorlaatbaarheid, hittebestendigheid, stijfheid, gladheid van het oppervlak, maatnauwkeurigheid, gebrek aan gasontwikkeling, hoge bedrijfstemperatuur, enz.).

Typisch bestaat een keramische schaal uit 3-8 opeenvolgende aangebrachte lagen (in principe kan het aantal lagen oplopen tot 20 of meer), wat resulteert in een totale wanddikte van de mal van 2 tot 5 mm. In sommige gevallen zijn ook kleinere wanddiktes (0,5-1,5 mm) van de keramische schaal toegestaan. De ophanglagen 4 worden aangebracht door er een modelblok in te dompelen (afb. 20, B ). Nadat overtollige suspensie uit de modellen is afgevoerd, worden ze besprenkeld met vuurvast materiaal (bijvoorbeeld kwartszand, vuurvaste kruimels, elektrokorund met een korrelgrootte voor verschillende lagen in het bereik van 0,1 - 1,5 mm) in een gefluïdiseerde laag 5 (Fig. 14 , G ) en gedroogd. In dit geval wordt elke laag van de schaal gedroogd totdat het gehalte aan vloeibare fase daarin niet meer dan 20% is.

De voordelen van deze gietmethode zijn: de mogelijkheid om gietstukken met een complexe configuratie te verkrijgen; gebruik van bijna alle legeringen; hoge oppervlaktekwaliteit en maatnauwkeurigheid van gietstukken; minimale vergoedingen voor machinale bewerking; biedt een hoogwaardige evenwichts-, kolom- en eenkristalstructuur met hoogwaardige prestatie-eigenschappen.

De nadelen van de gietmethode zijn onder meer: ​​​​multi-operatie, bewerkelijkheid en duur van het proces, de verscheidenheid aan materialen die worden gebruikt om de mal te maken.

Investeringsgieten wordt gebruikt om complexe hoogwaardige gietstukken te produceren, bijvoorbeeld turbinebladen van hittebestendige legeringen, permanente magneten met een bepaalde kristallografische oriëntatie van de structuur, kunstproducten, enz.

9. Spuitgiet- en knijpmethode:

Spuitgieten is een methode voor het produceren van gevormde gietstukken in metalen mallen, waarbij de mal geforceerd wordt gevuld met metaal onder een druk die de atmosferische druk overschrijdt. Gegoten onder druk zorgt voor een hoge nauwkeurigheid van geometrische afmetingen en lage oppervlakteruwheid, vermindert de hoeveelheid machinale bewerking van gietstukken aanzienlijk en elimineert deze in sommige gevallen volledig, biedt hoge mechanische eigenschappen van gietstukken en maakt het mogelijk gietstukken te verkrijgen met complexe configuraties met een kleine wand diktes.

Deze methode produceert gietstukken van aluminium, magnesium, zink en koperlegeringen met een wanddikte van 0,7 tot 6,0 mm, met een gewicht van enkele grammen tot 50 kg. Het wordt gebruikt voor de vervaardiging van onderdelen voor elektronische rekenmachines, optische instrumenten, cilinderblokken, remschijven, enz.

Bij spuitgieten hebben metalen mallen een complexer ontwerp en worden ze nauwkeuriger en zorgvuldiger gemaakt dan bij koudgieten. Spuitgietmatrijzen zijn gemaakt van staal met stalen staven. Het gebruik van zandkernen is uitgesloten, aangezien een metalen straal onder druk de zandkern kan eroderen.

Om druk te creëren bij het vullen van de vorm van metalen, worden speciale zeer complexe machines gebruikt. Er zijn machines van compressoractie en zuiger. De druk op het metaal in verschillende machineontwerpen varieert sterk (van 60 tot 2000 Pa).

Knijpgietwerk wordt gebruikt om dunwandige, grootformaat paneelgietstukken te verkrijgen met afmetingen tot 1000-2500 mm met een wanddikte van 2,5 ... 5 mm. De werkwijze maakt het ook mogelijk gietstukken van het type dunwandige cilindrische schalen te vervaardigen. De nauwkeurigheid van gietstukken benadert de nauwkeurigheid van gietstukken die zijn verkregen door vrij gieten in metalen mallen, en daaraan toegeven vanwege de onnauwkeurigheid van het verbinden van halve mallen. Kenmerkend voor gieten door knijpen is de afwezigheid van een poortsysteem en de mogelijkheid om metaal bij lagere temperaturen te gieten (in een gesuspendeerde toestand, d.w.z. in de beginfase van kristallisatie).

10. Gieteigenschappen van legeringen

Niet alle bekende legeringen zijn even geschikt voor gietwerk. Van sommige legeringen (tinbrons, silumin, grijs gietijzer, enz.) is het mogelijk om gegoten gietstukken van een bepaalde configuratie met de overeenkomstige eigenschappen te verkrijgen door middel van elke gietmethode, van andere legeringen (titaan, gelegeerd staal) is de productie van gietstukken gepaard gaan met grote technologische moeilijkheden (vacuümbescherming is vereist, hoge druk, enz.).

De mogelijkheden en moeilijkheden om gietstukken van hoge kwaliteit te verkrijgen uit metalen en legeringen worden in hoge mate bepaald door hun gieteigenschappen. Gieteigenschappen - eigenschappen die kenmerkend zijn voor het gedrag van metalen en legeringen bij de vervaardiging van gietstukken daaruit.

Gieteigenschappen zijn dus dergelijke technologische eigenschappen van metalen en legeringen die direct en rechtstreeks van invloed zijn op de productie van hoogwaardige gietstukken van een bepaald ontwerp met de nodige prestatie-indicatoren: nauwkeurigheid en oppervlakteafwerking.

De gieteigenschappen van legeringen moeten noodzakelijkerwijs in aanmerking worden genomen bij de specifieke ontwikkeling van een giettechnologie, evenals bij het maken en ontwerpen van gietconstructies. De betrouwbaarheid en duurzaamheid van producten worden grotendeels bepaald door de gieteigenschappen van de legering die voor de vervaardiging ervan wordt gebruikt.

Het bereik van de gieteigenschappen, afhankelijk van het productieniveau van gietlegeringen en de algemene ontwikkeling van de technologie, kan in de loop van de tijd veranderen. Momenteel bestaat de nomenclatuur van gieteigenschappen uit de volgende indicatoren: vloeibaarheid; krimp; neiging om gassen te absorberen en gasinsluitingen te vormen; neiging om niet-metalen insluitsels te vormen; structurele kenmerken tijdens primaire en secundaire kristallisatie van macro- en microstructuur; scheurweerstand; vorming van gieterijspanningen; neiging tot liquidatie; activiteit van interactie van legeringen met het medium en de gietvorm.

Onder vloeibaarheid wordt verstaan ​​het vermogen van metalen en legeringen in vloeibare toestand om mallen te vullen waarin een gietstuk wordt gevormd.

Een goede vloeibaarheid is niet alleen nodig om de vorm van de mal in het gietstuk te reproduceren, maar ook om het terugtrekken van krimpholten buiten het gietstuk te verbeteren, om het risico op alle soorten porositeit en scheuren te verminderen. Het vullen van een gietvorm met vloeibaar metaal is een complex fysisch, chemisch en hydromechanisch proces.

De vloeibaarheid hangt af van de aard van de beweging van de legering, en bij turbulente beweging zal deze minder zijn dan bij laminair. Het verlies van het vermogen van de smelt tot laminaire beweging, ceteris paribus, hangt af van het Reynoldsgetal Met betrekking tot : hoe lager de waarde van het Reynoldsgetal voor een gietlegering, hoe gemakkelijker het is om van laminaire naar turbulente beweging over te gaan. Nummer Met betrekking tot voor staal, tweemaal het aantal Met betrekking tot voor gietijzer. Hieruit volgt dat staal gemakkelijker van laminaire naar turbulente beweging kan gaan dan gietijzer.

De vloeibaarheid is afhankelijk van de positie van de legering op het fasediagram. Zuivere metalen en glories van eutectische samenstelling hebben de hoogste vloeibaarheid (Fig. 21); de kleinste - legeringen die vaste oplossingen vormen. Dit komt door het feit dat tijdens het stollen van zuivere metalen en eutectische legeringen kristallen met een constante samenstelling worden gevormd, die vanaf het oppervlak van het gietstuk in een continu front groeien, en de vloeibare smelt heeft het vermogen om vrij in het gietstuk te bewegen . In legeringen van het type vaste oplossing vindt kristallisatie plaats met de vorming van snorharen, die ver in het volume van het gietstuk doordringen in de vorm van dunne vertakte dendrieten, wat leidt tot een sterke afname van de vloeibaarheid. De vloeibaarheid hangt in grote mate af van het kristallisatiebereik van de legering.

Rijst. 15. Staatsdiagrammen ( een ) en vloeibaarheid ( B ) systeem legeringen Rv - Sn

De vloeibaarheid is een functie van een groot aantal variabelen en de analytische bepaling ervan is erg moeilijk, daarom worden in de praktijk technologische monsters gebruikt om de vloeibaarheid vast te stellen. Testresultaten worden meestal uitgezet in termen van vloeibaarheid - giettemperatuur of vloeibaarheid - chemische samenstelling, enz. De resulterende curven worden gebruikt bij het kiezen van de giettemperatuur of de samenstelling van de gietlegering.

Krimp - de eigenschap van metalen en legeringen om de lineaire afmetingen en het volume van het gietstuk tijdens het afkoelen te verminderen. Wanneer het gietstuk wordt afgekoeld, beginnen de lineaire afmetingen te veranderen vanaf het moment dat zich een sterke harde korst op het oppervlak vormt.

In de gieterij wordt de krimp van gietstukken, alleen geassocieerd met de eigenschappen van legeringen, gewoonlijk vrije krimp genoemd. Als krimp niet alleen wordt bepaald door de fysieke eigenschappen van de legering, maar ook door de grootte en het ontwerp van de mal, dan wordt een dergelijke krimp moeilijk genoemd.

In tafel. Tabel 1 geeft richtwaarden voor vrije en moeilijke lineaire krimp voor de meest voorkomende legeringen. De krimp van legeringen verandert door veranderingen in hun samenstelling.

tafel 1

Vrije en gehinderde lineaire krimp van gietlegeringen

Legering	Lineaire krimp, %
		vrij	moeilijk
Grijs gietijzer	1,1…1,3	0,6…1,2
Wit gietijzer	1,8…2,0	1,5…2,0
Koolstofstaal	2,0…2,4	1,5…2,0
Speciaal staal	2,5…3,0	2,0…2,5
Messing	1,5…1,9	1,3…1,6
Tin brons	1,2…1,4	0,9…1,0
Tinloze bronzen	1,6…2,2	1,1…1,8
magnesiumlegeringen	1,3…1,9	1,0…1,6

Krimp is een van de belangrijkste gieteigenschappen van legeringen, omdat het wordt geassocieerd met de belangrijkste technologische problemen bij het verkrijgen van hoogwaardige gietstukken. Krimp kan spanningen in het metaal veroorzaken, vervorming van de gietstukken en, in sommige gevallen, de vorming van scheuren daarin. De redenen voor de spanningstoestand van het gietmateriaal kunnen zijn: schimmelbestendigheid, metaalkrimp en niet-gelijktijdige koeling van verschillende delen van het gietstuk, een verkeerd gekozen gietmethode. Wanneer verschillende delen van het gietstuk met verschillende snelheden worden gekoeld, verloopt de krimp van deze delen van het metaal anders, waardoor gietspanningen ontstaan.

Om dichte gietstukken te verkrijgen van legeringen met hoge krimp, wordt winst gemaakt in de ontwikkeling van poortsystemen. De winst wordt zodanig in het bovenste deel van het gietstuk geïnstalleerd dat, door de versnelde afkoeling van de bodem en de neiging van het vloeibare metaal om naar lagere niveaus te gaan, alle krimpholten binnen de winst zouden zijn, wat dan gescheiden van het gieten.

Bij het kiezen van een metaal voor gegoten onderdelen moet de ontwerper:bewust van zijn vloeibaarheid, castingkrimp, de technologie om dit gietstuk te verkrijgen en de invloed ervan op de sterkte-eigenschappen van de ontwikkelde eenheid.

Literatuur

1. Technologie van structurele materialen: Proc. handleiding voor universiteiten in de specialiteit "Complexe automatisering van de werktuigbouwkunde" / A.M. Dalsky, VS Gavrilyuk, L.N. Bucharkin en anderen; Onder totaal red. BEN. Dalski. – M.: Mashinostroenie, 1990. – 352 d.

2. Technologie van structurele materialen: leerboek. voor universiteiten / A.M. Dalsky, IA Arutyunova, T.M. Barsukova en anderen; Onder totaal red. A.M. Dalsky. - M.: Mashinostroenie, 1985. - 448 d.

3. Technologie van metalen en andere structurele materialen. / MA Baranovsky, E.I. Verbitsky, A.M. Dmitrovich en anderen, onder de generaal. Ed. BEN. Dmitrovitsj. - Minsk: Vyshesysh. school, 1973. - 528 p.

4. Technologie van metalen en lassen: Leerboek voor universiteiten / P.I. Polukhin, B.G. Grinberg, V.T. Zhdan en anderen; Onder totaal red. PI. Polukhin. - M.: Mashinostroenie, 1984. - 464 d.

