Oppgave for et kursprosjekt .............................. 2

1.1. Begrunnelse for støpemetoden................................... 4

1.2. Begrunnelse for plasseringen av delen i formen ved helling6

1.3. Begrunnelse for valg av skilleflateform og modell7

1.4. Begrunnelse for svinn og bearbeidingstillegg, skråninger, fileter..... 8

1.5. Bestemmelse av design og størrelser på skilt på stenger. Kontroller tegn for knusing 10

1.6. Beregning av portsystemet ................................... 14

1.7. Beregning av størrelser på fortjeneste og kjøleskap .... 21

1.8. Begrunnelse for utstyret som brukes ........................................ 25

1.9. Beregning av dimensjonene til kolbene, massen til lasten ........... 27

1.10. Utvalg av støpe- og kjernesand..... 30

1.11. Tørkemodus for former og kjerner ................... 34

Prosessflytskjema ................... 35

Referanser ........................................ 37

2. Grafisk del

2.1. Deltegning med form og støpeelementer

2.2. Montering toppplate tegning

2.3. Utsnitt av formen og utsikt over den nedre halvformen med

stenger

1.1. Begrunnelse for støpemetoden

Støping er prosessen med å lage engangsstøpeformer. Dette er et arbeidskrevende og ansvarlig stadium av hele den teknologiske syklusen for produksjon av støpegods, som i stor grad bestemmer kvaliteten. Støpeprosessen er som følger:

Komprimering av blandingen, som gjør det mulig å oppnå et nøyaktig avtrykk av modellen i form og gi den den nødvendige styrken i kombinasjon med samsvar, gasspermeabilitet og andre egenskaper;

En enhet i form av ventilasjonskanaler som letter utgangen fra formhulen til gassene som dannes under helling;

Fjerne modellen fra skjemaet;

Etterbehandling og montering av skjema, inkludert montering av stenger.

Avhengig av størrelse, vekt og veggtykkelse på støpegodset, samt karakteren på støpelegeringen, helles den i våte, tørre og kjemiske herdeformer. Støpeformer lages manuelt, på støpemaskiner, halvautomatiske og automatiske linjer.

Siden denne støpen har en vekt på under 500 kg, vil vi helle støpen rå. Våthelling er mer teknologisk avansert, siden det ikke er behov for å tørke formene, noe som øker den teknologiske prosessen betydelig.

I forhold til serieproduksjon kan både manuell og maskinstøping brukes. For fremstilling av denne støpingen bruker vi maskinstøping. Maskinstøping lar deg mekanisere to hovedstøpeoperasjoner (komprimering av blandingen, fjerning av modellen fra formen) og noen hjelpeoperasjoner (utvikle portkanaler, dreie kolber, etc.). Med mekaniseringen av støpeprosessen forbedres kvaliteten på komprimeringen, nøyaktigheten av dimensjonene til støpingen øker, arbeidsproduktiviteten øker kraftig, arbeidet til arbeideren lettes og sanitære og hygieniske forhold i verkstedet forbedres, og avslag er redusert.

Som støpemaskin bruker vi en pulsmaskin. I en slik maskin komprimeres blandingen på grunn av påvirkningen av en luft(gass)bølge. Trykkluft under trykk (6?10) * 10 6 Pa kommer inn i formhulen med høy hastighet. Under påvirkning av en luftbølge komprimeres formsanden i løpet av 0,02-0,05 s. Den gjenværende luften fjernes gjennom ventilene. De øvre lagene av formsanden komprimeres ved pressing.

Ved bruk av konvensjonelle sand-leireblandinger når overflatehardheten til formen 89-94 enheter. Maksimal komprimering av blandingen tilsvarer delingen av formhalvdelen. Forbedring av de teknologiske parametrene til støpeformen øker den geometriske nøyaktigheten til støpegods, reduserer avslag, forbedrer sanitære og hygieniske arbeidsforhold på grunn av fullstendig eliminering av vibrasjoner og støy.

1.2. Begrunnelse for plasseringen av delen i formen ved helling

Hovedoppgaven ved valg av støpeposisjon under støping er å oppnå de mest kritiske overflatene uten støpefeil. Når du velger plasseringen av støpegodset i formen, veiledes vi av følgende anbefalinger:

Vi tar hensyn til prinsippet om støpeherding: vi plasserer støpen med massive deler opp, og setter overskudd over dem;

Hovedbearbeidede overflater og de mest kritiske delene av støpingen er anordnet vertikalt;

Denne posisjonen sikrer at kjernene holdes sikkert i formen under støping, det er mulig å kontrollere veggtykkelsen på støpegodset ved montering av formen;

Tynne vegger er plassert under og vertikalt langs støpingen, noe som er gunstig ved støping av stål, metallveien til tynne deler er kortest.

1.3. Begrunnelse for valg av skilleflateform og modell

Kontaktoverflaten mellom øvre og nedre formhalvdel kalles formens skilleflate. Det er nødvendig å fjerne modellen fra den komprimerte sanden og installere kjernene i formen. Koblingsoverflaten kan være flat eller formet.

Valget av støpekobling bestemmer modellens design og koblinger, behovet for å bruke kjerner, størrelsen på støpeskråningene, størrelsen på kolbene, etc. Hvis skilleflaten er valgt feil, kan konfigurasjonen av støpingen bli forvrengt, uberettiget komplikasjon av støping og montering.

Den valgte formskilleoverflaten tilfredsstiller følgende krav:

Skilleoverflaten til formen og modellen er flat, noe som er det mest rasjonelle fra synspunktet om å produsere et modellsett;

Stangen er plassert i den nedre halvdelen av formen, mens det ikke er nødvendig å henge stangen i den øvre halvdelen av formen, det er lettere å kontrollere installasjonen i formen, muligheten for skade på nærskilte deler er redusert;

Kostnader for flising og rengjøring av støpegodset reduseres;

Gjør det mulig å redusere forbruket av støpesand på grunn av en reduksjon i høyden på formen, siden denne skilleflaten gir en liten høyde på formen;

Støpemodellen har ingen avtakbare deler.

1.4. Begrunnelse for svinn og bearbeidingstillegg, skråninger, fileter

Krymping er egenskapen til metaller og legeringer for å redusere volumet deres under størkning og avkjøling. Som et resultat må modellen være noe større enn den fremtidige støpingen. Reduksjonen i de lineære dimensjonene til støpegodset under betingelsene for en viss produksjon kalles støperikrymping. Verdien for hver spesifikke støping avhenger av legeringsmerket, konfigurasjonen og formenheten.

For støpegods av middels karbonstål (stål 35L), er støpekrympingen 1,6 %.

Maskineringstillegg er gitt på alle maskinerte støpeoverflater. Størrelsen på godtgjørelsen avhenger av overflatens plassering under støping, støpemetoden og renheten til overflatebehandlingen, samt størrelsen på støpen og overflaten som skal bearbeides.

Ved maskinstøping, på grunn av større nøyaktighet ved støping, gis bearbeidingsgodtgjørelser mindre enn ved manuell støping. De største kvotene er gitt for overflater som, når de helles, vender oppover, siden de er mest tilstoppet med ikke-metalliske inneslutninger.

Fastsettelse av godtgjørelser i henhold til GOST 26645-85.

nominell størrelsen	nøyaktighetsklasse	grad av vridning	vridningsavvik	forskyvningsavvik		hovedgodtgjørelse	tilleggsgodtgjørelse	samlet godtgjørelse
	en rekke godtgjørelser

Formingsskråninger kalles, som er festet til arbeidsflatene til støpemønstre for å sikre deres frie utvinning fra former eller frigjøring av kjernebokser fra kjerner uten ødeleggelse hvis utformingen av delen ikke gir konstruktive skråninger.

Mengden skråning avhenger av veggens høyde, modellens materiale og støpemetoden. For maskinforming har metallmodeller en helning på 0,5-1°. Vi aksepterer 1°.

Fileter kalles avrunding av modellenes innvendige hjørner for å få en jevn overgang fra en overflate til en annen i støpingen. De forbedrer kvaliteten på støpegodset, bidrar til ensartet kjøling, reduserer risikoen for varme sprekker ved skjæringspunktene mellom veggene og forhindrer utstøting av sand i hjørnene av formen når modellen fjernes fra den. Takket være korrekt utført avrunding av ytre og indre vegger er det mulig å unngå forekomst av krympehulrom. Bruken av fileter øker utmattingsstyrken til støpegods under driftsforhold med betydelige vekslende belastninger.

I henhold til kravet spesifisert på tegningen er størrelsen på filetene 2x3mm.