5. Chelnokov N.M., Vlasevnina L.K., Adamovich N.A. Technologie van hete verwerking van materialen: een leerboek voor studenten van technische scholen. - M.: Hoger. school, 981. - 296s.

6. Semenov EI, Kondratenko V.G., Lyapunov NI. Technologie en apparatuur smeden en smeden: leerboek. toelage voor technische scholen. - M.: Mashinostroenie, 1978. - 311 d.

7. Technologie en uitrusting van weerstandslassen: leerboek voor technische universiteiten /B.D. Orlov, AA Chakalev, Yu.V. Dmitriev en anderen; Onder totaal red. BD Orlov. – M.: Mashinostroenie, 1986. – 352 p.

8. Poletaev Yu.V., Prokopenko V.V. Thermisch snijden van metalen: Proc. toelage / Volgodonsk Instituut (filiaal) SRSTU. - Novocherkassk: YuRGTU, 2003. - 172 p.

9. Technologie van verwerking van structurele materialen: Proc. voor machinebouw specialist. universiteiten / P.G. Petruha, AI Markov, PD Ploegloze en anderen; door rood. PG Petrocha. – M.: Vigsh. school, 1991. - 512 p.

10. Metaalsnijmachines: Proc. toelage voor universiteiten. NS. Kolev, L.V. Krasnichenko, NS Nikulin en anderen - M.: Mashinostroenie, 1980. - 500 p.

11. Werktuigmachines voor geautomatiseerde productie. T. 2. / Vert. V.N. Bushueva. - M.: Uitgeverij "Stankin", 1994. - 656 p.

12. Fysische en technologische grondslagen van verwerkingsmethoden / Ed. AP Babichev. - Rostov - op - Don: Uitgeverij "Phoenix", 2006. - 409 p.

13. Butenko V.I. Technologie van mechanische bewerking van metalen en legeringen: leerboek. - Taganrog: Uitgeverij van TRTU, 2003. - 102 p.

14. Kulinsky AD, Butenko V.I. Nabewerking en uitharding van machineonderdelen: Leerboek. - Taganrog: Uitgeverij van TRTU, 2006. - 104 p.

15. Dyudin B.V., Dyudin V.B. Elektrofysische en elektrochemische methoden van materiaalverwerking in instrumentatie: leerboek. - Taganrog: Uitgeverij van TRTU, 1998. - 82 p.

16. Berela A.I., Egorov S.N. Technologie, machines en uitrusting van de machinebouwproductie: leerboek. - Novocherkassk: Uitgeverij van SRSTU (NPI), 2005. - 184 p.

17. Evstratova N.N., Kompaneets V.T., Sakharnikova V.A. Technologie van structurele materialen: leerboek. - Novocherkassk: Uitgeverij van SRSTU (NPI), 2007. - 350 p.

18. Titov ND, Stepanov Yu.A. Gieterij technologie. - M.: Mashinostroenie, 1974. - 672 d.

19. Butenko V.I., Zakharchenko A.D., Shapovalov R.G. Technologische processen en apparatuur: leerboek. - Taganrog: Uitgeverij van TRTU, 2005. - 132 p.

20. Popov M.E., Kravchenko L.A., Klimenko A.A. Technologie blanking en stempelproductie in de vliegtuigindustrie: leerboek. - Rostov - op - Don: DSTU Publishing Center, 2005. - 83 p.

21. Flek MB, Shevtsov SN, Rodriguez SB, Sibirsky VV, Aksenov V.N. Ontwikkeling van technologische processen voor de vervaardiging van vliegtuigonderdelen: leerboek. - Rostov - op - Don: DSTU Publishing Center, 2005. - 179 p.

22. Dalsky A.M., Suslov A.G., Kosilova A.G. e.a. Handboek van technoloog-machinebouwer. T. 1 - M .: Mashinostroenie, 2000. - 941 d.

23. Slyusar BN, Shevtsov SN, Rubtsov Yu.B. Inleiding tot luchtvaarttechniek en technologie: hoorcollegetekst. - Rostov - op - Don: DSTU Publishing Center, 2005. - 149 p.

24. Butenko V.I., Durov D.S. Verbetering van de verwerking van luchtvaartmaterialen. - Taganrog: Uitgeverij van TRTU, 2004. - 127 p.

25. Vul'f A.M. Metaal snijden. - L.: Mashinostroenie, 1975. - 496 d.

26. Butenko V.I. Defectvrij slijpen van oppervlakken van machineonderdelen (bibliotheek van technologen). - Taganrog: Uitgeverij van TTI SFU, 2007. - 60 p.

27. Butenko V.I. Structuur en eigenschappen van materialen onder extreme bedrijfsomstandigheden. - Taganrog: Uitgeverij van het Technologisch Instituut van de Zuidelijke Federale Universiteit, 2007. - 264 p.

Test

gieterij technologie

1. Algemene kenmerken van de gieterij

legering gietdetail technisch:

Gieterij - een tak van techniek die gevormde vormstukken of onderdelen (gietstukken) produceert door vloeibaar metaal in een mal te gieten waarvan de holte de configuratie en afmetingen heeft van het gietstuk. Bij afkoeling stolt het metaal en behoudt het een bepaalde configuratie.

Gieten is een belangrijke en kosteneffectieve productiemethode. In veel gevallen is gieten de enige manier om de gewenste onderdelen te produceren.

Dit is vooral duidelijk in gevallen waar het nodig is om onderdelen van grote afmetingen en gewichten te vervaardigen, evenals in complexe configuraties. Bovendien worden legeringen met een lage ductiliteit, zoals gietijzer, die niet door druk kunnen worden bewerkt, met succes gebruikt voor de productie van gevormde gietstukken.

Gieten produceert producten met een gewicht van enkele grammen tot 300 ton, enkele centimeters lang, met wanden van 0,5 ... 500 mm dik (cilinderblokken, zuigers, krukassen, versnellingsbakhuizen en deksels, tandwielen, machinebedden en walserijen, enz.).

Verdere verbetering van gieterijtechnologie, mechanisering en automatisering van alle processen, ontwikkeling en introductie van vooruitstrevende methoden vermindert de bewerking van gietstukken, verlaagt de kosten en vergroot de omvang van de gieterijproductie in de industrie.

Voor het vervaardigen van gietstukken worden veel gietmethodes gebruikt: in zandvormen, in schaalvormen, volgens gesmolten patronen, in een koelvorm, onder druk, centrifugaalgieten, enz.

Alle methoden van vormgieten, behalve zandgieten, worden speciaal genoemd. De reikwijdte van deze of gene gietmethode wordt bepaald door het productievolume, de vereisten voor geometrische nauwkeurigheid en ruwheid van gietstukken, economische haalbaarheid en andere factoren.

2. Productie van gietstukken in een zand-kleivorm

Het proces begint met het ontwikkelen van een giettekening en het maken van werktekeningen van een modelset.

Tot 80% van het totale aantal (in gewicht) gietstukken wordt geproduceerd door gieten in zand-kleivormen.

Zand-kleivormen worden enkel genoemd, d.w.z. ze worden maar één keer gebruikt; nadat er metaal in is gegoten en afgekoeld, worden de vormen vernietigd en worden de gietstukken verwijderd. Zandkleivormen worden gemaakt van vormzand in kolven of aarde met behulp van modellen en andere modelkolfapparatuur.

De set van modelkolfuitrusting omvat modellen, podmodelnye (podpodochny) en droogplaten, kerndozen, kolven, apparaten voor het regelen van vormen en kernen, modellen van elementen van het poortsysteem.

Via modellen in de mal ontvangen een afdruk van de buitenste configuratie van het gietstuk. Ze zijn uit één stuk, afneembaar, met afneembare onderdelen. Bij serie- en massaproductie worden voornamelijk metalen (minder vaak plastic) modellen gebruikt, en bij individuele en kleinschalige productie houten (van grenen, elzen, linden, beuken, etc.) modellen. Bij het maken van modellen wordt rekening gehouden met de bewerkings- en gietkrimp van het metaal. Dit betekent dat ze groter zijn dan het gietstuk of het afgewerkte onderdeel. Voor een betere extractie van het model uit de zandvorm hebben de zijwanden bovendien vormhellingen.

Kerndozen ontworpen voor de vervaardiging van zandkernen. Bij individuele en kleinschalige productie worden houten kerndozen gebruikt en in serie- en massaproductie - metaal, minder vaak - plastic. Afhankelijk van de grootte en vorm van de staven kunnen de dozen stevig, afneembaar en met afneembare onderdelen zijn. Net als de modellen zijn ze gemaakt rekening houdend met gietkrimp en bewerkingstoelagen. Kernel - een element van de mal voor het vormen van een gat, holte of andere complexe contour in het gietstuk.

Nep platen, van hout of metaal, worden gebruikt om modellen en vormkasten op te installeren tijdens het gieten.

kolf - een inrichting voor het vasthouden van het vormzand bij het vervaardigen van een gietvorm.

Om gesmolten metaal aan de holte van de mal te leveren, vult u het en voert u het gietstuk tijdens het stollen. spruw systeem . Typisch bestaat het poortsysteem uit een gatingkom (trechter), een stijgbuis, een slakkenvanger en een feeder.

Vormmaterialen is een combinatie van natuurlijke en kunstmatige materialen die worden gebruikt voor de voorbereiding van vorm- en kernzand. Als uitgangsmateriaal worden vormkwartszand en gietklei gebruikt.

vormzand - is een uit meerdere componenten bestaand mengsel van vormmaterialen, overeenkomend met de voorwaarden van het technologische proces voor het vervaardigen van matrijzen. Afhankelijk van de aard van het gebruik, zijn vormzanden verdeeld in bekleding, vulling en uniform.

Geconfronteerd met mengsels gebruikt bij handmatig gieten om het werkoppervlak van de mal te vormen, die in contact staat met vloeibaar metaal, de laagdikte is 15 ... 20 mm. Ze hebben de beste fysische en mechanische eigenschappen en worden bereid uit vers zand en klei met toevoeging van antiaanbakmaterialen. .

vulmiddel mengsel val in slaap bovenop de facing en vul de rest van de mal. Dit mengsel wordt bereid uit een gerecycled mengsel dat is verwerkt na het uitkloppen van de kolven met toevoeging van 5 ... 10% vers zand en klei.

Enkele mengsels gebruikt in massaproductie tijdens machinaal gieten om het volledige volume van de mal te vullen. Het is bereid uit een gerecycled mengsel met toevoeging van maximaal 50% vers zand en klei.

Afhankelijk van de toestand van de mal voordat het metaal wordt gegoten, worden mengsels voor de vervaardiging van mallen onderscheiden: rauw, gedroogd, droog, chemisch uithardend en zelfhardend.

Het technologische proces van het bereiden van vormzand bestaat uit het mengen van de samenstellende componenten van het mengsel met de daaropvolgende rijping en loslating. De voorbereiding van grondstoffen en de voorbereiding van vormzanden wordt uitgevoerd in de zandvoorbereidingsafdelingen van gieterijen.

Het voorbereide vormzand moet de volgende basiseigenschappen hebben: voldoende sterkte (om destructieve krachten tijdens de fabricage en het transport van vormen te weerstaan, evenals de effecten van vloeibaar metaal tijdens het gieten), goede gasdoorlatendheid (om gassen door te laten na het gieten van het metaal in de mal), lage gasproductie (geen gassen vrijgeven bij contact met vloeibaar metaal), taaiheid (het kan goed worden gegoten en geeft een duidelijke afdruk van het model), buigzaamheid (voorkomt niet dat het metaal krimpt wanneer het gietstuk stolt) , brandwerendheid (wordt niet zacht of smelt niet onder invloed van de hoge temperatuur van het vloeibare metaal dat in de mal wordt gegoten), knock-out (gemakkelijk in te klappen en uit de kolven te breken).

Handvormtechnologie

Handmatig gieten wordt veel gebruikt bij de vervaardiging van kleine en middelgrote gietstukken in individuele en kleinschalige productie, evenals bij de vervaardiging van grote gietstukken (machinebedden, walserijen, enz.) met een gewicht tot 200 ton of meer. In de praktijk worden verschillende methoden van handmatig gieten gebruikt.

Vorming in gepaarde kolven volgens een gesplitst model de meest voorkomende.

Een gietmal bestaande uit twee halve mallen wordt gemaakt volgens een afneembaar model in de volgende volgorde: de onderste helft van het model wordt op de patroonplaat geplaatst en de onderste kolf wordt geplaatst. Het model wordt bestrooid met stof, vervolgens bedekt met vormzand en verdicht. Het overtollige mengsel wordt met een liniaal verwijderd en met een blazer worden gaatjes in het vormzand geprikt om de ventilatie van de mal te verbeteren. De voltooide halve mal wordt 180 gedraaid, de bovenste helft van het model, het model van de slakkenvanger, stijgbuis en ventilatieopeningen worden geïnstalleerd. De bovenste kolf wordt langs de centreerpennen geplaatst, gevuld met vormzand en verdicht. Na het uitpakken van de modellen van de riser en risers wordt de mal geopend. Modellen worden uit de halve mal gehaald, een stang wordt in de onderste halve mal geplaatst, de onderste halve mal wordt afgedekt met de bovenste en ze worden vastgemaakt of geladen. De mal is klaar om te gieten met vloeibaar metaal.