1.5. Bestemmelse av design og størrelser på skilt på stenger. Sjekker tegnene for krølling

Støpekjerner kalles støpeformelementer som lages separat fra halvformene ved hjelp av spesialutstyr (som regel) og er designet for å produsere hull og hulrom i støpen som ikke kan hentes fra modellen. Stengene settes vanligvis i form etter tørking for å øke styrken og redusere gassproduksjonen.

Stangskilt tjener til å sikre riktig og pålitelig fiksering av stangen i form og fjerning av gasser fra den under helling.

Når du designer stenger, er det nødvendig:

Bestem grensene til stengene og deres antall;

Sørg for styrke ved å velge riktig kjerneblandingssammensetning eller installere rammer;

Velg en produksjonsmetode, vis kjerneboksens splitteplan og pakkingsretningen;

Utvikle et ventilasjonssystem.

Når vi designer stenger, veiledes vi av følgende hensyn:

Stangen er plassert i den nedre halvdelen av formen, siden installasjonen og festingen av stangen i den øvre kolben tar 5-6 ganger mer tid enn i den nedre;

Vi unngår ensidig plantede stenger, som vi bruker teknikken med å duplisere stenger til; dette eliminerer muligheten for deres forskyvning under påvirkning av sin egen masse eller trykket fra metallet;

Utformingen av skjemaet utelukker fiksering av noen stenger i tegnene til andre, siden i dette tilfellet er feilene ved installasjonen oppsummert.

Ved fremstilling av støpingen til denne delen bruker vi en duplisert stang:

Hoveddimensjonene til stangen: L = 235 mm, a = 704 mm, b = 184 mm.

Lengden på det horisontale skiltet fra er 80 mm, noe som tydeligvis ikke er nok for stabiliteten til den dupliserte stangen. Veiledet av avsnitt 3.4 i GOST 3606-80, vil vi øke lengden på skiltet til 240 mm.

a = 6°, b = 8°.

Klareringsverdier S 1 , S 2 og S 3 :

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

Avrundingsradius (overgang fra hovedflaten til den ikoniske formingsflaten): r = 5 mm.

For å få seter for lagre, beregner vi fremspringene på den dupliserte stangen:

For nedre fylling: skilthøyde h = 35 mm,

For de øvre fyllingene: skilthøyde h 1 = 0,4*h = 0,4*35 = 14mm.

Danner bakker på den ikoniske formingsflaten:

a = 7°, b = 10°.

Klareringsverdier S 1 og S 2:

For lavere tegn: S 1 = 0,3 mm, S 2 = 0,4 mm.

For øvre: S 1 = 0,2 mm, S 2 = 0,4 mm:

Avrundingsradius: r = 2?3mm.

Ved støping på en våt måte, for å forhindre ødeleggelse av kantene på formen når du installerer stengene, anbefaler GOST 3606-80 å lage anti-krympebelter for horisontale stenger: a = 12 mm, b = 2 mm.

Sjekker tegnene for krølling

Nederste tegn.

Blandings trykkstyrke:

hvor P er reaksjonen på støtten, kg,

hvor S n.z. - støtteflaten til det nedre skiltet, cm 2,

n er antall tegn i den nedre halvdelen, n = 5.

Stangvekt:

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

hvor V st er volumet til stangen, g / cm 3,

g st er tettheten til kjerneblandingen, g st \u003d 1,65 g / cm 3.

G st \u003d 95637,166 * 1,65 \u003d 157801,32g.

Lagerflate på det nedre skiltet:

Vilkåret er oppfylt.

Toppskilt.

hvor S v.zn. - støtteflaten til det øvre skiltet, cm 2,

hvor P st er løftekraften som virker på stangen, g,

m er antall tegn i øvre halvdel, m = 5.

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

V * st - volumet til stangen som løftekraften virker på,

V n - volumet av stangen, som ikke påvirkes av løftekraften, cm 3,

P st \u003d 52300,7 * (7 - 1,65) - 43336,466 * 1,65 \u003d 208303,576g,

P 1 = 208303,576/5 = 41660,715 g;

Støtteflate på det øvre skiltet:

Vilkåret er oppfylt.

1.6. Beregning av portsystem

Formålet med portsystemet

Portsystemet (hk) skal sikre en rolig, jevn og kontinuerlig tilførsel av metall til forhåndsbestemte støpesteder.

HP design skal skape forhold som hindrer at luft suges inn av metallstrømmen.

HP skal fange alle ikke-metalliske inneslutninger som har falt inn i metallstrømmen.

En av de viktigste funksjonene til HP er fyllingen av formen med en gitt hastighet: ved en veldig høy hellehastighet blir veggene i formen og kanalene til selve HP vasket ut, og hvis hellingen er for sakte, blir metallet betydelig avkjølt og krysser, ikke-leire, og underfyllinger dannes.

HP skal bidra til implementering av prinsippet om jevn eller retningsbestemt størkning av støpingen. Den tjener til å delvis mate støpegodset med flytende metall i det første øyeblikket av dets størkning.

Vanlig HP består av følgende hovedelementer: mottaksenhet, stigerør, sump, port, matere.

1. Mottaksenheter

Deres formål er å sikre at strålen fra bøtta kommer inn i HP-kanalene. Disse enhetene slukker også energien til metallstrålen fra øsen og fanger delvis slagget som har kommet inn i strømmen fra øsen.

Vi bruker en porttrakt som mottaksenhet. Innløpstrakter brukes ved støping av alle stålstøpte, uavhengig av vekt (på grunn av støping fra låseøser, samt for å redusere kontaktflaten til metallet med portsystemet). .

Det er en vertikal HP-kanal gjennom hvilken metallet går ned fra nivået på bollen til nivået der det bringes til støpingen.

Svært ofte, i henhold til betingelsene for støping (spesielt i maskinlagde former), er installasjon av stigerør som utvider seg nedover nødvendig. Luftlekkasje kan oppstå i slike stigerør, og installasjon av choker er nødvendig, men siden tverrsnittet til materne er det minste (det vil si hk fylt), er det ikke nødvendig med choker.

En svært ansvarlig plass i hp. er en kum - dette er en utvidelse og fordypning under stigerøret. Det bør alltid gjøres når du bygger HP. En sump av metall er dannet i den, som slukker energien til strålen fra stigerøret og forhindrer dermed metallsprut. I tillegg, ved å forlate sumpen inn i innløpet, ledes metallet fra bunnen og opp. Samtidig faller bevegelsesretningen til metallet sammen med retningen for den naturlige bevegelsen til slaggpartikler som har falt fra øsen inn i metallet, og de blir raskt båret til taket på porten, det vil si sumpen lar deg gjøre portslaget kortere og redusere metallforbruket per hk.

4. Sprue

Det er en horisontal kanal, oftest av en trapesformet seksjon, montert på formskilleplanet. Hovedformålet er å fordele metallstrømmen fra stigerøret til individuelle matere, og sikre dets jevne forbruk.

5. Matere

Det siste elementet i metallet er hk. - matere. Antallet og plasseringen avhenger av arten av delene som helles. Tverrsnittet av matere bør være slik at de lett brytes av fra støpen.

Når metallet bringes til støpingen av flere matere, er dets utstrømning fra forskjellige matere, fjerntliggende i forskjellige avstander fra stigerøret, forskjellig. Fjernmatere passerer mer metall enn nære. Dette forklares av det faktum at i ekstremmaterne blir det dynamiske hodet delvis til et statisk, så metallutstrømningshastigheten fra disse materne er høyere.

Velge type portsystem

De avgjørende faktorene som valget av type HP avhenger av er: utformingen av støpegodset, teknologien som er tatt i bruk i verkstedet og egenskapene til legeringen som arbeidsstykket er støpt fra.

For fremstilling av stålstøpegods brukes HP. maksimal enkelhet og minimal lengde, siden stål kraftig mister sin flytbarhet ved avkjøling.

Valgt hk refererer til den øvre hk. med horisontale matere. I en slik b.p. metallet føres inn i den øvre delen av støpegodset, og ved slutten av formfyllingen dannes det et temperaturfelt i støpingen, som tilsvarer prinsippet om retningsbestemt størkning (kaldt metall nedenfra og varmt metall ovenfra).

Valget av leveringssted for metall til støpingen

Når du velger et sted for tilførsel av metall til en støping, må prinsippet om støping av størkning tas i betraktning. Siden støpingen, ved sin design, er utsatt for retningsbestemt størkning, er det bedre å bringe metallet inn i de massive delene. Det flytende metallet varmer opp formen på forsyningsstedene, metallet kommer inn i de tynne delene av støpegodset avkjølt og størkningshastigheten øker enda mer. Massive deler, oppvarmet av varmt metall, herder langsommere. Et slikt temperaturfelt bidrar til dannelsen i støpingen (i dens massive eller termiske enhet) av et konsentrert krympehulrom, som lett kan omdannes til profitt.