Vormen volgens sjablonen gebruikt in enkelvoudige productie om gietstukken te verkrijgen met de configuratie van omwentelingslichamen.

Vormen in caissons gebruikt bij de vervaardiging van grote gietstukken met een gewicht tot 200 ton of meer.

Productietechnologie van gietvormen en kernen op auto's en machines

Machinaal gieten heeft belangrijke voordelen ten opzichte van handmatig gieten: de productiviteit neemt sterk toe, de arbeidsomstandigheden voor de arbeiders verbeteren, de kwaliteit van het gietstuk neemt toe, de uitval en de gietkosten nemen af. Dit type gieten wordt voornamelijk gebruikt in massa- en batchproductie bij de vervaardiging van kleine en middelgrote gietstukken. Arbeidsintensieve processen als zandverdichting, malrotatie en ontvormen van patronen worden gemechaniseerd.

Voor de vervaardiging van zand-kleivormen op machines is het noodzakelijk om speciale apparatuur voor modelkolven te hebben:

Universele metalen modelplaten, waardoor de installatie en demontage van modellen kan worden versneld;

Precies gemaakte metalen modellen;

Metalen verwisselbare kolven.

Vormmachines worden geclassificeerd volgens de volgende criteria:

Volgens de methode om het mengsel in de kolf te verdichten (persen, schudden en zandwerpers);

Volgens de methode van het uit de mal halen van het model (met pinverwijdering, met het model naar beneden trekkend, met een draaiplateau en een wisseltafel).

De technologie voor het maken van mallen op machines is als volgt: een model met een op de machinetafel bevestigd patroonplaat wordt met perslucht geblazen en besproeid met kerosine zodat het vormzand niet blijft plakken. Vervolgens wordt de onderste kolf op de plaat geplaatst en gevuld met vormzand uit de trechter die zich boven de machine bevindt. Het mengsel in de kolf wordt verdicht, waarna het overtollige mengsel gelijk met de rand van de kolf wordt afgesneden. Vervolgens wordt op de resulterende halve mal een palletschild geplaatst en wordt de halve mal 180 0 gedraaid en door het modelplaatje op te tillen of de kolf te laten zakken (afhankelijk van het ontwerp van de machine), wordt het model verwijderd.

Bij het vormen van de bovenste helft van de mal worden een bovenste kolf en een stijgbuismodel op de ondermodelplaat geplaatst met de bovenste helft van het model, en alle gietbewerkingen worden op dezelfde manier uitgevoerd als in het geval van de onderste helft van het model. gietvorm. Na het verwijderen van de modellen wordt de afgewerkte bovenmal uit de machine verwijderd en overgebracht naar de montage.

Op de montageplaats wordt een staaf in de onderste halve mal geplaatst en met perslucht geblazen. Plaats vervolgens op de onderste halve mal, langs de bevestigingsstangen, de bovenste halve mal en beide helften worden vastgemaakt met nietjes of er wordt een lading geplaatst om te voorkomen dat de bovenste kolf omhoog komt tijdens het gieten met metaal.

schudmachines voornamelijk gebruikt voor de vervaardiging van vormen in hoge kolven. De verdichting van het mengsel vindt plaats door het schudden dat optreedt wanneer de machinetafel met de plaat erop en de kolf tegen het machinebed wordt geraakt. De machinetafel stijgt onder invloed van perslucht die de machinecilinder binnenkomt tot een hoogte van 30 ... 100 mm en valt dan onder invloed van de zwaartekracht en raakt het frame. Hierdoor wordt het mengsel dikker. De verdichting is afhankelijk van de slagkracht en het aantal slagen (meestal 30 ... 50 per minuut). Op machines van dit type is het mogelijk om zand-kleivormen te produceren met een gewicht van 100 kg tot 40 ton, terwijl de productiviteit van de machines tot 15 grote vormen per uur kan bedragen.

Op schudmachines vindt de verdichting van het vormzand in de kolf ongelijkmatig plaats: de onderste lagen zijn dichter, de bovenste minder. Om deze tekortkoming te verhelpen, worden schudmachines gebruikt met extra persen van de bovenste lagen van de mal. In dit geval is de dichtheidsverdeling van het mengsel gelijkmatiger.

druk op vormmachines worden gebruikt in twee soorten (boven- en onderpersen) en worden aangedreven door perslucht. Deze machines zijn productiever in vergelijking met schudmachines, omdat: verdichting van het mengsel duurt slechts enkele seconden.

Het werkingsprincipe van de toppersmachine is als volgt. Een kolf met een verwijderbaar vulframe wordt op een modelplaat geplaatst met een model vast op de machinetafel. De kolf en het vulframe worden vanuit de bunker gevuld met vormzand en boven de kolf is een draaitraverse met persblok geplaatst. Wanneer de tafel omhoog staat, wordt de vorm door een traverse tegen de plaat gedrukt. Het mengsel wordt verdicht met een blok, dat, nadat het in het frame is gekomen, het mengsel eruit perst en het in de kolf comprimeert. Vervolgens wordt de tafel met de gevormde kolf neergelaten en wordt de traverse met het blok opzij gezet. De voltooide mal wordt verwijderd en de volgende kolf wordt op de machinetafel geplaatst. Bij machines met bodempersing wordt de rol van het vulframe vervuld door een uitsparing in de vaste tafel. Het nadeel van vormpersmachines is de ongelijkmatige verdichting van het vormzand langs de hoogte van de kolf. Met bovenste persing zijn de bovenste lagen van het mengsel in de kolf dichter en met lagere persing worden de onderste lagen naast het model verkregen. Persmachines worden gebruikt voor het vormen in kolven met een kleine hoogte (200 ... 250 mm).

Voor het vervaardigen van grote mallen, stationair of mobiel zandwerpers . De verdichting van het mengsel in de kolf is redelijk goed en gelijkmatig van hoogte. De zandwerper werkt als volgt: het vormzand wordt via een transportband in de kop van de zandwerper gevoerd, waar het wordt opgepakt door een mes dat op een roterende schijf is gemonteerd en met hoge snelheid in de kolf wordt gegooid door de opening in de nek , waarbij de kolf geleidelijk wordt gevuld. De rotatiesnelheid van de schijf bereikt 1500 rpm. Tijdens het vullen van de kolf beweegt de arbeider de stam van de zandwerper over het hele gebied van de kolf.

Halfautomatische en automatische vormmachines zijn onderverdeeld in doorloopcarrousels met één station en carrousels met meerdere stations.

Op deze machines worden naast de gebruikelijke arbeidsintensieve vormbewerkingen ook alle andere gemechaniseerd (schoonmaken van modellen, plaatsen van vormkasten, enz.).

Op machines met één positie worden alle vormbewerkingen (modelblazen, mengsel in de kolf brengen, verdichten, voorpersen, verwijderen van de vormhelft van de modelplaat en toevoeren naar het opvangmechanisme) achtereenvolgens uitgevoerd. Op roterende machines met meerdere posities worden de bovenstaande bewerkingen op elke positie gelijktijdig (parallel) met andere uitgevoerd. Alle mechanismen die technologische bewerkingen uitvoeren, bevinden zich bewegingsloos ten opzichte van de halve vormen die op de carrousel bewegen. Tijdens bedrijf draait de carrousel periodiek een kwartslag. Op positie 1 vindt de bediening van het blazen en smeren van het model plaats. Op positie 2 wordt een lege fles op het modelplaatje geplaatst. Vervolgens wordt op dezelfde positie de kolf gevuld met het mengsel. Op positie 3 wordt het vormzand verdicht door schudden, gevolgd door voorpersen. Op positie 4 wordt het model getrokken en wordt de voltooide halve mal verwijderd met behulp van een pusher. Afgewerkte halve mallen worden aan de montage geleverd door de rollentafel.

De productie van kernen gebeurt in kerndozen handmatig en op machines (in serie- en massaproductie). Er worden verschillende soorten machines gebruikt: zandstralen, zandstralen, schudden, enz. Ze verschillen van elkaar in verschillende methoden om het kernmengsel in dozen te verdichten.

Het drogen van schimmels is een ongewenste handeling, omdat het verlengt de duur van het gietproces. In sommige gevallen (productie van staal en grote gietijzeren gietstukken) is het echter noodzakelijk. De droogtemperatuur van de vormen moet lager zijn dan de temperatuur waarbij de klei zijn bindvermogen verliest. In sommige gevallen wordt drogen vervangen door oppervlaktedroging van de werkholte van de mal tot een diepte die afhangt van de dikte van de wand van het gietstuk.

De nauwkeurigheid van de vervaardigde gietstukken en hun kwaliteit hangen grotendeels af van de juiste montage van de mallen. De montage begint met het installeren van de onderste helft van de mal op het uitgietplatform, de rollentafel of de transportwagen. Vervolgens wordt de holte van de vormhelft geblazen met perslucht, worden de staven erin geïnstalleerd en wordt de onderste helft zorgvuldig bedekt door de bovenste helft langs de bevestigingspennen. Om te voorkomen dat de bovenste mal door de statische druk van het vloeibare metaal wordt opgetild, wordt deze met beugels of gewichten aan de onderste mal bevestigd.

Vormgieten, ponsen, bijsnijden en reinigen van gietstukken

vullen vloeibaar metaal in mallen wordt geproduceerd met behulp van gietlepels: handmatig (met een capaciteit tot 60 kg), kraantheepotten (met een capaciteit tot 1 ton), kraanstoppers (met een capaciteit tot 10 ton). Voor het gieten wordt de mal voorbereid om te gieten: gedroogd, bedekt met hittebestendige verf, verzameld.

Bij het gieten van metaal moeten bepaalde voorwaarden in acht worden genomen, waarvan de kwaliteit van het gietstuk afhangt. De belangrijkste zijn: de oververhittingstemperatuur van het gegoten metaal, de duur van het gieten, de mate van vulling van het poortsysteem met smelt, de hoogte van de straal. Zo vult onvoldoende oververhit metaal de spleetachtige vormholten slecht, waardoor ondervulling ontstaat. Het overschrijden van de temperatuur van oververhitting van het metaal leidt tot de vorming van krimp en gaszakken, verhoogt de verbranding van het mengsel. De optimale temperatuur voor het gieten van metaal in een mal is: voor staalgieten 1450…1550 0 С; gietijzer - 1350 ... 1450 0 C; brons - 1050 ... 1200 0 en silumin - 700 ... 750 0 .

Tegelijkertijd is bij dunwandige gietstukken de oververhittingstemperatuur van het metaal ongeveer 100 0 C hoger dan bij dikwandige gietstukken. De metalen straal tijdens het gieten moet kalm zijn, zonder onderbrekingen en turbulentie van het metaal, het poortsysteem moet volledig gevuld zijn met metaal. Voor het gieten wordt het metaal in de regel enige tijd in een pollepel bewaard om gassen vrij te geven en niet-metalen en slakinsluitingen te laten drijven.

Na kristallisatie, knock out vorm gietstukken.

Op vibrerende uitbreekroosters worden kleine en middelgrote gietstukken uit mallen geslagen. Afhankelijk van het type aandrijving zijn ze verdeeld in excentriek (aangedreven door een drijfstang-krukmechanisme) en inertiaal (aangedreven door een as met een ongebalanceerde belasting). Wanneer het uitbreekrooster trilt, stuitert de vorm erop, stort in, stukjes van het mengsel vallen op de transportband en de kolf met het gietstuk blijft op het rooster.

Voor het uitkloppen van grote gietstukken wordt een trillende tuimelaar gebruikt. In dit geval wordt de matrijs met een kraan op een tuimelaar opgehangen en met behulp van vibrators aan trillingen onderworpen. Het mengsel wordt door het vaste rooster op de transportband gemorst, terwijl het gietstuk op het rooster blijft.

Gietstaven worden uitgeslagen op pneumatische trilmachines. Grote hengels worden uitgewassen met een krachtige waterstraal.

Gietstukken vrij van vormen en kernen worden onderworpen aan: stomp . De stronk verwijdert het poortsysteem en de winst. Gebruik hiervoor tangpersen, lint- of cirkelzagen, autogeen en gassnijden. Baaien en oneffenheden op het gietstuk worden afgehakt met een pneumatische beitel of schoongemaakt met een slijpschijf.

Na het snijden, het oppervlak van het gietstuk: reinigen van verbrand vormzand.

Bij individuele productie gebeurt de reiniging handmatig met staalborstels of een pneumatische beitel. In serie- of massaproductie - in roterende trommels, gritstralen, straalmachines of persluchtdruk met zand.

3. Speciale methoden voor het verkrijgen van gietstukken

De productie van gietstukken in zand-klei wegwerpvormen met machinale en vooral met handmatige gieten heeft een aantal belangrijke nadelen: lage nauwkeurigheid en onvoldoende oppervlakteafwerking van gietstukken; de noodzaak om aanzienlijke vergoedingen over te laten voor machinale bewerking; de vorming van een grofkorrelige gietstructuur, enz. Daarom hebben de ontwikkeling van massaproductie en verhoogde eisen aan gietstukken geleid tot de ontwikkeling van speciale gietmethoden: in schaalvormen, volgens investeringspatronen, in een koelvorm, onder druk , centrifugaal en andere, die het mogelijk maken om gietstukken te verkrijgen met een verhoogde nauwkeurigheid, met lage ruwheidsoppervlakken, minimale bewerkingstoelagen, waardoor een hoge arbeidsproductiviteit wordt gegarandeerd, enz.

Gieten in schaalvormen Deze gietmethode wordt genoemd, waarbij gietstukken worden verkregen in een mal bestaande uit twee zandharsschelpen. Schelpvormen en kernen zijn gemaakt van fijnkorrelig kwartszand met toevoeging van fenol-formaldehydehars als bindmiddel. Kenmerkend voor dergelijke harsen is hun vermogen om bij een bepaalde temperatuur onomkeerbaar uit te harden. Bij verhitting tot 140...160 0 C smelten ze, veranderen in een kleverige massa, omhullen kwartszandkorrels en als de temperatuur stijgt tot 250...300 0 C, harden ze in een paar seconden uit. Wanneer de temperatuur boven 600 ° C stijgt, verbrandt de hars, zonder te smelten, en vormt zich in de schaal poriën, waardoor het vrijkomen van gassen wordt vergemakkelijkt. Halve mallen van schelpen worden voornamelijk gemaakt volgens de bunker (bulk) methode. Afgewerkte schaalhelften worden verlijmd met snelhardende lijm. Gieten in schaalvormen wordt gebruikt in grootschalige en massaproductie om zeer nauwkeurig verantwoord gevormde kleine en middelgrote gietstukken te verkrijgen uit verschillende legeringen. Deze methode is een soort gieten in eenmalige mallen.

Investeringen casting deze methode wordt genoemd, waarbij een holte in een vuurvaste schaalvorm, die nodig is voor het verkrijgen van gietstukken, wordt gevormd door smeltmodellen gemaakt van een laagsmeltend mengsel.

Van een smeltbare modelsamenstelling (50% paraffine en 50% stearine) in een metalen mal, bestaande uit twee delen, worden modellen van gietstukken en een poortsysteem gemaakt. De resulterende modellen worden geassembleerd tot blokken, vervolgens wordt een suspensie aangebracht door onderdompeling, bestaande uit 30 ... 40% gehydrolyseerd ethylsilicaat en 60 ... 70% verpulverd kwarts. Daarna wordt het blok bestrooid met fijn droog kwartszand en 2 ... 2,5 uur gedroogd. Op het modelblok worden 4…6 lagen vuurvaste coating aangebracht, waarna elke laag wordt gedroogd. Het smelten van modellen uit de schaal wordt uitgevoerd in droogkasten bij een temperatuur van 110 ... 120 0 C of door onderdompeling in heet water. Vervolgens wordt de vuurvaste schaal in een doos geplaatst en tot aan de trechter bedekt met droog kwartszand, in een elektrische oven geplaatst die wordt verwarmd tot 850...900 0 C en gedurende 3...4 uur bewaard. Tijdens het calcineren verbranden de resten van het modelmengsel en krijgt de schaal kracht. Het gloeien wordt gevolgd door het gieten van de mal met metaal. De processen voor het verkrijgen van gietstukken door investeringsmodellen zijn gemechaniseerd en geautomatiseerd. Deze methode draagt ​​bij aan de productie van gietstukken met een hoge nauwkeurigheid, lage oppervlakteruwheid, kleine wanddikte en complexe configuratie, met een gewicht van enkele grammen tot tientallen kilogrammen.

Naast investeringsmodellen in de gieterij worden uitgebrande (vergaste) modellen gebruikt bij de vervaardiging van kritische gietstukken met een gewicht tot 3,5 ton uit gietijzer, staal en non-ferro legeringen in individuele productie. Geëxpandeerd polystyreen wordt gebruikt voor de vervaardiging van verbrande modellen.

Bij het gieten in een mal Gietstukken worden gemaakt door gesmolten metaal in metalen mallen te gieten. Afhankelijk van het ontwerp worden mallen uit één stuk (shake out) onderscheiden; met verticale gleuf en horizontale gleuf. Het beste materiaal voor het maken van mallen is grijs gietijzer.

Het technologische proces bestaat uit de volgende bewerkingen. De mal voorbereiden voor het gieten: op een mal die is verwarmd tot 200 0 , wordt een laag warmte-isolerende verf aangebracht met een spuitpistool en vervolgens wordt deze opnieuw verwarmd tot 300 0 , omdat het gieten van metaal in een koude mal kan leiden tot een klapband; gieten van de mal met vloeibaar metaal; gieten koeling totdat het stolt; gieten opgraving; verwijdering van staven; verwijderen van sprues en reinigen van gietstukken. Alle handelingen zijn gemechaniseerd en geautomatiseerd. Gebruikt in massa- en batchproductie. Koude gietstukken hebben een hoge mate van nauwkeurigheid, lage oppervlakteruwheid, hoge mechanische eigenschappen. De nadelen zijn onder meer de hoge complexiteit van het vervaardigen van matrijzen, hun beperkte duurzaamheid, de beperkte productie van gietstukken in termen van gewicht en grootte.

Centrifugaal gieten een methode genoemd waarbij vloeibaar metaal de vormholte vult onder invloed van centrifugale kracht die optreedt in een roterende vorm. Deze methode produceert gietstukken in de vorm van omwentelingslichamen. Het wordt gebruikt in massa- en batchproductie. De gerichte kristallisatie van het gietstuk van het buitenoppervlak naar het binnenste zorgt voor de productie van dichte gietstukken die vrij zijn van niet-metalen insluitsels. Afhankelijk van de positie van de rotatie-as van de vorm, worden centrifugaalmachines onderverdeeld in machines met een verticale, horizontale en schuine as. Als de diameter van het gietstuk aanzienlijk kleiner is dan de lengte, wordt de rotatie-as horizontaal geplaatst. Als de diameter van het gietstuk groter is dan de hoogte, wordt de rotatie-as verticaal geplaatst. Voordelen van deze methode: productie van onbewerkte pijpen zonder staven; grote legeringsbesparingen door het ontbreken van een poortsysteem; de mogelijkheid om tweelaagse blanco's te verkrijgen.

spuitgieten deze methode wordt genoemd, waarbij vloeibaar metaal de holte van een metalen mal (mal) vult onder een geforceerde druk van 30 ... 100 MPa.

Gietstukken worden geproduceerd op speciale machines met koude of warme perskamers.

Het technologische proces voor het verkrijgen van gietstukken op machines van het eerste type is als volgt: het metaal wordt met een pollepel in het gietvenster van de compressiekamer gegoten, waarna de legering de mal vult met een zuiger onder druk; nadat de legering is gestold, wordt de metalen staaf verwijderd, wordt de mal geopend en wordt het gietstuk naar buiten geduwd met de stamper; dan wordt het proces herhaald. Om de levensduur van de mal te verlengen, wordt deze, voordat hij met het werk begint, verwarmd tot een temperatuur van 150 ... 300 0 С en wordt periodiek smeermiddel aangebracht op de wrijvende delen van de mal.

Met de juiste werking kan de levensduur van mallen, afhankelijk van de complexiteit van de gietstukken en het type legering, 300 ... 400 duizend gietstukken voor zinklegeringen, 80 ... 100 duizend voor aluminium, 5 ... 20 bereiken duizend voor koper hoge prestaties; hoge nauwkeurigheid en lage oppervlakteruwheid, de mogelijkheid om gietstukken met een complexe configuratie te verkrijgen. Nadelen: hoge kosten van matrijzen en apparatuur; beperkte totale afmetingen en massa van gietstukken; de vorming van porositeit, schelpen in de massieve delen van de gietstukken. Momenteel worden geautomatiseerde spuitgietfabrieken gecreëerd.

4. Productie van gietstukken van verschillende legeringen

Theoretische basis voor de productie van gietstukken. Gieteigenschappen van metalen en legeringen

Bij het ontwerpen van een gegoten onderdeel moet rekening worden gehouden met de voortgang van het gietstollingsproces. Bij gietstukken uit legeringen met hoge krimp en segregatie is het noodzakelijk dat stolling van onderaf plaatsvindt, waardoor de krimpholte, evenals scheidende insluitsels, naar het bovenste deel van het gietstuk gaan, waar winst wordt gemaakt (een onderdeel van het poortsysteem voor het toevoeren van gietstukken tijdens de stollingsperiode om de vorming van krimpschalen te voorkomen).

Na het gieten hardt het metaal in lagen uit, beginnend bij de wanden van de mal. Tijdens het stollen en afkoelen neemt het volume metaal af, waardoor het niveau van vloeibaar metaal in de winst daalt, en de daaropvolgende lagen daarin stollen op lagere niveaus. Omdat het metaal het laatst in de winst stolt, wordt daarin de krimpholte gevormd.

Voor de productie van gietstukken is het raadzaam legeringen met goede gieteigenschappen te gebruiken, die het mogelijk maken om daaruit gietstukken met een zeer complexe configuratie te verkrijgen. De goede gieteigenschappen van legeringen omvatten een hoge vloeibaarheid, lage krimp tijdens stollen en verder afkoelen, lichte segregatie en een laag vermogen van legeringen om gassen te absorberen tijdens smelten en gieten.

Legering vloeibaarheid: noemde zijn vermogen om de holte van de mal te vullen en nauwkeurig de contouren van deze holte te reproduceren. De vloeibaarheid hangt af van de chemische samenstelling en temperatuur van de legering die in de mal wordt gegoten, van het temperatuurbereik van kristallisatie, de viscositeit en oppervlaktespanning van de smelt, de eigenschappen van de gietvorm en andere factoren.

Zuivere metalen en legeringen die stollen bij een constante temperatuur hebben een betere vloeibaarheid dan legeringen die vaste oplossingen vormen en stollen bij een reeks temperaturen. Hoe hoger de viscositeit, hoe lager de vloeibaarheid. Met een toename van de oppervlaktespanning neemt de vloeibaarheid af, en hoe meer, hoe dunner het kanaal in de mal; met een toename van de giettemperatuur van het gesmolten metaal en de temperatuur van de mal, verbetert de vloeibaarheid. Een toename van de thermische geleidbaarheid van het vormmateriaal vermindert de vloeibaarheid, d.w.z. de zandvorm voert de warmte langzamer af en het gesmolten metaal vult deze beter dan de metalen vorm, die de smelt intensief afkoelt.

krimp noemde de eigenschap van metalen en legeringen om in lineaire afmetingen en volume te verminderen tijdens kristallisatie en afkoeling van het gietstuk. Maak onderscheid tussen lineaire en volumetrische krimp.

Lineaire krimp gaat gepaard met een afname van lineaire afmetingen tijdens kristallisatie en afkoeling van het gietstuk. Gietstukken van grijs gietijzer hebben dus een lineaire krimp van 0,9 ... 1,3%, van koolstofstaal - 2 ... 2,4%, van aluminiumlegeringen - 0,9 ... 1,5%, van koper - 1,4 ... 2 . 3%. De staven en de mal zijn bestand tegen de lineaire krimp van het metaal, waardoor er interne spanningen ontstaan ​​in het gietstuk, waardoor kromtrekken en soms de vorming van scheuren (warm of koud) ontstaan. Om de weerstand tegen lineaire krimp te verminderen, worden vorm- en kernzand buigzaam gemaakt. Bij de vervaardiging van het model en de kerndozen wordt rekening gehouden met lineaire krimp, waarbij de afmetingen, in vergelijking met de afmetingen van het gietstuk, worden vergroot (verkleind) door de lineaire krimp van de overeenkomstige legering.

Volumetrische krimp gaat gepaard met een afname van het volume van het metaal tijdens kristallisatie en verdere afkoeling, en daarom kan krimpporositeit of een geconcentreerde krimpholte ontstaan ​​in het massieve gedeelte van het gietstuk. De eliminatie ervan wordt uitgevoerd door winst of koelkasten op deze plaats te installeren. De winst wordt groter gemaakt dan de muren van het gieten.

segregatie de vorming van heterogeniteit van de chemische samenstelling in verschillende delen van het gietstuk genoemd. Er zijn twee hoofdtypen van segregatie: zonale wanneer individuele gietzones een verschillende chemische samenstelling hebben, en intrakristallijne, gekenmerkt door heterogeniteit van de metaalkorrel. De segregatie wordt sterk beïnvloed door de chemische samenstelling van de legering, de afkoelsnelheid en het gewicht van het gietstuk.

Gasabsorptie: - dit is het vermogen van gegoten legeringen in vloeibare toestand om verschillende gassen (zuurstof, waterstof en stikstof) te absorberen en hun oplosbaarheid neemt toe met toenemende temperatuur van het vloeibare metaal. In de mal koelt de met gas verzadigde smelt af, neemt de oplosbaarheid van gassen af ​​en kunnen ze, ontsnappend uit het metaal, gasschillen vormen in het gietstuk. Technologische gietlegeringen moeten een goede vloeibaarheid, lage krimp en gasabsorptie hebben en mogen ook niet segregeren.