Metallet bringes langs veggen, i dette tilfellet er det ingen direkte påvirkning av metallstrålen på formveggen, og sannsynligheten for erosjon avtar.

For å bestemme dimensjonene til tverrsnittet av elementene til hk. du må spørre forholdet mellom størrelsene deres. For HP stålstøpegods som veier opptil 1 tonn:

SF n: SF l.h. : F st \u003d 1: 1,15: 1,3. (12)

Flaskehalsen er materen, så vi beregner den ved å bruke Ozanne-formelen:

hvor SF n er det totale tverrsnittsarealet til materne, cm 2 ;

G er den totale massen av metall i formen sammen med hk. og fortjeneste, kg;

g - egenvekt av det flytende metallet, for stål g = 7g / cm 3;

m - hk strømningshastighet;

t - fyllingstid, s;

H p - gjennomsnitt, beregnet hodevirkende i hk under helling, cm;

g - tyngdeakselerasjon, g \u003d 981 cm / s 2.

Når det gjelder støping av støpejern og stål, har formel (11) formen:

Siden denne støpingen krever installasjon av fortjeneste, bestemmes metallforbruket til støpegods av formelen:

hvor G ex – vekten av støpestykket, kg;

TVG - teknologisk utbytte av gode, for en gitt casting TVG = 0,65;

Massen av støpegodset bestemmes av formelen:

G exc \u003d 2 * (G barn + G pr.m.o.) (16)

hvor - G det er massen til delen, G det = 42,5 kg;

G pr.m.o. - masse av metall for kvoter og maskinering, kg;

Maskineringstillegg er 7–10 % av delvekten, vi aksepterer 9 %.

G pr.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

Designhodet bestemmes av Dietert-formelen:

hvor H er starttrykket, eller avstanden fra stedet hvor metallet tilføres

avstøpning til øsens tå, cm;

P er avstanden fra det høyeste punktet på støpen til tilførselsnivået, cm;

C - støpehøyde i henhold til posisjon under støping, cm.

For å bestemme H, må du vite høyden på kolbene H v.o. og N n.d. Størrelsene deres er beregnet i avsnitt 1.9.

Figur 1. Skjema for å bestemme det beregnede trykket:

1 - tå bøtte;

2 - mottaksenhet (trakt);

3 - mater;

4 - støping;

5 - stang.

H = H v.o. + h i – b/2, (19)

hvor H v.o. - høyden på den øvre kolben, N v.o. = 15 cm;

h in - høyden på metallnivået i trakten, h i \u003d 6 cm (trakthøyde H i \u003d 75 mm);

b - stanghøyde, b = 18,4 cm.

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

Р = h m.v. – b/2, (20)

hvor h m.v. – toppmodell høyde, h m.v. = 26,25 cm.

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

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

hvor h m.s. – bunnmodellhøyde, h m.s. = 15,5 cm.

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

Da er arbeidstrykket lik:

HP strømningshastighet:

For forhold (10):

Helletiden bestemmes av formelen til Belenky, Dubitsky, Sobolev:

hvor S er tidsfaktoren, for stålstøpte S = 1,4?1,6, tar vi S = 1,5;

d - definerer veggtykkelse, d = 15 mm;

G er massen av støpegodset sammen med HP, kg.

Da er SF n lik:

Fyllingshastighet:

Den generelle formelen for å bestemme tverrsnittsarealene til de gjenværende HP-elementene:

Fi = F p *k i *P i , (25)

hvor F p er arealet til en mater, cm 2;

k i – forholdet mellom arealet til det i –te elementet til HP. til det totale arealet av matere som betjenes av det i-te elementet;

P i - antall matere som betjenes av det i-te elementet, P i = 4.

For mater:

For porting:

F l.h. \u003d 4,21 * 1,15 * 4 \u003d 19,36 cm 2.

For stigerøret:

F st \u003d 4,21 * 1,3 * 4 \u003d 21,89 cm 2.

Fig.2. Deler av elementer i portsystemet

1.7. Beregning av størrelser på overskudd og kjøleskap

Krympehulrom dannes i støpegods på grunn av en reduksjon i volumet av flytende metall under avkjøling og spesielt under overgangen fra flytende til fast tilstand. De er blant de viktigste støpefeilene som hjulene må forholde seg til daglig. For å bekjempe krympehulrom brukes støpehoder, som er reservoarer av flytende metall, hvorfra den volumetriske krympingen av individuelle deler av støpingen som ligger nær hodet fylles på.

Kvaliteten på støpingen og prosentandelen av utbyttet av en passende støping avhenger av effektiviteten til arbeidet med overskuddet. Installasjonen av overskudd bidrar til implementeringen av prinsippet om retningskrystallisering.

Overskudd må:

Gi retningsbestemt størkning av støpingen til overskuddet; derfor må den installeres på den delen av støpegodset som herdes sist;

Ha en tilstrekkelig del til å herde senere enn støpingen;

Ha tilstrekkelig volum slik at krympehulen ikke går utover profitt;

Vær av en design som gir et minimumsareal.

Kjøleskap brukes vanligvis til å kontrollere størkningshastigheten til forskjellige deler av en støping for å oppnå prinsippet om jevn eller samtidig størkning.

Topp hp-applikasjon lar deg få en temperaturgradient i støpingen tilsvarende retningsbestemt størkning. Således, på de øvre massive delene (oppvarmet av hellet metall), setter vi fortjeneste. Kaldt metall vil komme inn i de massive delene lavere i støpingen, så disse delene krever ikke ytterligere kjøling, og følgelig bruk av kjøleskap.

Beregning av overskudd etter metoden til prof. Andreeva

De fleste metodene for å beregne fortjeneste er basert på "metoden med innskrevet sirkel". Dens essens ligger i det faktum at en termisk node er tegnet på et papirark i full størrelse og en sirkel legges inn i den slik at den berører støpeveggene. Sirkelen med diameter d er størrelsen på den termiske noden (fig. 3).

Ris. 3. Termisk node.

Fortjeneste #1

D er den ytre diameteren til noden, D = 23 cm;

D o - innvendig diameter på knuten, D o = 18 cm.

Fortjeneste diameter, cm:

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

D p \u003d 1,0 + 3,18 \u003d 4,18 cm

Fortjenestehøyde, cm:

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

Fortjenestelengde: L p1 = 32,18cm.

Fortjeneste #2

Diameter på en sirkel innskrevet i en node, cm:

hvor a er tykkelsen på sideveggen, a = 1,5 cm;

D er den ytre diameteren til noden, D = 20 cm;

D o - innvendig diameter på knuten, D o = 15 cm.

Kompenserende metallring diameter, cm:

hvor H er høyden til den matede noden, H = 6,5 cm.

Fortjeneste diameter, cm:

D p \u003d d o + d 1,

D p \u003d 1,0 + 3,18 \u003d 4,18 cm

Fortjenestehøyde, cm:

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

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

Fortjenestelengde: L p2 = 29,04 cm.

Volum av overskudd

Masse overskudd:

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

G pr \u003d 2 * (551,59 + 497,77) * 7 \u003d 14691,04

Utbyttet er lik:

hvor G hk - masse hk, G hk lik 10?15 % av Gexc, godtar vi 12 %.

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

Siden TG er mye større enn den aksepterte, vil vi justere mengden fortjeneste for å oppnå den aksepterte TG.

Den nødvendige fortjenestemassen er lik:

Det totale volumet av slik fortjeneste er lik:

Da er de justerte fortjenesteparameterne lik:

H p \u003d 10,5 cm.

Massen av disse fortjenestene:

G pr \u003d 2 * (1450,45 + 1308,92) * 7 \u003d 38631,18g.

Da er den endelige TVG lik:

Som er veldig nær det aksepterte.

1.8. Begrunnelse for utstyret som brukes

Hovedtyngden av formstøpte støpegods fra ulike støpelegeringer produseres i enkeltsandformer. For å oppnå slike former brukes spesielt modell-kolbeutstyr, som er nødvendig for å skaffe deler av formen, stenger og deres montering. Et sett med modell-kolbeutstyr inkluderer: modeller og modellplater for å lage formdeler på dem, kjernebokser for å lage kjerner, ventilasjonsplater for å danne ventilasjonskanaler i kjerner, flate og figurerte (tørkere) tørkeplater for tørking av kjerner, kolber, enheter for kontrollformer under monteringsprosessen, samt kjøleskap, pinner for tilkobling av kolber og annet verktøy.

Modeller kalles enheter designet for å oppnå hulrom i former, hvis konfigurasjon tilsvarer de produserte støpegodsene.

For maskinstøping monteres modeller på spesialplater, som kalles mønsterplater. For serieproduksjon av denne støpingen bruker vi en ensidig typeinnstillingsplate (en modell som ligger på bare den ene oversiden er boltet til platen i samsvar med GOST 20342-74).