Vervaardiging van gietijzeren gietstukken

In de huishoudelijke machinebouw is 74% van alle gietstukken gemaakt van grijs gietijzer, 21% van staal, 3% van nodulair gietijzer en 2% van non-ferro legeringen (aluminium, koper, enz.). Als we de gemiddelde kosten van gietstukken van grijs ijzer als 100% nemen, dan zijn de kosten van gietstukken: van nodulair gietijzer - 130%; staal - 150%; van non-ferro legeringen - 300 ... 600%. Daarom worden gietijzeren gietstukken veel gebruikt in verschillende sectoren van de industrie: in de bouw van werktuigmachines - machinebedden, rekken, kussens, frontplaten, pomphuizen, bussen, voeringen, enz.; in de automobielindustrie - cilinderblokken, voeringen, zuigerveren, steunen, carters, remtrommels, enz.; in zware engineering - machinelichamen, versnellingsbakken, enz.

Grijs gietijzer met 2,7 ... 3,5% C; 0,5…4,0% Si; 0,3…1,5% Mn; tot 0,2% P en minder dan 0,15% S, heeft goede vloeibaarheid, minimale krimp, relatief laag smeltpunt, geringe neiging tot gasabsorptie en segregatie, voldoende hoge mechanische eigenschappen (v = 100 ... 400 MPa; = 0,2 ... 0,5%). Werkt goed onder druk- en schokbelastingen, is niet gevoelig voor sneden van buitenaf, dempt trillingen, heeft hoge antifrictie-eigenschappen en is gemakkelijk te verwerken door te snijden.

Bij de vervaardiging van gietzand-kleivormen voor gietstukken van grijs ijzer, moet speciale aandacht worden besteed aan het poortsysteem. Vloeibaar metaal wordt naar een dun deel van het gietstuk gebracht voor verwarming en gelijktijdige stolling met massievere delen. Om complexe en grote gietstukken te verkrijgen, wordt het metaal gevoed door verschillende feeders om de hele holte gelijkmatig te vullen. Winsten worden alleen geïnstalleerd in massieve grote gietstukken. In gewoon grijs gietijzer kristalliseert grafiet in de vorm van vlokken die fungeren als interne microscheurtjes.

Grote sterkte gietijzer wordt verkregen door 1,0% van een mengsel van magnesium met ferrosilicium of cerium toe te voegen aan vloeibaar grijs gietijzer. Als gevolg van kristallisatie neemt grafiet geen lamellaire, maar bolvormige vorm aan. Samenstelling van nodulair gietijzer tot 3,3% С; tot 2,5% Si; 0,5…0,8% Mn; minder dan 0,2% P en 0,14% S. Deze gietijzeren hebben hogere mechanische eigenschappen, vergelijkbaar met gegoten koolstofstaal, met behoud van de positieve eigenschappen van gietijzer. Dus, in =373…1180 MPa, =2…17%. Gietstukken van nodulair gietijzer worden gebruikt voor de vervaardiging van onderdelen voor het walsen, smeden en persen en mijnbouwapparatuur, evenals dieselmotoren, stoom-, gas- en hydraulische turbines, walswalsen, krukassen, enz. De technologie voor het vervaardigen van mallen voor gietstukken van nodulair ijzer verschilt niet van giettechnologie voor gietstukken van grijs gietijzer.

Kovkim heet gietijzer, dat wordt verkregen door langdurig gloeien van gietstukken uit wit gietijzer. Om dit te doen, wordt gietijzer gesmolten met een zodanige chemische samenstelling dat het, wanneer het in een mal wordt gestold, wit wordt. Gietstukken worden op de gebruikelijke manier gemaakt van wit gietijzer, dat vervolgens wordt gegloeid om het cementiet te ontleden en de gewenste uiteindelijke structuur te verkrijgen met geprecipiteerd vrij vlokvormig grafiet. De chemische samenstelling van het originele gietijzer: 2,2 ... 2,9% C; 0,8…1,4% Si; 0,3…0,5% Mn; 0,05...0,07% Cr; niet meer dan 0,2% P en 0,1% S. Gietstukken van nodulair gietijzer worden gebruikt voor de vervaardiging van onderdelen voor auto's, tractoren en andere machines die tijdens bedrijf complexe spanningen en schokbelastingen ondergaan. Kenmerken van het vervaardigen van mallen voor gietstukken uit nodulair gietijzer zijn te wijten aan de verhoogde krimp van wit gietijzer, en daarom is het noodzakelijk om te voorzien in de installatie van winst in elke lokale verdikking van de giet- en metaalkoelers, vooral op plaatsen waar de grootste hoeveelheid van metaal accumuleert. Smeedbaar gietijzer heeft een hoge treksterkte van 300…630 MPa, een relatieve rek van 2…12%, een hoge slijtvastheid en weerstand tegen stootbelastingen, en wordt goed verwerkt door te snijden.

Momenteel wordt tot 90% van het grijs ijzer gesmolten in koepels, en de rest komt voor rekening van boog- en inductieovens.

Productie van stalen gietstukken

Gevormde gietstukken zijn gemaakt van koolstofstaal en gelegeerd staal. De gieteigenschappen van staal, vooral gelegeerd, zijn lager dan die van gietijzer. Dit kan leiden tot de vorming van krimpholten en scheuren in gietstukken. Om de vorming van krimpholten in de mallen te voorkomen, worden winsten verschaft die de massieve delen van de gietstukken voeden met vloeibaar metaal. Om de vuurvaste eigenschappen van vormzand te verbeteren, worden chroomkwarts, chroomijzererts en magnesiet erin geïntroduceerd, afgewerkte vormen en kernen worden geverfd met vuurvaste verf. Het poortsysteem en de locatie van het gietstuk in de mal zijn zo uitgevoerd dat de malholte rustig wordt gevuld en de stolling van het gietstuk van onder naar boven wordt gestuurd. Na afkoeling, uitkloppen en stompen worden de gietstukken onderworpen aan een warmtebehandeling (gloeien). Gloeien wordt uitgevoerd om interne spanningen te verlichten, korrels te verfijnen en mechanische eigenschappen te verbeteren.

Afhankelijk van het doel van de gietstukken worden koolstofstaal 15L ... 60L, gelegeerd - 30KhGSL, 15Kh18N9TL, enz. Gebruikt, met een treksterkte van 400 ... 600 MPa en een relatieve rek van 10 ... 24% .

Voor het smelten van gietstaal worden in de regel boog- en inductieovens, soms openhaardovens, gebruikt.

Productie van gietstukken van non-ferro legeringen

Voor de productie van gevormde gietstukken worden gebruikt koper legeringen: brons en messing.

Bronzen zijn gebruikt tin en speciaal (tinless). Tinbronzen hebben een goede vloeibaarheid, hoge krimp en een groot kristallisatiebereik, wat leidt tot de vorming van verspreide porositeit in gietstukken.

Tinloze bronzen hebben een goede vloeibaarheid en hoge krimp, maar een klein kristallisatie-interval, wat leidt tot de vorming van geconcentreerde krimpholten in gietstukken.

Messing heeft een bevredigende vloeibaarheid, hoge krimp, een klein kristallisatie-interval, wat leidt tot de vorming van krimpholten en porositeit.

Gietstukken van koperlegeringen worden voornamelijk (tot 80%) gemaakt door gieten in zand- en schaalvormen, en de rest door gieten in een mal, onder druk, centrifugaal, enz. Om de vorming van krimpholten en porositeit te voorkomen, winsten en koelkasten zijn geïnstalleerd in massieve gieteenheden.

Koperlegeringen worden gesmolten in inductie-, smeltkroes- en boogovens in lucht, in beschermende gassen of vacuüm. Om het metaal te beschermen tegen oxidatie, wordt het smelten uitgevoerd onder een laag houtskool. De afgewerkte legering wordt gedeoxideerd met koperfosfor voordat deze in vormen wordt gegoten. Als antikleefadditief wordt stookolie in het vormmengsel gebracht.

Tinbrons wordt gebruikt voor het maken van tandwielen, lagers, bussen, enz. Tinloze bronzen worden gebruikt voor de vervaardiging van verschillende fittingen voor de scheepsbouw, wormschroeven en sanitaire fittingen.

Aluminium gietlegeringen die worden gebruikt voor de vervaardiging van vormgietstukken hebben goede technologische en mechanische eigenschappen, die variëren afhankelijk van de samenstelling van de legering, gietmethoden en warmtebehandeling. Gietstukken van aluminiumlegeringen worden voornamelijk gemaakt door gieten in een koude mal, onder druk, minder vaak in zandmallen. Vorm- en kernzand moeten voldoende buigzaam zijn.

Gezien de sterke oxideerbaarheid van aluminiumlegeringen, moet de mal in een continue stroom worden gegoten om de vorming van oxidefilms te voorkomen.

Het smelten van aluminiumlegeringen wordt uitgevoerd in gas- en elektrische ovens, smeltkroezen, nagalmovens en inductieovens.

Gietstukken van aluminiumlegeringen worden veel gebruikt in de luchtvaart- en rakettechnologie, de auto-industrie, de instrumentmakerij en de elektrische industrie.

Magnesium legeringen hebben lagere giet- en mechanische eigenschappen dan aluminium, maar hebben een lagere dichtheid (1,8 ... 1,9 g / cm 3), waardoor ze veel worden gebruikt in de auto-, textiel-, instrument-, luchtvaart- en rakettechnologie. Ze zijn bij temperaturen dicht bij het smeltpunt, als gevolg van sterke oxidatie, onderhevig aan ontsteking. Daarom worden bij de vervaardiging van gietstukken daaruit beschermende middelen gebruikt: het smelten wordt uitgevoerd onder een laag flux of in een neutrale omgeving, tot 8% fluoridezouten worden aan het vormzand toegevoegd en een mengsel van boorzuur en Aan het kernzand wordt zwavel (tot 1,0%) toegevoegd. Een straal metaal wordt, wanneer het in een mal wordt gegoten, besproeid met een grijze kleur en warmtebehandeling wordt uitgevoerd in schachtovens met een beschermende atmosfeer. Het smelten gebeurt in elektrische weerstandsovens en inductieovens.

naar de deugden titanium legeringen omvatten hun lage dichtheid (4,5 g / cm 3) en hoge sterkte (tot 1500 MPa). Ze worden vooral veel gebruikt in raket- en luchtvaarttechnologie, scheepsbouw en turbinebouw. Naast het hoge smeltpunt van titanium (1665 0 C) heeft het een hoge chemische activiteit, daarom worden speciale vacuüminductieovens met een grafietkroes gebruikt om titaniumlegeringen te smelten. De belangrijkste methode voor de productie van gietstukken uit titaniumlegeringen is gieten in grafietvormen, gieten in schaalvormen gemaakt van neutrale oxiden van magnesium, zirkonium of grafietpoeder, fenol-formaldehydeharsen worden gebruikt als bindmiddel.

5. Maakbaarheid van het ontwerp van gegoten onderdelen. Soorten huwelijken. Technische controle

De basiswet van het ontwerp is de maakbaarheid van het gietstuk.

Bij het ontwikkelen van een giettechnologie is het noodzakelijk om rekening te houden met de gieteigenschappen van de legering, de technologie voor het vervaardigen van een modelset, mal en kern, de technologie voor het chippen en reinigen van het gietstuk. Op basis van de arbeidsomstandigheden, de kostprijs en het aantal gietstukken kiezen ze het type productie (enkelvoudig, serieel, massa), de manier van gieten (in eenmalige mallen, in permanente, enz.), de methode van gieten (handmatig, machinaal). Goed ontwikkelde technologie vermindert het afkeuren van gietstukken en bevordert een snelle acceptatie van het gietstuk in de productie.

Gietstukken moeten een zo uniform mogelijke dikte en rechte wandomtrekken hebben, dit vereenvoudigt het ontwerp van het model en verbetert de kwaliteit van het gegoten onderdeel. Het ontwerp van het gietstuk moet zorgen voor de eenvoudigste scheiding van het model, wat bijdraagt ​​​​aan het verkrijgen van een gegoten onderdeel met de meest nauwkeurige afmetingen en het gebruik van vormmachines vergemakkelijkt. Om de extractie van het model uit de zandvorm te vergemakkelijken, is het noodzakelijk om giethellingen te voorzien op oppervlakken die loodrecht op het scheidingsvlak staan.

Bij het verbinden van de wanden moeten alle scherpe en rechte hoeken overeenkomen met een straal van 1/3 tot 1/4 van de wanddikte; de overgang van een dik wanddeel naar een dun wanddeel dient vloeiend te zijn.

Soms is het raadzaam om complexe en grote gietstukken tijdens het ontwerp op te splitsen in afzonderlijke componenten, die vervolgens worden verbonden door bouten of lassen.

Voor het maken van gaten in gietstukken worden de minimale diameters van de staven aanbevolen: voor staal 8 ... 10 mm, gietijzer 6 ... 8 mm, koperlegeringen 5 ... 7 mm, voor lichte legeringen 4 .. 5mm.