I forholdene for serieproduksjon av støpegods, brukes metallmodeller og plater. De har følgende fordeler: holdbarhet, større nøyaktighet og en jevnere arbeidsflate. De brukes i maskinstøping, som stiller visse krav til design og kvalitet på mønsterutstyr. Materialet for modellen til denne støpingen, så vel som for platen, er stålkvalitet St 15L (høy styrke og slitestyrke).

Utformingen av modellplaten (0280-1391/002 GOST 20109-74) avhenger hovedsakelig av typen maskin som halvformen skal produseres på, utformingen av støpegodset fra dette modellsettet. Modellplaten langs omkretsen har ventilasjonshull (ventiler) som er nødvendige for å fjerne luft under pulsstøping. Antall ventiler bestemmes av forholdet, diameteren på ventilen er 5x6mm.

For å feste kolben på platen har de 2 pinner: sentrering (0290-2506 GOST 20122-74), som beskytter kolben mot forskyvning i horisontal retning, og en guide (0290-2556 GOST 20123-74), som beskytter kolben fra forskyvning i forhold til platens tverrakse.

Utformingen av kjerneboksen avhenger av formen og dimensjonene til kjernen og produksjonsmetoden. Ved design er kjernebokser delt inn i ett stykke (shake) og avtakbare.

Valget av retningen for å fylle boksen med blandingen avhenger først og fremst av metoden for fremstilling av stangen, samt installasjonen av rammer og kjøleskap.

I masseproduksjon brukes metallkjernebokser. De er ofte laget avtakbare med en horisontal og vertikal kobling.

For fremstilling av kjerner av dette støpegodset bruker vi sandblåsemetoden. For sandblåsemaskiner benyttes delte kjernebokser. Når de er fylt med en blanding, opplever de overskytende lufttrykk, den slipende virkningen av sand-luftstrålen, samt kraften ved å presse boksen mot den oppblåsbare munnstykket til maskinen, så de må ha økt stivhet, styrke og være forseglet langs kontaktens plan og trykksetting.

For produksjon av denne støpingen under betingelser for serieproduksjon og impulsstøping, bruker vi kolber for automatiske linjer. Slike kolber har forsterkede vegger uten ventilasjonshull. Et trekk ved støpebokser for støping på automatiske linjer er deres ikke-utskiftbarhet, dvs. kolber for bunn og topp er forskjellige. Kolben for bunnen har ikke bøssinger for festestifter. I stedet for bøssinger har bunnkolben et konisk hull der tappen er festet.

Den øverste kolben har sentrerings- (0290-1053 GOST 15019-69) og føringsbøssinger (0290-1253 GOST 15019-69).

For tørking av stengene bruker vi tørkeplater med flat støtteflate. Hovedkravet for dem er maksimal strukturell stivhet med minimal vekt. Et system av hull er anordnet i platene for frigjøring av gass fra stengene.

Ventilasjonsplater brukes til å lage ventilasjonskanaler i stangen. Ventilasjonskanalene i stangen skal alltid plasseres ganske tydelig, spesielt hvis de inngår i et generelt ventilasjonsanlegg.

Maler er designet for å kontrollere størrelsen på stenger og former, forhåndsmontere flere stenger til en felles montering, kontrollere installasjonen av stenger i en form, og så videre.

1.9. Beregning av dimensjonene til flaskene, massen til lasten

Fig.3. Avstand mellom støping og individuelle formelementer

Ringlengde:

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

hvor L m er lengden på modellen, L m = 836 mm;

d st er diameteren på stigerøret, mm.

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

I følge GOST 2133-75 er lengden på kolben L o = 1000mm.

Ringbredde:

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

hvor B m er bredden på modellen, B m = 752 mm;

c - avstand mellom modellen og veggen på kolben, c = 50 mm;

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

I henhold til GOST 2133-75 med lengden på kolben L o = 1000mm B o = 800mm.

Høyde på den nedre kolben:

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

hvor h m.s. – bunnmodellhøyde, h m.s. = 190 mm;

b er avstanden mellom bunnen av modellen og bunnen av formen, b = 70 mm.

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

I følge GOST 2133-75 er høyden på den nedre kolben H nr. = 250 mm.

Høyde på øvre ramme:

H inn. O. = h m.v. + a, (39)

hvor h m.v. – toppmodell høyde, h m.v. = 262 mm;

b er avstanden mellom toppen av modellen og toppen av formen, b = 70 mm.

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

I følge GOST 2133-75 er høyden på den øvre kolben H v.o. = 300 mm.

Løftekraften som virker på den øvre halvdelen av formen:

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

hvor P st er løftekraften som virker på stangen, P st \u003d 208303.576g.

Fi er en horisontal projeksjon av overflaten av formelementet under trykk av en metallsøyle med høyden Hi;

H i - høyden på metallsøylen, målt fra overflaten F i til nivået på metallet i porttrakten;

g m - egenvekt av det flytende metallet, for stål 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.

Da er løftekraften som virker på den øvre halvformen lik:

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

Lastevekt:

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

hvor K er en sikkerhetsfaktor som tar hensyn til fenomenet hydraulisk sjokk når metallet kommer i kontakt med formstrømmen, K=1,3 - 1,5, aksepterer vi K=1,4;

Q w.p.f. - massen av den øvre halvformen, g,

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

Q v.p. - massen av metallet i kolben, fordi massen til kolben er liten i forhold til

massen av blandingen i den, deretter Q v.p. = 0;

Q cm.v.o. er massen av blandingen i den øvre halvdelen av formen, g,

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

der g cm er tettheten til sanden, g cm = 1,5 - 1,8 g / cm 3, aksepterer vi

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

V m.v. - volumet til toppmodellen, cm 3;

V m.v. = ((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........................................00.-.-11.5.5.5 2) * 1,2 + 70,4 * 12) * 2 \u003d 41038,59 cm 3.

Q w.p.f. = Q sm.v.o. \u003d (100 * 80 * 30 - 41038,59) * 1,65 \u003d 328286,33g.

Så massen til lasten:

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

1.10. Valg av list og kjernesand

Støpematerialer er materialene som brukes til å lage former og kjerner.

Støpematerialer, avhengig av bruksforholdene, må oppfylle følgende krav:

Gi den nødvendige styrken til blandingen i våte og tørre forhold;

Forhindre at blandingen fester seg til mønsterutstyr;

For å gi blandingen den fluiditeten som er nødvendig for å reprodusere konturene til modellen og kjerneboksen;

Har lav gassdannende evne;

Sørg for samsvar med formen eller kjernen under størkning og avkjøling av støpegodset;

Har tilstrekkelig brannmotstand og lav klebing til støpingen;

Sørg for god mugg- og kjerneknockout;

Ha lave kostnader, være ikke-mangelfull og ufarlig for andre;

Har lav hygroskopisitet;

Vær holdbar.

Støpesand er de viktigste fyllstoffene for støpesand og kjernesand. I de fleste tilfeller brukes kvartssand som støpesand, bestående av silikakorn (Si 2 O) av en viss størrelse og form. Den utbredte bruken av disse sandene skyldes det faktum at de er svært egnet for arbeidsforholdene til støpeformen.

Støpeleire brukes som mineralbindemiddel i støping og kjernesand. Støpeleire kalles bergarter som består av fint dispergerte partikler av vandige aluminosilikater, som har bindingsevne og termokjemisk stabilitet og er i stand til å gi sterk støpesand som ikke fester seg til overflaten av støpegodset. Ved våtstøping foretrekkes bentonittleire.

Ved fremstilling av kjerneblandinger gir ikke tilsetningen av støpeleire den riktige styrken til kjernene, derfor introduseres andre bindemiddeltilsetningsstoffer med en høyere verdi for spesifikk styrke i blandingen. Slike tilsetningsstoffer kalles bindemidler eller bindemidler. Limematerialer må oppfylle følgende krav:

Når du forbereder støpe- og kjernesand, fordeles jevnt over overflaten av kornene av støpesand i en viss tid;

Sørg for plastisiteten til blandingen;

Sørg for rask tørking av kjernen og formen;

Har ikke hygroskopisitet;

Har lav gassgenereringskapasitet under tørking og helling av smelten i en form;

Sikre samsvar med skjemaet og kjernen;

Ikke reduser brannmotstanden til støpeformen og kjernesanden;

Det er lett å kollapse når du slår ut formen;

Å være ufarlig for andre, billig og ikke mangelvare.

Vi bruker B-2 og B-3 festemidler som bindematerialer. Disse festene anbefales brukt til kjerneblandinger som klasse IV-kjerner er laget av, som inkluderer kjerner for denne støpingen. Denne klassen inkluderer stenger med en enkel konfigurasjon, som danner indre maskinerte hulrom i støpegods eller innvendige ubearbeidede overflater, som ikke er underlagt høye krav.

Festemidler B-2 (dekstrin, pektinlim) og B-3 (melasse, sulfid-alkoholdestillasjon) har mange vanlige teknologiske egenskaper, som gjør det mulig å erstatte disse materialene med hverandre med en liten endring i blandingens sammensetning.

Kjerneblandinger og kjerner på B-2 og B-3 festemidler utmerker seg ved følgende egenskaper:

1. Etter tørking har stengene på B-2 festemidler tilstrekkelig høy styrke.
2. Styrken til tørre og våte stenger øker dramatisk når leire tilsettes sammensetningen av blandingen.
3. Fluiditeten til blandingene er moderat.
4. Tørketemperaturen på stengene er 160°C - 180°C.
5. Stengene har tilstrekkelig overflatestyrke.
6. Gassdannende kapasitet til blandinger er lav.
7. Stengene er farget for å redusere klebrighet.
8. Utslagingen av stengene er tilfredsstillende dersom blandingene ikke inneholder leire.

Sandklassifisering

Kvaliteten og kostnadene for støpegods avhenger i stor grad av riktig valg av sammensetning og teknologiske egenskaper til sanden. Når du velger sammensetningen av blandingen, ta hensyn til:

Typen metall som støpes, kompleksiteten og formålet med støpingen;

Tilgjengelighet av nødvendige materialer;

serieproduksjon;

Produksjon og montering teknologi av molds;

Planlagt kostnad.

I henhold til typen metall som helles, er blandingene delt inn i 3 grupper: for stål, støpejern og ikke-jernholdige legeringer. Denne oppdelingen skyldes først og fremst temperaturen ved å helle metallet i formen. For stål er denne temperaturen »1550°C.

Uavhengig av typen metall, er støpesand delt inn i:

Av arten av bruk - i enkelt, vendt og fylling;

I henhold til tilstanden til formen før helling - på en blanding for former helles i våt tilstand (våtstøping), og en blanding for former helles i tørr tilstand (tørrforming).

Hvis blandingen fyller hele volumet av skjemaet, kalles det enkelt. Slike blandinger brukes i maskinstøping i serie- og masseproduksjonsbutikker. Siden disse blandingene direkte oppfatter den aggressive handlingen til metallet, må de ha høye teknologiske egenskaper. Derfor tilberedes ensartede blandinger av de mest ildfaste og termokjemisk stabile støpematerialene, som sikrer holdbarheten til blandingene.

Bruken av enkeltblandinger gjør det mulig å forkorte støpeforberedelsessyklusen og dermed øke produktiviteten til støpeenheter.

For jevne blandinger stilles det spesielt høye krav til gasspermeabilitet - disse blandingene brukes i grønnstøping og har derfor høy gassgenereringskapasitet. Dette innebærer at den nødvendige styrken oppnås med et minimum leireinnhold, som gjør det mulig å redusere fuktighetsinnholdet i blandingen. Derfor, for enkeltblandinger, brukes oftere bentonittleire, som har den høyeste bindingskapasiteten. I kombinasjon med tilsetninger av bindemiddel B-2 og B-3 gjør bentonitter det mulig å få støpesand med et fuktighetsinnhold på 1,8–2,5 %. Noen ganger erstattes vann med organiske løsemidler (for eksempel etylenglykol), mens overflaterenheten forbedres dramatisk og støpegodset reduseres.

Støpesand for stålstøping

Støpesand for stålstøping skiller seg fra de for jernstøping i større ildfasthet, siden temperaturen på støping av stål overstiger 1500 ° C. Høye helletemperaturer har en tendens til å øke kjemisk og termisk brenning, så det er vanskeligere å få tak i oliven med en ren overflate.

For fremstilling av støpesand brukes hovedsakelig anriket sand og kvartssand av klassene 1K og 2K med et silikainnhold på minst 95%. Leiresand brukes ikke til fremstilling av stålstøpeformer.

Ved fremstilling av støpeformer for støping av en liten masse benyttes fortrinnsvis kvartssand med kornstørrelse 016A 02A, som sikrer lav ruhet på overflatene til støpegodset.

Sammensetning av blandingen:

Sand 1K016A - 8 %,

Omvendt blanding -90%,

Sulfitt-gjærmos - 1%,

Leire - 1%.

Fuktighetsinnhold i blandingen: 3,5–4,5 %.

Kjerneblandinger for stålstøping

Under helleprosessen opplever stengene betydelig større termiske og mekaniske effekter sammenlignet med formen, siden de vanligvis er omgitt av en smelte. Av denne grunn stilles det strengere krav til kjerneblandinger.

Tørrstyrken til stengene og overflatehardheten bør være høyere enn formen. Kjerneblandinger må ha høy ildfasthet, duktilitet og lav hygroskopisitet, spesielt når de er støpt på en grønn måte, høy gasspermeabilitet og lav gassgenereringskapasitet, god knockout.

Sammensetning av blandingen:

Sand 1K016, 97–98 %;

Leire, 2–3 %;

Festemiddel B-3 (sulfid stillage) - 4,3%;

Bindemiddel SB (eller KO) - 3,6%;

Fuktigheten er 2,8–3,4 %.

1.11. Tørkemodus for former og kjerner

Støpeformer og kjerner tørkes for å øke deres gasspermeabilitet, styrke, redusere gassgenereringskapasiteten og til slutt forbedre kvaliteten på støpegodset. Tørkemodusen til stengene og formene er innstilt for ulike grupper av stenger og former empirisk.

Siden det er tilrådelig å støpe stålstøpegods som veier opptil 500 kg på en fuktig måte, tørker vi ikke formene.

Tørkeprosessen til stengene kan betinget deles inn i 3 trinn. På det første trinnet oppvarmes hele tykkelsen på stangen. Siden den termiske ledningsevnen til en våt blanding er mye større enn for en tørr blanding, er det i denne tørkeperioden nødvendig å prøve å holde på fuktigheten i stengene så mye som mulig og forhindre at den fordamper raskt.

I det andre trinnet av tørking er det nødvendig å raskt øke temperaturen til maksimum og holde stengene ved denne temperaturen i noen tid.

I det tredje trinnet av tørkingen kjøles stengene ned til lossetemperaturen. Stengene i denne perioden blir ikke bare avkjølt, men også tørket ut på grunn av varmen som er akkumulert i dem.

For god tørking av stengene er følgende forhold nødvendige:

Konstant heve temperaturen i tørkekammeret, og deretter opprettholde en jevn maksimal tillatt temperatur under tørking;

Temperatursvingninger i forskjellige soner av arbeidsvolumet til tørketrommelen bør ikke overstige 10 - 15 ° C under tørking;

Sikre jevn bevegelse av gasser i hele volumet av tørketrommelen med en hastighet på 1,8 - 2,2 m/s.

Stengene på festene B-2 og B-3 tørkes ved 160 - 180°C. Disse bindemidlene stivner som følge av tap av løsemiddel gjennom fordampning under oppvarming (varmetørking). Derfor bør tørkemodusen til stengene på disse festene være slik at de holder på en liten mengde fuktighet.

Tørketiden på stengene er 3,0 – 7,0 timer.

Prosesskart

Bibliografi

1. Støperi: Lærebok for metallurgiske spesialiteter ved universiteter. - 2. utg., revidert. og tillegg - M .: Mashinostroenie, 1987
2. Titov N.D., Stepanov Yu.A. Støperiteknologi: Lærebok for ingeniørhøgskoler. - 2. utg. revidert - M .: Mashinostroenie, 1978
3. Abramov G.G., Panchenko B.S. Håndbok for en ung støperiarbeider. - 3. utg., revidert. og tillegg - M .: Videregående skole, 1991
4. Klimov V.Ya. Design av teknologiske prosesser for fremstilling av støpegods: Lærebok. - Novokuznetsk: Media, 1987
5. Klimov V.Ya. Kursdesign for støpeformteknologi. - Novokuznetsk: Media, 1979
6. Aksenov P.N. Støperi: Lærebok for ingeniørhøgskoler. - 3. utg. - M .: Mashinostroenie, 1950
7. GOST 26645-85. Støpegods fra metaller og legeringer. Dimensjonstoleranser, vekter og bearbeidingstillatelser. - M .: USSR State Committee for Standards, 1986
8. GOST 3606-80. Modellsett. Stang tegn. Hoveddimensjoner. - M .: USSR State Committee for Standards, 1980
9. GOST 2133-75. Støperikolber. Typer og grunndimensjoner. – Statlig standard for USSR
10. Klimov V.Ya. Gating Systems Design: Lærebok. - Novokuznetsk: media, 1993
11. Klimov V.Ya., Knyazev S.V., Kutsenko A.I. Støpematerialer og blandinger: Lærebok. - Novokuznetsk: media, 1992
12. Klimov V.Ya., Antonov V.P., Kuvykin Yu.F. Profit Design: Studieveiledning. - Novokuznetsk: SibGGMA, 1995
13. Vasilevsky P.F. Stålstøpeteknologi. M.: Mashinostroenie, 1974
14. Vasilevsky P.F. Portsystemer av stålstøpegods. MASHGIZ, 1956

Test

støperiteknologi

2. Hovedfeil ved støpegods

6. Pressestøping

7. Sentrifugalstøping

Litteratur

1. Teknologiske konsepter i støperiet

Støperi- en gren av maskinteknikk som produserer arbeidsstykker ved å helle smeltet metall av en gitt kjemisk sammensetning i en form, hvis hulrom har konfigurasjonen av en støping. Ved avkjøling størkner det utstøpte metallet og får formen til formhulen.