De belangrijkste taken van technische controle zijn: het identificeren van de redenen voor de afwijking van de kwaliteit van gietstukken van de gespecificeerde en schendingen van het technologische proces, het ontwikkelen van maatregelen om de productkwaliteit te verbeteren; vaststelling van de naleving van de modaliteiten en de volgorde van technologische operaties voorzien in de technische documentatie; het vaststellen van overeenstemming met de kwaliteit van materialen die nodig zijn voor de productie van gietstukken. De controle van gietstukken wordt voornamelijk visueel uitgevoerd om het definitieve of corrigerende huwelijk te identificeren. De juistheid van de configuratie en afmetingen wordt gecontroleerd door markering, de dichtheid van het gietmetaal wordt gecontroleerd door hydraulische tests onder waterdruk tot 200 MPa. Interne defecten worden gedetecteerd in gespecialiseerde laboratoria of in gieterijen (ter plaatse) met speciale apparaten. Gietapparatuur (modellen, kerndozen, enz.) en het volledige technologische proces in alle stadia van de gietproductie worden onderworpen aan zorgvuldige controle (controle van de eigenschappen van vorm- en kernzand, chemische samenstelling, metaalgiettemperatuur, enz.).

Gietdefecten zijn onderverdeeld in extern en intern. De belangrijkste zijn:

1 ondervulling - onvolledige gietconfiguratie door lage giettemperatuur, onvoldoende vloeibaarheid, onjuist berekend poortsysteem, metaal dat de mal verlaat.

2 golfen - verschillende uitsteeksels en getijden op het lichaam van het gietstuk, niet voorzien in de tekening. Ze worden gevormd door de losse pasvorm van de halve vormen, te grote openingen bij de tekens van de staven.

3 verbrand - het ruwe oppervlak van het gietstuk, als gevolg van het binnendringen van vloeibaar metaal in de wanden van de mal of als gevolg van chemische interactie van het malmateriaal met vloeibaar metaal. Komt voor bij een te hoge giettemperatuur en onvoldoende brandwerendheid van vorm- en kernzand.

4 kromtrekken - vervorming van de configuratie en afmetingen van het gietstuk onder invloed van spanningen veroorzaakt door ongelijkmatige krimp. Dit defect treedt op als gevolg van ongelijkmatige koeling van afzonderlijke delen van het gietstuk in de mal, evenals na knock-out.

5 Krimpholten, losheid en porositeit - open of gesloten holtes in het lichaam van het gietstuk, met een ruw oppervlak. Ze worden gevormd op de verdikte plaatsen van het gietstuk, maar ook wanneer het metaal verkeerd aan de mal wordt toegevoerd of door de te hoge temperatuur van het gegoten metaal.

6 gasputten - een glad en schoon oppervlak hebben. Hun vorming wordt geassocieerd met het gieten van vormen met gasverzadigd metaal, verminderde gasdoorlaatbaarheid of verhoogde vochtigheid van de vormen en kernen, met het opvangen van lucht door een straal gegoten metaal.

7 slakkenschelpen - holtes in het lichaam van het gietstuk, gedeeltelijk of volledig gevuld met slak. Komt voor als gevolg van een slechte reiniging van gegoten metaal uit slakken, van een onjuist geselecteerd poortsysteem dat geen slakkenvangst biedt.

8 zand schelpen - holtes in het lichaam van het gietstuk dat vormmateriaal bevat. Dit defect treedt op als gevolg van onvoldoende sterkte van het vorm- en kernzand, zwakke vulling van de vorm.

9 hete scheuren - gaten of scheuren in het lichaam van het gietstuk met geoxideerde oppervlakken. De vorming van hete scheuren wordt veroorzaakt door scherpe overgangen in het ontwerp van gietstukken van dikke naar dunne secties, moeilijke krimp van het metaal, met dichte pakking van de mal, te hoge giettemperatuur.

10 koude barsten - breuken of scheuren in het lichaam van een gietstuk met schone oppervlakken. Ze worden gevormd wanneer het krimpen van het gietstuk moeilijk is, wanneer het voortijdig uit de mal wordt geslagen, evenals door sterke slagen tijdens het snijden of uitslaan.

Gietdefecten worden gedetecteerd door verschillende controlemethoden. De overeenkomst tussen de afmetingen van de gietstukken en de afmetingen van de tekening wordt vastgesteld door markering. De mechanische eigenschappen van gietstukken worden gecontroleerd door tests van individueel vervaardigde monsters, evenals monsters die uit het gietlichaam zijn gesneden.

Gietstukken, die afhankelijk van de werkomstandigheden bestand moeten zijn tegen verhoogde druk van een vloeistof of gas, worden onderworpen aan hydraulische en pneumatische tests bij drukken die iets hoger zijn dan de werkdruk.

Interne defecten van gietstukken worden onthuld door methoden van radiografische en ultrasone foutdetectie.

De essentie van radiografische methoden ligt in de bestraling van gietstukken met röntgen- of gammastraling. Door de korte golflengte gaan deze stralen gemakkelijk door de dikte van de gietstukken. Wanneer er defecten in de gietstukken zijn die de stralen in mindere mate absorberen dan het metaal zelf, dan geven op de röntgenfilm de stralen die door dergelijke defecten gaan een intensere zwarting.

Ultrasone controle is gebaseerd op het vermogen van een ultrasone golf om te worden gereflecteerd door de interface tussen twee media. De golf die door de wand van het gietstuk gaat, wanneer deze de grens van de slakinsluiting, scheur of schaal ontmoet, wordt gedeeltelijk gereflecteerd. De intensiteit van de gereflecteerde golven wordt gebruikt om de aanwezigheid, diepte en grootte van defecten in de gietstukken te beoordelen.

Om externe oppervlaktedefecten te detecteren, worden luminescentiecontrole, magnetische en kleurfoutdetectie gebruikt.

Literatuur

1. Materiaalwetenschap en technologie van metalen: een leerboek voor universiteiten in technische specialiteiten / G.P. Fetisov, M.G. Karpman, V.M. Matyunin en anderen - M.: Higher School, 2010. - 637 p.: ill.

2. Materiaalkunde: een leerboek voor universiteiten die lesgeven in de richting van opleiding en specialisatie op het gebied van techniek en technologie / B.N. Arzamasov, V.I. Makarova, G.G. Mukhin en anderen - 5e druk, stereotype. - M.: Uitgeverij van MSTU im. N.E. Bauman, 2013. - 646 p.: afb.

3. Lakhtin Yu.M., Leontieva V.N. Materiaal kunde. Leerboek voor technische universiteiten. specialist. - 3e druk. - M. Mashinostroenie, 2010. - 528 d.

4. Technologie van constructiematerialen: leerboek voor studenten van technische universiteiten / A.M. Dalsky, T. M. Barsukova, L.N. Bucharkin en anderen; Onder totaal red. BEN. Dalski. - 5e druk, ds. - M. Mashinostroenie, 2013. - 511 p.: afb.

5. Technologie van structurele materialen. Leerboek voor studenten van technische specialiteiten van universiteiten om 4 uur Ed. DM Sokolova, SA Vasin, G.G. Dubensky. - Tula. Uitgeverij van TulGU. - 2007.

6. Materiaalwetenschap en technologie van structurele materialen. Leerboek voor universiteiten / Yu.P. Solntsev, V.A. Veselov, V.P. Demyantsevich, AV Kuzin, DI Chasjnikov. - 2e druk, Rev., toegevoegd. - M. MISIS, 2006. - 576 d.

7. Bogodokhov S.I. Cursus materiaalkunde in vragen en antwoorden: Proc. toelage voor universiteiten, obuch. in de richting van voorbereiding bachelors "Technologie, apparatuur. en automatisch. machinebouw pr-in "en speciaal. "Technologie van de werktuigbouwkunde", "Verspanende machines en gereedschappen voor metaal", enz. / S.I. Bogodokhov, V.F. Grebenyuk, AV Sinjoechin. - M.: Mashinostroenie, 2003. - 255 p.: afb.

Vergelijkbare documenten

Selectie van het type poort-voersysteem. Classificatie en eigenschappen van modelsamenstellingen. Voorbereiding van modelformuleringen. Assemblage van modellen in blokken. Metaal smelten en vormgieten. Knock-out, reiniging en warmtebehandeling van gietstukken. Voorreiniging van gietblokken.

samenvatting, toegevoegd 15-10-2013


Het verkrijgen van gieterijmelts. Classificatie, matrijzenbouw. Productie van koudgietwerk uit grijs gietijzer. Voordelen en technische en economische indicatoren van de productie van vormgietstukken. Technische eisen aan het ontwerp en materiaal van matrijzen.

scriptie, toegevoegd 03/12/2013


Berekening van de tijd van volledige stolling van gietstukken in een zand-kleivorm volgens de methode van Girshovich en Nekhendzi. De wet van stolling van gietstukken volgens de methode van Khvorinov en Veinik. Aanleg van temperatuurvelden in de gietkorst op de momenten van volledige stolling van het gietstuk.

scriptie, toegevoegd 16-12-2014


De keuze van de gietmethode en de rechtvaardiging ervan. Bepaling van het scheidingsoppervlak van de zand-kleivorm, bewerkingstoeslagen, maat van de kolven. Berekening van het poortsysteem. Ontwikkeling van technologie voor het assembleren, smelten en gieten van matrijzen. Kwaliteitscontrole gieten.

scriptie, toegevoegd 10/12/2014


Gietmateriaal en zijn eigenschappen. De samenstelling van het vormzand voor kleine gietstukken. Vergoedingen voor machinale bewerking. Ontwerp van gieterijapparatuur. Ontwerpelementen van het poortsysteem. Vervaardiging van mallen, kernen, afwerking van gietstukken.

scriptie, toegevoegd 21-10-2013


Algemene kenmerken van de onderneming. Kwaliteitsbeleid. Analyse van documenten die de vervaardiging van producten regelen. Technologisch proces voor de productie van gevormde gietstukken. Metrologische ondersteuning, technologiecontrole, foutdetectie.

scriptie, toegevoegd 05/07/2014


Technologische concepten in de gieterijproductie. Gietfouten, hun productie in zand-kleivormen. De structuur van het poortsysteem. Gieten in schaalvormen, in koelmallen, investeringsgieten. Grondbeginselen van centrifugaalgieten. Gieteigenschappen van legeringen.

test, toegevoegd 20-08-2015


Ontwerp van een moderne werkplaats voor de productie van gietstukken uit ferro legeringen. Selectie van apparatuur en berekening van het productieprogramma van deze workshop. Kenmerken van technologische processen voor het smelten van staal. Berekening van het gebied van magazijnen voor opslag van materialen.

scriptie, toegevoegd 13-05-2011


Technologische processen voor de bereiding van gieterijen, hun eigenschappen. Classificatie van mallen, scope; poort systeem; voordelen en technische en economische indicatoren van de gietproductie. Productie van koudgietwerk uit grijs gietijzer.

scriptie, toegevoegd 13-02-2013


Beschrijving van de technologie voor het produceren van een achterste cabineophangbeugel van gietijzer kwaliteit VCh40 door gieten in een zand-klei gietvorm. Berekening van de afkoeltijd van het gieten. Technologie voor het vervaardigen van staven. De belangrijkste soorten huwelijken en maatregelen om het te elimineren.

Ministerie van Onderwijs van de Russische Federatie

Siberische Staats Industriële Universiteit

Afdeling Gieterij

SCHIKKING EN TOELICHTING

naar het cursusproject

gieterij technologie

Voltooid: Art. gr. MLA-97

Karpinsky AV

Projectleider: Universitair hoofddocent, Ph.D.

Peredernin LV

Opdracht voor het cursusproject ................................................. ................. ................................. 2

1.1 Rechtvaardiging van de vormmethode .............................................. ... ................. 4

1.2 Rechtvaardiging van de positie van het onderdeel in de mal bij het gieten ...................................... .......... 6

1.3.Rechtvaardiging voor de keuze van de vorm en het model van het scheidingsoppervlak ................................ 7

1.4 Rechtvaardiging van krimp en bewerkingstoeslagen, hellingen, filets ...................................... .............................. ....................... ........................... ....... acht

1.5.Bepaling van ontwerpen en maten van tekens van staven. Tekenen voor beknelling controleren .................................................. .................................................. .............. 10

1.6 Berekening van het poortsysteem .......................................... ... ................. 14

1.7 Berekening van de omvang van de winst en koelkasten ........................................ ...... 21

1.8 Rechtvaardiging van de gebruikte apparatuur ................................................ ................... ........ 25

1.9 Berekening van de afmetingen van de kolven, de massa van de lading ................................... ........... ............ 27

1.10 Keuze van vorm- en kernzand .......................................... ................ 30

1.11.Droogmodus voor vormen en kernen .......................................... .... ................ 34

Processtroomschema ................................................................. ................... .................... 35

Bibliografie ................................................. . ................................................. 37

2. Grafisch gedeelte

2.1. Onderdeeltekening met mal en gietelementen

2.2. Tekening bovenplaat montage

2.3. Doorsnede van de mal en aanzicht van de onderste mal met de

staven

1.1 Rechtvaardiging van de vormmethode

Molding is het proces van het maken van eenmalige gietvormen. Dit is een arbeidsintensieve en verantwoordelijke fase van de gehele technologische cyclus van het vervaardigen van gietstukken, die grotendeels hun kwaliteit bepaalt. Het vormproces is als volgt:

Verdichting van het mengsel, waardoor een nauwkeurige afdruk van het model in de vorm kan worden verkregen en het de nodige sterkte kan worden gegeven in combinatie met compliantie, gasdoorlaatbaarheid en andere eigenschappen;

Een apparaat in de vorm van ventilatiekanalen die het verlaten van de vormholte van de tijdens het gieten gevormde gassen vergemakkelijken;

Het model uit het formulier verwijderen;

Afwerking en montage van het formulier, inclusief de installatie van staven.