Arbeidsstykket oppnådd etter størkning av metallet kalles støping. Støpingen kan enten være et helt ferdig produkt, eller utsettes for ytterligere maskinering.

Støpeformer som bare brukes én gang og som blir ødelagt når støpegods fjernes fra dem (sandleire, skall med harpiksbindemiddel, keramikk i ett stykke osv.) kalles engangs. Semi-permanente former laget av svært ildfaste materialer (gips, sement, grafitt, etc.) tåler 3...100 eller flere støt med metall.

Engangs- og semi-permanente støpeformer er laget i henhold til inventar kalt modeller. Prosessen med å lage slike former kalles støping.

Modell i henhold til dens ytre konfigurasjon tilsvarer den den resulterende støpingen og utmerker seg ved store dimensjoner, tatt i betraktning metallkrymping og maskineringstillegg. Modellen kan ha stangskilt.

Konfigurasjonen av modellen skal sikre at det er enkelt å fjerne den fra formen.; overflaten på modellene er nøye bearbeidet for å sikre rene muggflater. Modellen må være sterk, ikke endre størrelse. Modeller er laget av metaller og legeringer, tre, gips, plast, smeltbarorganiske materialer.

stang kalt en del av formen, designet for å oppnå indre hulrom i støpingen.

Stang tegnkalt deler som stikker ut langs modellen som ikke danner konfigurasjonen av støpegodset, men tjener til å danne utsparinger i formen, som stengene installeres i under formmontering.

Portsystemtjener til å helle metall iet formhulrom med en viss fyllingssekvens og hastighet, samt for mating av støpegodset under størkning.

Metallforberedelse. Brukt i støperiflytende legering (smelte) og ulike smelteenheter brukes til å tilberede den.

For å skaffe støpegods til kritiske formål brukes hovedsakelig elektriske ovner av ulike typer. Induksjonsovner, lysbueovner og motstandsovner er mye brukt. Vakuumsmelting og støping er mye brukt (for eksempel i produksjon av støpegods fra titanlegeringer).

2. Hovedfeil ved støpegods

krympe skjell- lukkede hulrom, for det meste oksidert, i støpegods med ru overflate (fig. 1). Krympehulrom dannes på grunn av utilstrekkelig tilførsel av støpegodset på steder med akkumulering av metall, feil utforming av støpingen og portsystemet. Krympehulrom elimineres ved hjelp av overskudd som herder sist, som et resultat av at krympehulrom vises i overskuddet. Deretter fjernes det.

Ris. 1. Krympehulrom i støpegodset og en metode for å fjerne det

varme sprekker - gjennomgående og ikke-gjennomgående brudd i støpekroppen. De forekommer vanligvis på steder med overgang fra en tynn seksjon til en tykk, på steder med skarpe overganger av seksjonen i rett eller skarp vinkel (fig. 2, en ), og også i tilfelle at formen eller kjernen forhindrer krymping av støpegodset (fig. 2, b).

gassvasker- hulrom i støpingen av en avrundet form med en jevn overflate, i størrelse fra 1 til 10 mm, oppstår med lav gasspermeabilitet i formen, med et feil konstruert portsystem.

Underfylling og søvn (Fig. 3) er dannet av ublandede metallstrømmer som har mistet fluiditet og størknet før formen fylles.

brent - samspillet mellom støpeformen og det utstøpte metallet med dets utilstrekkelige ildfasthet og høye kjemiske aktivitet.

skjevhet (Fig. 4) i støpingen dannes under uforsiktig montering av formen.

3. Teknologi for fremstilling av støpegods i sandleireformer

Metoden for støping i sandleireformer er en av de eldste metodene.I modernisert form, på grunn av forbedring av sammensetningen av støpesand, brukes denne metoden i fly- og skipsbygging.

Sandleireformer har et engangsformål.

Støping av sand-leireformer et system av elementer som danner arbeidshulrommet (fig. 4, en ) fylt med smeltet metall. For dannelse av hull og andre komplekse former i støpingen brukes støpestenger, som festes i formen ved hjelp av skilt inkludert i de tilsvarende fordypningene i formhulen. Støpekjerner er laget i kjernebokser (Figur 4, b ) fra spesielle sandkjerneblandinger ved hjelp av maskiner som utfører hovedoperasjonene i kjerneproduksjonsprosessen: komprimering av blandingen og fjerning av kjernen fra boksen. For å tilføre smeltet metall til hulrommet i formen og sikre fylling og mating av støpegodsene under størkning, lages et portsystem. Prosessen med å lage former ved hjelp av en modell kalles støping.

b c

Ris. Fig. 5. Generelt bilde av sand-leireformen (a), stangen (b) og modell (c)

Modeller er laget av metall eller tre, med et skilleplan (Figur 5, v ) Skillingen av modellen faller sammen med skilleplanet til formen. Med denne metoden splittes formen i utgangspunktet. (Figur 5, a ).

Formen skal ha:

a) styrke - evnen til å motstå kraftbelastninger som oppstår ved å helle smeltet metall;

b) gasspermeabilitet - evnen til å passere gasser, damp, lokalisert og dannet i formen under helling av smeltet metall;

c) smidighet - evnen til å redusere volum under virkningen av støpekrymping når den avkjøles;

d) ildfasthet - evnen til ikke å smelte under påvirkning av varmen fra det smeltede metallet.

Støpeblandinger brukes til å lage støpeformer.

Støpesand i produksjon av støpeformer grenser tiltil modellen og danner et arbeidslag av formen i kontakt med det flytende metallet. Egenskapene til støpesand avhenger av deres sammensetning. Sammensetningen av støpeblandingene inkluderer ildfaste materialer - kvarts Si O 2 eller zirkon ZrO 2 Si O 2 , sand, som er grunnlaget for formen, leire sombindemiddel og spesielle tilsetningsstoffer som forbedrer egenskapene til blandinger.

Støpeformer kan lages for hånd for å produsere svært komplekse enkeltstøpegods. Ved moderne maskinbyggende anlegg med masse- og storskalaproduksjon lages sandleireformerpå støpemaskiner i kolber på spesielle mønsterplater (figur 5, som danner formkoblingen, bærer ulike deler av modellen (støpemodell 1 og portsystem modell 2, 3) og tjener til å stappe en av de sammenkoblede kolbene. Moderne støpemaskiner er vanligvis mekanisert i henhold til to hovedoperasjoner i prosessen med å lage former: komprimering av støpesanden i kolben og fjerning av modellen fra støpeformen.I henhold til metoden for komprimering av blandingen er støpemaskiner delt inn i risting, pressing, risting med prepressing og sandkastere.I henhold til metoden for å fjerne modellen fra formen, er de delt inn i maskiner med roterende med en plate, med en pinneløft med en flip-stønn og med en broaching plate.

Produksjonen av støpeformer på pressemaskiner (fig. 7) utføres i følgende rekkefølge: på en mønsterplate 4, festet til maskinens bord, en kolbe 5 er installert, og en påfyllingsramme 6 er installert på kolben. En kolbe med påfyllingsramme er fylt med støpesand. På traversen over påfyllingsrammen monteres en presseblokk 7. Trykkluft tilføres under trykk til pressesylinderen 1. Pressstempelet 2 stiger opp mot pressskoen 7, som går inn i påfyllingsrammen inn i kolben. Etter at trykket er sluppet, går stempelet sammen med bordet og kolben ned. Deretter løftes kolben opp fra mønsterplaten ved hjelp av en avtagbar mekanisme 3.