Afhankelijk van de grootte, het gewicht en de wanddikte van het gietstuk, evenals de kwaliteit van de gietlegering, wordt het gegoten in natte, droge en chemisch uithardende mallen. Gietmallen worden handmatig gemaakt, op vormmachines, halfautomatische en automatische lijnen.

Aangezien dit gietstuk een gewicht heeft van minder dan 500 kg, zullen we het gietstuk onbewerkt gieten. Nat gieten is technologisch geavanceerder, omdat het niet nodig is om de mallen te drogen, wat het technologische proces aanzienlijk versnelt.

Bij serieproductie kan zowel handmatig als machinaal worden gegoten. Voor de vervaardiging van dit gietstuk gebruiken we machinaal gieten. Met machinaal gieten kunt u twee hoofdvormbewerkingen mechaniseren (compacten van het mengsel, verwijderen van het model uit de vorm) en enkele aanvullende (ontwikkelen van poortkanalen, draaien van kolven, enz.). Met de mechanisering van het vormproces verbetert de kwaliteit van de verdichting, neemt de nauwkeurigheid van de afmetingen van het gietstuk toe, neemt de arbeidsproductiviteit sterk toe, wordt het werk van de arbeider vergemakkelijkt en worden de sanitaire en hygiënische omstandigheden in de werkplaats verbeterd en worden afkeuren verminderd.

Als vormmachine gebruiken we een pulsmachine. In zo'n machine wordt het mengsel samengeperst door de impact van een lucht(gas)golf. Perslucht onder druk (6¸10) * 106 Pa komt met hoge snelheid in de vormholte. Onder invloed van een luchtgolf wordt het vormzand binnen 0,02-0,05 s verdicht. De resterende lucht wordt afgevoerd via de ventilatieopeningen. De bovenste lagen van het vormzand worden door persen verdicht.

Bij gebruik van conventionele zand-kleimengsels bereikt de oppervlaktehardheid van de mal 89-94 eenheden. De maximale verdichting van het mengsel komt overeen met de scheiding van de vormhelft. Verbetering van de technologische parameters van de gietvorm verhoogt de geometrische nauwkeurigheid van gietstukken, vermindert uitval, verbetert de hygiënische en hygiënische werkomstandigheden door de volledige eliminatie van trillingen en geluid.

1.2 Rechtvaardiging van de positie van het onderdeel in de vorm bij het gieten

De belangrijkste taak bij het kiezen van de positie van het gietstuk tijdens het gieten is het verkrijgen van de meest kritische oppervlakken zonder gietfouten. Bij het kiezen van de positie van het gietstuk in de mal laten we ons leiden door de volgende aanbevelingen:

We houden rekening met het principe van gietverharding: we plaatsen het gietstuk met massieve delen naar boven en stellen de winst erboven;

De belangrijkste bewerkte oppervlakken en de meest kritische delen van het gietstuk zijn verticaal gerangschikt;

Deze positie zorgt ervoor dat de kernen tijdens het gieten stevig in de mal worden gehouden; het is mogelijk om de wanddikte van het gietstuk te controleren bij het monteren van de mal;

Dunne wanden bevinden zich onder en verticaal langs het gietstuk, wat gunstig is bij het gieten van staal, de metalen weg naar dunne delen is het kortst.

1.3.Rechtvaardiging voor het kiezen van de vorm en het model van het scheidingsoppervlak:

Het contactoppervlak tussen de bovenste en onderste malhelften wordt het scheidingsoppervlak van de mal genoemd. Het is noodzakelijk om het model uit het verdichte zand te verwijderen en de kernen in de mal te installeren. Het connectoroppervlak kan vlak of gevormd zijn.

De keuze van de vormconnector bepaalt het ontwerp en de connectoren van het model, de noodzaak om kernen te gebruiken, de grootte van de vormhellingen, de grootte van de kolven, enz. Als het scheidingsoppervlak verkeerd wordt gekozen, kan de configuratie van het gietstuk vervormd zijn, een ongerechtvaardigde complicatie van gieten en monteren.

Het gekozen matrijsscheidingsoppervlak voldoet aan de volgende eisen:

Het scheidingsoppervlak van de mal en het model is vlak, wat het meest rationeel is vanuit het oogpunt van het vervaardigen van een modelkit;

De staaf bevindt zich in de onderste helft van de mal, terwijl het niet nodig is om de staaf in de bovenste helft van de mal te hangen, het is gemakkelijker om hun installatie in de mal te regelen, de mogelijkheid van schade aan de bijna-tekendelen is verminderd;

Kosten voor chippen en reinigen van het gietstuk worden verminderd;

Maakt het mogelijk om het verbruik van vormzand te verminderen als gevolg van een afname van de hoogte van de vorm, omdat dit scheidingsoppervlak een kleine hoogte van de vorm biedt;

Het gietmodel heeft geen afneembare onderdelen.

1.4 Rechtvaardiging van krimp en bewerkingstoeslagen, hellingen, filets

Krimp is de eigenschap van metalen en legeringen om hun volume tijdens het stollen en afkoelen te verminderen. Als gevolg hiervan moet het model iets groter zijn dan het toekomstige gietstuk. De vermindering van de lineaire afmetingen van het gietstuk onder de omstandigheden van een bepaalde productie wordt gieterijkrimp genoemd. De waarde voor elk specifiek gietstuk hangt af van het merk van de legering, van de configuratie en het vormapparaat.

Voor gietstukken van medium koolstofstaal (staal 35L) is de gietkrimp 1,6%.

Bewerkingstoeslagen worden gegeven op alle machinaal bewerkte gietoppervlakken. De hoogte van de toeslag is afhankelijk van de positie van het oppervlak tijdens het gieten, de vorm van gieten en de reinheid van de oppervlaktebehandeling, evenals van de grootte van het gietstuk en het te bewerken oppervlak.

Bij machinaal gieten worden, vanwege de grotere nauwkeurigheid van het gieten, verwerkingstoeslagen kleiner gegeven dan bij handmatig gieten. De grootste toeslagen zijn bedoeld voor oppervlakken die, wanneer ze worden gegoten, naar boven gericht zijn, omdat ze het meest verstopt zijn met niet-metalen insluitsels.

Bepaling van toeslagen volgens GOST 26645-85.

nominaal de grootte	nauwkeurigheidsklasse	mate van kromtrekken	kromtrekkende afwijkingen	verplaatsingsafwijkingen	tolerantie	hoofdbijslag	extra toeslag	totale vergoeding
	een aantal toeslagen
19		5	0.16	1.2	3.2	5.0	-	5.0
110		5	0.16	1.2	5.0	5.0	-	5.0
Æ110		5	0.6	1.2		5.0	-	5.0
Æ150		5	0.6	1.2		5.0	-	5.0
Æ180		5	0.6	1.2		5.0	-	5.0
300		5	0.16	1.2			-

Vormende hellingen worden genoemd, die zijn bevestigd aan de werkoppervlakken van gietpatronen om hun vrije extractie uit mallen of het vrijgeven van kerndozen uit kernen zonder vernietiging te garanderen als het ontwerp van het onderdeel niet voorziet in constructieve hellingen.

Gieten is een van de belangrijkste en meest voorkomende methoden voor het vervaardigen van plano's en machineonderdelen. De massa van gegoten onderdelen is ongeveer 60% van de massa van tractoren en landbouwmachines, (70 ... 85)% van de massa van walserijen en metaalbewerkingsmachines.

De essentie van het gietproces bestaat in wezen uit het feit dat gesmolten metaal met een bepaalde chemische samenstelling in een vooraf voorbereide gietvorm wordt gegoten, waarvan de holte, in grootte en configuratie, overeenkomt met de vorm en afmetingen van het vereiste werkstuk. Na afkoeling wordt het werkstuk of het afgewerkte onderdeel, gietstukken genoemd, uit de mal gehaald.

Om gietstukken van hoge kwaliteit te verkrijgen, moeten gietlegeringen bepaalde gieteigenschappen hebben: goede vloeibaarheid, lage krimp, uniformiteit van de chemische structuur, laag smeltpunt, enz.

De meeste gietstukken van ijzer en staal worden verkregen door gieten in zand-kleivormen (tot 60% van het totale volume). Voor het verkrijgen van gietstukken met een hoge nauwkeurigheid (minimale bewerkingstoelagen) en oppervlakteruwheid, een homogene metaalstructuur, worden speciale gietmethoden gebruikt: gieten in metalen mallen (chill mallen), centrifugaalgieten, drukgieten, investeringsgieten, gieten in schaalvormen en enz. .

Voornaamst casting voordelen: voordat andere methoden voor het verkrijgen van blanco's en onderdelen zijn:

a) de mogelijkheid om blanco's en onderdelen van verschillende configuraties te verkrijgen, van verschillende metalen en legeringen;

b) de mogelijkheid om gevormde producten met een complexe configuratie (hol, volumineus, enz.) Te verkrijgen die onmogelijk en economisch onpraktisch zijn om met andere methoden te vervaardigen (bijvoorbeeld snijden - een groot verbruik van metaal tot spanen, aanzienlijke tijd, enz. );

c) universaliteit van technologieën - de mogelijkheid om blanco's te vervaardigen van enkele grammen tot honderden tonnen;

d) de mogelijkheid om afvalstoffen en afgekeurde producten te verwerken:

e) relatief gemak van verkrijging en lage kosten van gietstukken.

Naast de voordelen van gieten, heeft het ook: beperkingen:

a) de moeilijkheid om een ​​homogene chemische samenstelling van het gietstuk te verkrijgen;

b) de nauwkeurigheid en kwaliteit van het oppervlak van het onderdeel is lager dan wanneer het wordt verwerkt door snijden of plastische vervorming;

c) inhomogeniteit van de samenstelling en verminderde dichtheid van het materiaal van de werkstukken, en bijgevolg hun lagere sterkte-eigenschappen dan de werkstukken verkregen door drukbehandeling.

Voornaamst ontwikkelingsrichtingen van de gieterijproductie zijn: reconstructie en modernisering van bestaande apparatuur; vervanging van verouderde apparatuur door hoogwaardige gietmachines en halfautomatische machines, robotcomplexen; vermindering van het materiaalverbruik van producten van het machinebouwcomplex door het aandeel gietstukken uit gelegeerd staal en hoogwaardig gietijzer te vergroten, evenals precisiegietwerk.

De belangrijkste technische en economische indicatoren van het werk van gieterijen zijn: jaarlijkse productie van gietstukken in tonnen; productie van gietstukken per productiemedewerker; we eten gietstukken van een vierkante meter van de productieruimte van de werkplaats; opbrengst aan geschikt metaal; percentage afwijzingen van gietstukken; niveau van mechanisatie en automatisering; deel van de gietstukken verkregen door speciale methoden; kosten van een ton gieten.

A) Gieten in zand-kleivormen

Een gietvorm met een holte waarin gesmolten metaal wordt gegoten, wordt volgens een patroon gemaakt van vormzand. Een model is een apparaat voor het verkrijgen van een toekomstig gietstuk in de vorm van een werkholte. Modellen kunnen worden gemaakt van hout, kunststof of metaal, hun afmetingen moeten groter zijn dan de afmetingen van de gietstukken door de krimp van het metaal en de ruimte voor latere bewerking.

Vormmengsels voor het gieten van vormen en kernen bestaan ​​uit kwartszand, speciale klei, water en een aantal additieven (lijnolie, hars, dextrine, vloeibaar glas, houtsnippers of turfschilfers) die zorgen voor gasdoorlaatbaarheid en plasticiteit van het mengsel. Bij het maken van een mal wordt het vormzand, bevochtigd en grondig gemengd, in de onderste kolf gegoten, na het instellen van het gietmodel (Fig. 1). Vervolgens wordt het mengsel handmatig verdicht met verschillende apparaten of op speciale vormmachines. Na verdichting van het mengsel wordt het model uit de onderste kolf verwijderd. Evenzo wordt het mengsel samengeperst in de bovenste kolf, nadat er eerder, naast het gietmodel, een poortsysteemmodel in is geïnstalleerd dat kanalen vormt voor het gieten van vloeibaar metaal in de vormholte. Het poortsysteem bestaat uit een poortkom, een verticale stijgbuis, een slakkenvanger, een toevoer en een stijgbuis. Het poortsysteem moet zorgen voor een soepele stroom van gesmolten metaal in de mal en de verwijdering van gassen uit de mal.

Nadat ze de staven in de vorm hebben geïnstalleerd, assembleren ze deze: de bovenste kolf wordt op de onderste geïnstalleerd en de kolven worden met pinnen vastgezet. In deze vorm (Fig. 1) is de mal klaar om met smelt te worden gegoten.