Ris. 6. Spesialmønsterplate

Ris. 7. Pressemaskin for å lage sandleireformer

Halvformer med en høyde på ikke mer enn 200 mm er laget på pressemaskiner, siden i høye høyder en uniform
formtetthet. Halvformene oppnådd ved støping er paret, stengene er forhåndsinstallert, om nødvendig. De sammensatte formene er fylt med flytende metall. Et portsystem brukes til å helle legeringen. I støperier med individuell og småskala produksjon helles støpeformer på en støpeparade, og plasserer dem på rad. I storskala og masseproduksjon helles støpeformer på rullebaner. Nylig har automatiserte linjer blitt brukt til å lage former og helle metall. Fremstillingen av støpelegeringer er assosiert med prosessen med å smelte forskjellige ladningsmaterialer. For stålproduksjon er høyfrekvente induksjonsovner mye brukt, som gjør det mulig å varme opp metallet til høye temperaturer, skape et vakuum og oppnå metall av høy kvalitet. Det er praktisk mulig å helle et bredt spekter av legeringer i sandleireformer og få støpegods med ubegrenset masse og hvilken som helst størrelse.

Ovner med smeltedigel er mye brukt til å smelte aluminiumslegeringer, som kan være roterende og stasjonære, samt høyytelses to-kanals induksjonsovner med en metallkjerne (metallkjernen er selve smelten), der metallet er oppnådd av en høyere kvalitet enn ved smelteovner av annen type. Smelting av aluminiumslegeringer har en rekke vanskeligheter på grunn av deres sterke oksidasjon og metning med gasser. Det er flere metoder for metallberedning som sikrer produksjon av høykvalitets støpegods fra aluminiumslegeringer: smelting under et flusslag, raffinering av flytende smelte med nøytrale gasser eller salter. Under gassraffinering, etter smelting av aluminiumslegeringen ved en temperatur på 660 ... 680 ° C, raffineres den med klor. Raffinering utføres ved å blåse klor gjennom legeringen i 5...15 minutter.

I tillegg til klor kan nitrogen og argon brukes til gassraffinering.

Det raffinerte metallet helles i den forberedte formen. Etter helling og avkjøling av metallet fjernes støpegodset (slått ut), og formen ødelegges. Støpegodset fjernes fra formen enten manuelt, mekanisk eller automatisk, avhengig av produksjonens art.

Deretter rengjøres støpen i rensetromler eller kuleblåsingsanordninger av kammer- eller trommeltype. Chipping og rengjøring av støpegods fra rester av matere, grader, fyllinger utføres med slipehjul på slipepresser.

4. Strukturen til portsystemet

portsystemkalt et sett med kanaler og reservoarer gjennom hvilke flytende metall fra øsen kommer inn i formhulen (fig. 8).

Ris. 8. Skjema for portsystemet

sprøytebolle (2) - et reservoar designet for å motta flytende metall og overføre det til stigerør 3.

Riser (3) - en vertikal (noen ganger skråstilt) kanal av en rund, oval eller annen seksjon, designet for å overføre metall fra bollen til andre elementer i portsystemet.

Slaggfelle (1) - en kanal der slagg og ikke-metalliske inneslutninger holdes tilbake, medført av flytende metall inn i formen. For å forhindre at slagg kommer inn i formhulen under hellingen, må bollen hele tiden fylles til randen. Dette oppmuntrer slagget til å flyte og hindrer det i å komme inn i formhulen. En del av slaggen kan imidlertid fortsatt føres bort av flytende metall. For å hindre at det kommer inn i formen, brukes en slaggfelle. Slaggen, som har et mye mindre hulrom enn metallet, flyter til toppen av slaggfellen og henger i den, og rent metall fra bunnen av slaggfellen gjennom materen kommer inn i formhulen. For å holde slagget godt er det vanligvis plassert matere under slaggfellen.

Slaggfellen brukes til tungmetaller, som kjennetegnes ved høy slaggflytehastighet. For lette legeringer er det nødvendig med en samler-fordeler, siden tettheten til det hellede metallet er nær tettheten til slagger og slaggflytehastigheten er ubetydelig.

Matere (sprue)(4) - kanaler designet for å overføre metall direkte inn i formhulen.

Portsystemer er delt inn i følgende mest vanlige typer (betegnelsene i fig. 9 tilsvarer fig. 8):

Ris. 9. De vanligste typene portsystemer

1) topp (fig. 9, a ) - matere leverer metall til den øvre delen av støpegodset;

2) nedre eller sifon - matere leverer metall til den nedre delen av støpegodset (fig. 9, b);

3) slisset - matere bringer metallet langs støpehøyden (fig. 9, v);

4) lagdelt - matere leverer metall på flere nivåer
(fig. 9, G ).

Typen portsystem velges avhengig av metalltype, utformingen av støpegodset, dets posisjon under helling, etc.

I tillegg til valg av type portsystem er valget av plassering for tilførsel av matere til støpen av stor betydning. Avhengig av legeringens egenskaper, utformingen av støpen (totale dimensjoner, veggtykkelse), når metall leveres, streber de etter å sikre enten retningsbestemt størkning eller samtidig, jevn avkjøling av ulike deler av støpen.

Portsystemer er beregnet. Beregningen reduseres til å bestemme arealet til den minste delen av portsystemet (stigerør eller mater), etterfulgt av å bestemme forholdet mellom tverrsnittsarealene til de gjenværende elementene i systemet.

Arealet til den minste delen F ns finne etter formel

, (1)

hvor G er massen av metall som har gått gjennom minimumsseksjonen;

τ – fyllingstid, s: ;

γ er tettheten til det flytende metallet, g/cm 3 ;

μ - strømningshastighetskoeffisient for portsystemet, tatt i betraktning hastighetstap, friksjonssvinger;

H p - designtrykk, cm;δ - den dominerende veggtykkelsen til støpegodset, mm;

S - koeffisient avhengig av veggtykkelse og støpekonfigurasjon: for titan- og magnesiumlegeringer og stål - 0,91 ... 1,7; aluminiumslegeringer - 1,7 ... 3,0.

Hode H p avhenger av hellemetoden, typen portsystem, plasseringen av støpegodset i formen og andre faktorer. Når det gjelder metalltilførsel gjennom formdelen, som er svært vanlig i støperiindustrien, H p kan beregnes ved hjelp av formelen

, (2)

hvor H 0 - det innledende maksimale trykket til det hellede metallet;

R - avstanden fra det høyeste punktet på støpingen til nivået av metallforsyning;

Med - høyden på støpegodset (i henhold til posisjonen når metallet helles).

Ved beregning av arealene til portkanaler brukes relasjonene

Eller 1:3:6

5. Støpe i skjell (skorpe, skall) former

Skallformstøping er prosessen med å oppnå støpegods ved fritt å helle smeltet metall inn i skallformer av sandharpiks laget ved støping i henhold til et varmt mønster.

Det er mange varianter av denne støpemetoden, de vanligste er som følger.

Skallformer er laget av en ukledet sand-harpiksblanding (kvartssand er basen, 3 ... 8 % fenol-formaldehydharpiks, 0,8 % petroleumspolymer) (fig. 10, en ) eller belagt (fig. 10, b ), hvor fenol-formaldehydharpiksen er forhåndsoppløst i aceton eller alkohol, og deretter blandet med kvarts. Kledde blandinger inneholder harpiks i form av en tynn film som dekker overflaten av kvartskorn (fig. 10, b ). Skallformer laget av kledd blanding har høyere styrke ved minimum blandingsforbruk. Harpiksen har evnen til å smelte når den varmes opp til 160 ... 200 ° C, gå inn i en termoplastisk tilstand, noe som bidrar til å oppnå et tydelig avtrykk av modellen.

Når den varmes opp til 290...350°C, går harpiksen over i en stabil termoherdende (irreversibel) tilstand.

På fig. 11 viser et prosessflytdiagram for fremstilling av en skallform. På bunker 1 (fig. 17, en ), der støpesanden er plassert, er en metallmodellplate Z med modell 4 festet, oppvarmet til 160 ... 200 ° C. Etter det velter bunkeren,støpesand 2 dekker den varme mønsterplaten 3 og mønster 4 (Figur 17, b ). Beholderen roterer deretter 180°. Formsandlaget forblir på modell 4 (fig. 17, v ), og modellplaten 3 er skilt fra beholderen 1 (fig. 17, G ) og plassert i en elektrisk ovn for siste herding av skallet. Deretter fjernes den ferdige halvformen fra mønsterplaten 3 (fig. 11, d ). Den teknologiske prosessen gjentas for å oppnå den andre halvformen. De to således oppnådde halvformene er forbundet med parenteser.

a b

Ris. 10. Ukledd ( en ) og kledd ( b ) sand-harpiksblanding

A B C D E

Ris. 11. Sekvensen for å oppnå en vanlig halvform

Flytende metall helles i formen samlet og avkjølt til romtemperatur. Etter krystallisering og avkjøling av støpegodset brenner bindemidlet til støpeformen nesten helt ut, noe som gjør det lettere å slå ut støpegodset fra formen.