Het smelten van metaal wordt uitgevoerd in verschillende smeltapparaten. Gietijzer wordt gesmolten in koepels, staal wordt gesmolten in convertors en elektrische ovens, non-ferrometalen en hun legeringen worden gesmolten in elektrische ovens en smeltkroezen. De temperatuur van het gesmolten metaal wordt op de giettemperatuur gebracht, ᴛ,ᴇ. 100 ... 150 C hoger dan het smeltpunt van de legering.

Nadat de smelt in de mal is gegoten en is afgekoeld, worden de gietstukken uit de mal geslagen en handmatig, op trilroosters of straalmachines, van het vormzand ontdaan. Het trimmen van de elementen van het poortsysteem wordt uitgevoerd met schijfsnijders, lintzagen, op trimpersen, vlam- of plasmasnijders. Het reinigen van gietstukken van bramen en baaien wordt uitgevoerd met slijpschijven.

Alvorens naar mechanische werkplaatsen te worden gestuurd, worden stalen gietstukken noodzakelijkerwijs onderworpen aan een warmtebehandeling - gloeien of normaliseren - om interne spanningen te verlichten en de metaalkorrel te malen. In sommige gevallen worden gietstukken van andere legeringen onderworpen aan een warmtebehandeling.

Het voordeel van gieten in zand-kleivormen is de lage kosten van vormmaterialen en patroonapparatuur. Bovendien is deze manier van gieten arbeidsintensiever in vergelijking met andere. Tegelijkertijd zorgt het gieten in zand-kleivormen voor een lage maatnauwkeurigheid en een hoge oppervlakteruwheid.

B) Speciale gietmethoden:

Speciale gietmethoden in vergelijking met gieten in zand-kleivormen maken het mogelijk gietstukken met nauwkeurigere afmetingen te verkrijgen met een goede oppervlaktekwaliteit, wat bijdraagt ​​aan: vermindering van het metaalverbruik en arbeidsintensiviteit van de bewerking; het verbeteren van de mechanische eigenschappen van gietstukken en het verminderen van huwelijksverliezen; een significante vermindering of eliminatie van het verbruik van vormmaterialen; vermindering van productieruimte; verbetering van de hygiënische en hygiënische omstandigheden en verhoging van de arbeidsproductiviteit.

Deze omvatten gieten: in permanente metalen mallen (chill mold); centrifugaal; onder druk; in dunwandige eenmalige vormen; investeringsmodellen; corticaal of schaal; elektroslak gieten.

Gieten in schaalvormen. Bij deze gietmethode worden speciale schaalvormen gebruikt, gemaakt van kwartszand (92...95%) en thermohardende kunsthars (5...8%). Het zand-harsmengsel wordt bereid door zand en gemalen harspoeder te mengen met toevoeging van een oplosmiddel (koude methode) of bij een temperatuur van 100 ... 120 C (warme methode), waardoor de hars de zand korrels. Verder wordt het mengsel bovendien geplet om individuele korrels te verkrijgen die zijn bekleed met hars, en in de bunker geladen.

De vervaardiging van schaalvormen wordt als volgt uitgevoerd (Fig. 2.). Een metalen model, verwarmd tot 200...300 C, wordt bedekt met een laag hittebestendig smeermiddel (siliconenvloeistof) en in een trechter geplaatst, vervolgens bedekt met vormzand en 10...30 s vastgehouden. Gedurende deze tijd wordt de schaal voorgesinterd op het model. Vervolgens wordt overtollig los vormzand uit het model verwijderd en samen met de schaal 1 ... 3 minuten in de oven gehouden. bij een temperatuur van 300 ... 375 C. In dit geval vindt het uiteindelijke sinteren van de schaal met een dikte van 7 ... 15 mm plaats. Na afkoeling kan de schaal dankzij de scheidingslaag van hittebestendig smeermiddel eenvoudig van het model worden verwijderd. De afzonderlijke delen van de mal en het op deze manier gemaakte poortsysteem worden geassembleerd door langs de vlakken van de connectoren te lijmen en ze vast te zetten met beugels of klemmen. De fabricage en montage van schaalvormen is eenvoudig te mechaniseren en te automatiseren.

In tegenstelling tot het gieten in zand-kleivormen, geeft het gieten in schaalvormen een grotere maatnauwkeurigheid en minder ruwheid. De bewerkingstoegift is 0,5…3 mm. Tegelijkertijd zijn de beperkte massa van gietstukken (tot 250...300 kg) en meer complexe technologische apparatuur nadelen van deze gietmethode. Om deze reden wordt gieten in schaalvormen gebruikt in serie- en massaproductie van gietstukken van kleine en middelgrote afmetingen.

Investering gieten. Het gietproces is als volgt. In een mal worden een gietmodel en elementen van het poortsysteem gegoten uit een laagsmeltend mengsel van stearine (50%) en paraffine (50%). De perstemperatuur van het mengsel is 42...45 C. Het model en het poortsysteem zijn samengevoegd tot een blok, bedekt met een keramische schaal (2...8 mm dik). De keramische coating bestaat uit 60...70% kwartspoeder of fijngemalen kwartszand en 30...40% bindmiddel (ethylsilicaatoplossing). Vervolgens wordt een model met water, stoom of hete lucht uit een keramische mal gesmolten. De uit het model bevrijde vormen worden in kolven met zand geplaatst, verdicht en 3-5 uur gecalcineerd bij 900-950 C. In dit geval branden de resten van de modelsamenstelling uit en wordt de keramische mal uitgegloeid. Na het calcineren worden de voltooide vormen verzonden om met metaal te worden gegoten.

Verloren was gieten zorgt voor een grotere nauwkeurigheid in gietafmetingen. Deze methode kan worden gebruikt voor het verkrijgen van gietstukken met de meest complexe vorm met een wanddikte tot 0,3 ... 0,8 mm met een minimale bewerkingsmaat (tot 0,7 mm).

Nadelen - de kosten van gietstukken verkregen door investeringspatronen zijn hoger dan die gemaakt door andere gietmethoden.

Gieten in metalen mallen. Metalen gietvormen (chill mallen) worden gesplitst en uit één stuk gemaakt, voornamelijk uit staal en gietijzer. Om complexe holtes te verkrijgen, worden metalen en zandstaven gebruikt.

Het gietproces van de mal omvat de volgende bewerkingen: het reinigen van de mal, het aanbrengen van een vuurvaste coating (van kwarts, grafiet, asbest en vloeibaar glas) op het binnenoppervlak, het verwarmen van de mal tot 150 ... 450 C, het gieten van gesmolten metaal. Het aanbrengen van een vuurvaste coating zorgt voor een verlenging van de levensduur van de matrijs, voorkomt het lassen van metaal aan de wanden van de matrijs en vergemakkelijkt de extractie van gietstukken. Verwarming beschermt de mal tegen barsten en vergemakkelijkt het vullen van de mal met metaal. Na het uitharden wordt het gietstuk met een stamper uit de mal gehaald.

De voordelen van vormgieten in vergelijking met gieten in wegwerpbare zand-kleivormen zijn: het verkrijgen van gietstukken met nauwkeurigere afmetingen en vormen; fijnkorrelige structuur van het metaal en dienovereenkomstig met de beste fysieke en mechanische eigenschappen; zorgen voor een hoge arbeidsproductiviteit; lagere kosten van gietstukken; verbetering van de arbeidsomstandigheden van de gieterijarbeider.

De nadelen van de methode - de hoge kosten van kikili; lage gasdoorlaatbaarheid en taaiheid van de metalen mal, wat leidt tot de vorming van gasschillen en scheuren in gietstukken; snelle afkoeling van het metaal maakt het moeilijk om gietstukken met een complexe vorm te verkrijgen, veroorzaakt het gevaar van het verschijnen van moeilijk te snijden oppervlakken in gietijzeren gietstukken.

Spuitgieten. De essentie van het gietproces is in wezen dat het gesmolten metaal de mal vult onder de druk van de zuiger (Fig. 3a). Nadat het metaal is uitgehard, wordt de mal geopend en wordt het gietstuk verwijderd.

Voordat met het werk wordt begonnen, wordt de mal verwarmd tot 150 ... 400 C op basis van de gegoten legering en gesmeerd met een smeermiddel op basis van minerale oliën met grafiet.

De productiviteit van pistonmachines bereikt 500 gietstukken per uur. In omstandigheden van massaproductie maakt het gebruik van spuitgieten het mogelijk om de complexiteit van het verkrijgen van gietstukken met 10-12 keer te verminderen en de arbeidsintensiteit van de bewerking met 5-8 keer. Door de hoge fabricageprecisie en de verbeterde mechanische eigenschappen van onder druk verkregen gietstukken, worden besparingen tot 30 ... 50% aan metaal bereikt in vergelijking met gieten in enkele vormen. Het creëert de mogelijkheid om het proces volledig te automatiseren.

Centrifugale gietmethode: - een hoogwaardige methode voor het vervaardigen van holle gietstukken zoals omwentelingslichamen (bussen, buizen, moffen) van non-ferro en ijzer-koolstoflegeringen, evenals bimetalen. De essentie van de methode bestaat uit het gieten van vloeibaar metaal in een roterende metalen of keramische mal (mal). Vloeibaar metaal als gevolg van centrifugale krachten wordt naar de matrijswanden geslingerd, verspreidt zich langs hen en hardt uit. Niet-metalen insluitsels worden verzameld aan de binnenkant van het gietstuk en verwijderd tijdens verdere bewerking (Fig. 3b). Na afkoeling wordt het afgewerkte gietstuk met behulp van speciaal gereedschap uit de mal verwijderd.

Gietstukken worden verkregen met een exacte configuratie, met een lage oppervlakteruwheid en hebben een dichte fijnkorrelige metaalstructuur.

Net als bij spuitgieten worden metalen vormen verwarmd voordat vloeibaar metaal wordt gegoten en worden er beschermende coatings op aangebracht.

Centrifugaal gieten is zeer productief (40…50 gietijzeren buizen met een diameter van 200…300 mm kunnen in 1 uur worden gegoten), maakt het mogelijk om holle gietstukken te verkrijgen zonder het gebruik van kernen en bimetaal gietstukken door achtereenvolgens gieten van twee legeringen ( bijvoorbeeld staal en brons), in vergelijking met gieten in stationaire zand-klei- en metalen mallen, biedt een hogere kwaliteit van gietstukken, elimineert bijna het verbruik van metaal voor winst en verheffing, verhoogt de opbrengst van geschikte gietstukken met 20 ... 60% .

De nadelen van de methode zijn de hoge kosten van mallen en apparatuur, het beperkte aantal gietstukken.

continu gieten - dit is een methode om brootsgietstukken met een constante dwarsdoorsnede te verkrijgen door de smelt continu in de mal te voeren en het uitgeharde deel van het gietstuk eruit te trekken. Gezien de afhankelijkheid van de rekrichting wordt onderscheid gemaakt tussen verticaal en horizontaal continugieten. Verticaal gieten wordt vaak gebruikt om ingots en pijpen te produceren.

Het schema van horizontaal gieten wordt getoond in Fig.4. De mal 2, geïnstalleerd in de metalen ontvanger 1, is gemaakt van koper, grafiet en, minder gebruikelijk, staal. Het heeft een interne holte, waarvan het profiel overeenkomt met de doorsnede van het gietstuk. Aan het uitlaatgedeelte van de matrijs is een waterkoelmantel 3 aangebracht, die door middel van rollen 5 uit de matrijs wordt getrokken en met behulp van een zaag 7 of plasmasnijden in afgemeten stukken wordt verdeeld. Het centrale deel van de ingot blijft na het verlaten van de mal vloeibaar, en daarom is, om het stollen te versnellen en het doorbreken van de smelt door de hardmetalen schaal te voorkomen, een douche-inrichting voor koeling met water 4 geïnstalleerd.

Continu gieten produceert blanks met een constante doorsnede in de vorm van een cirkel, strip of meer complex profiel. Het nadeel van deze gietmethode is het beperkte aantal gietstukken dat gepaard gaat met de onmogelijkheid om plano's met complexe vormen te verkrijgen.

Vacuüm zuiggieten - deze methode produceert gietstukken zoals bussen, ringen, tandwielen, hulzen, enz. Op het oppervlak van de smelt in de metalen ontvanger 3 wordt een platte ring van vuurvast materiaal 2 geplaatst, een metalen watergekoelde mal, een mal 1, wordt van bovenaf op de neergelaten. Door het vacuüm in de mal te verwijderen, is het mogelijk om de smelt eruit te halen en holle gietstukken te verkrijgen. Door de gerichte kristallisatie van het oppervlak naar het midden en de toevoer van het uithardende gietstuk vanuit de metalen ontvanger, is het mogelijk om een ​​dicht gietstuk te verkrijgen zonder krimpdefecten en gasporositeit. Een kenmerk van dit proces is een hoge opbrengst aan bruikbaar metaal, aangezien er geen extreem belang is in het poortsysteem en de stijgbuizen.

Gietdefecten- door onjuist ontwerp van gietstukken, schending van giettechnologie of fouten in de ontwikkeling ervan. De belangrijkste gebreken zijn onder meer schelpen, scheuren, oppervlaktedefecten en niet-naleving van de configuratie en afmetingen met de vereisten van de tekening.