Ved mottak av store støpegods, på grunn av faren for metallgjennombrudd, under støping, formers skallformerforstyrre kolben og sovne med støpejernsskudd.

Skallformen har 10-30 ganger større gasspermeabilitet enn den sandleireformen. Duktiliteten til skallformen økes også, noe som reduserer forekomsten av indre spenninger i støpegodset. Slike former har mindre smuldring av skorpen enn sandleireformer og frigjøring av svakt reduserende gasser ved støping av metaller, noe som forbedrer renheten til støpeoverflaten og reduserer mengden sandblokkeringer.

Støping i skallformer gjør det mulig å øke nøyaktigheten til de geometriske dimensjonene til støpegods, for å halvere kvotene for maskinering; forbruket av støpematerialer reduseres med 5–10 ganger; prosessene for mekanisering og automatisering av støpeproduksjon er forenklet.

På denne måten lages støpegods med masseopptil 25...30 kg, og noen ganger opptil 100...150 kg med 6 mm hull og minimum veggtykkelse på 3...4 mm.

Skallstøping brukes til å produsere veivaksler og kamaksler, eksosventiler, gir, eksosrørflenser, sylinderblokkforinger, sylinderblokkveivhus, ribbesylindre, braketter, stativer, deksler, etc.

De begrensende faktorene ved støping i skallformer er:

1. Støpeformer er avtakbare, noe som i betydelig grad påvirker nøyaktigheten av dimensjonene til støpingen i retninger vinkelrett på planene til støpeformene.

Ved fremstilling av massive støpegods observeres betydelig forvrengning av formene.

6. Pressestøping

Chill casting er prosessen med å oppnå formede støpegods ved fritt å helle smeltet metall i metallformer - chill molds.

Pressestøping er mye brukt i serie- og masseproduksjon av støpegods for et bredt utvalg av produkter med en veggtykkelse på 3 ... 100 mm fra kobber, aluminium og magnesiumlegeringer, samt fra støpejern og stål, hvis masse varierer mye - fra flere gram, opptil flere tonn; for eksempel store blader, hoder og blokker til forbrenningsmotorer, hus til superladere til reaktorer, diffusorer, etc.

Støping i en form gir økt nøyaktighet av geometriske dimensjoner, reduserer overflateruheten til støpegods, reduserer bearbeidingsgodtgjørelser, forbedrer de mekaniske egenskapene til støpegods sammenlignet med støpegods oppnådd i sandleireformer.

Ulempen med støping er de høye produksjonskostnadene og den høye termiske ledningsevnen til formen, noe som fører til en reduksjon i metallfyllingen på grunn av et raskt tap av fluiditet.

Formene er ekstremt forskjellige. Formen for enkle støpegods er laget av to deler, tilsvarende den øvre og nedre kolben ved støping i sandleireformer. For komplekse støpegods er støpeformen laget av avtakbare deler, som hver utgjør en del av støpegodset, mens skilleflaten til støpeformen bestemmes av støpestykkets utforming; i dette tilfellet bestemmes skilleflaten til formen av utformingen av støpegodset. I tillegg påvirker tykkelsen på formveggene graden av størkning og påfølgende avkjøling av støpegodset, og følgelig dannelsen av støpestrukturen.

For å oppnå det indre hulrommet til støpegodset, brukes stenger: for støpegods fra lavtsmeltende legeringer - hovedsakelig metall, for støpegods av jern og stål - sand.

Gassen i formen drives ut gjennom ventilasjons- og ventilasjonskanalene langs formkoblingen. For å trekke ut støpegodset fra formen er det ejektorer.

Støpeteknologien har en rekke spesifikke funksjoner på grunn av utformingen av metallformen og kravene til det støpte metallet.

For å oppnå en støping av høy kvalitet og forlenge levetiden til formen, er den dekket med en ildfast foring eller maling. Driftstemperaturen til formen avhenger av legeringen som helles og er i området 150 - 300°C. Ved å påføre et tykkere lag med maling på enkelte deler av formen, kan rask varmeavledning forhindres ved metall-form-grenseflaten og dermed i ulike deler av støpegodset.

Maling er ofte laget av materialer som frigjør gass under støping ved metall-til-form-grensesnittet; gass ​​skaper en reduserende atmosfære som beskytter metallet mot oksidasjon. Den mest brukte sinkoksid, talkum, grafitt, aluminiumoksid.

I masse- og serieproduksjon brukes spesielle formstøpemaskiner med mekanisert separasjon av individuelle deler. I dette tilfellet må det støpte metallet ha god flyt og lav krymping.

7. Sentrifugalstøping

Bruken av sentrifugalkrefter for å fylle og krystallisere metallet i formhulen– karakteristiske trekk ved sentrifugalstøping. Sentrifugalkrefter genereres som et resultat av rotasjonen av formen.

Denne støpemetoden brukes hovedsakelig til fremstilling av hule støpegods i form av et revolusjonslegeme (rør, bøssinger, ringer), fra støpejern, stål, ikke-jernholdige legeringer (kobber, aluminium, titan, etc.), formet avstøpninger med småveggtykkelse, men økt tetthet av materialet (turbinblader, hus, deler av hydraulisk utstyr, etc.). For å oppnå støpegods brukes installasjoner med en horisontal og vertikal akse for formrotasjon. Under påvirkning av sentrifugalkrefter presses flytende metall 1 (fig. 12) mot den indre overflaten av den roterende formen 2, medført av den, og krystalliserer i denne tilstanden. Med sentrifugalstøping er det mulig å bruke ikke bare en metallform, men også en skallform 1 (fig. 13), en sandleireform og en form hentet fra en investeringsmodell.

Ris. 1 Skjema for sentrifugalstøping

Sentrifugalstøping har en rekke fordeler i forhold til fast formstøping:

1) støpegods har høy materialtetthet;

2) kostnader for fremstilling av stenger for å oppnå et hulrom i sylindriske støpegods er ekskludert;

3) fyllbarheten til former med metall er forbedret;

4) det er mulig å oppnå støpegods fra legeringer med lav fluiditet.

Ris. 13. Opplegg for sentrifugalstøping i en skallform

Sentrifugalstøpemetoden har følgende ulemper:

1) forurensning av den frie overflaten av støpegodset med ikke-metalliske inneslutninger (lettere enn støpelegeringen);

2) tilstedeværelsen av defekter i støpingen i form av kjemisk heterogenitet i radiell retning på grunn av segregering av legeringskomponentene når det gjelder tetthet. Med en økning i rotasjonshastigheten øker segregeringen av elementer når det gjelder tettheter i seksjonen av støpingen.

Formrotasjonshastighet er en viktig parameter for sentrifugalstøpeteknologi. Ved lav rotasjonshastighet er den indre overflaten ikke glatt, og støpegodset er ikke tilstrekkelig rengjort for ikke-metalliske inneslutninger. Ved en overvurdert hastighet øker det indre trykket til det flytende metallet sterkt, noe som fører til dannelse av sprekker og segregeringen av legeringskomponentene når det gjelder tetthet øker. Den optimale rotasjonshastigheten for hver støping bestemmes av empiriske formler eller nomogrammer.

8. Investeringsstøping

Investering støping er en prosess produksjon av støpegods i ett stykke engangs ildfaste former laget ved bruk av modeller fra lavtsmeltende, brennbare eller løselige sammensetninger. Både skall (keramiske) og monolittiske (gips) former brukes. I dette tilfellet dannes arbeidshulen til formen ved å smelte, oppløse eller brenne ut modellen.

Modellsammensetninger som brukes i investeringsstøping må ha minimumsverdier for krymping og termisk ekspansjonskoeffisient, ha høy fluiditet i en viskøs-plastisk tilstand, være godt fuktet av en keramisk eller gipssuspensjon påført modellen, men ikke kjemisk samhandle med den, har en mykningstemperatur på over 40°C.

Produksjonen av modeller utføres ved å helle eller presse modellsammensetningen i en deigaktig (oppvarmet) tilstand i spesielle former 1 (fig. 14). Spesielt inkluderer injeksjonsmetoden for å produsere polystyrenskummodeller på spesielle sprøytestøpemaskiner plastifisering ved oppvarming (100 - 220 ° C) polystyrengranulat, injeksjon av det i en form, etterfulgt av skumning og avkjøling av modellen. For produksjon av støpeformer brukes både metall (stål, aluminium og bly-antimon legeringer) og ikke-metall (gips, epoksyharpiks, formoplast, vixint, gummi, hardtre) materialer. Former som brukes for å få modeller må gi dem høye parametere for dimensjonsnøyaktighet og overflatekvalitet, være enkle å produsere og betjene, og også ha en levetid som tilsvarer nivået på serieproduksjon. Så i enkelt-, småskala- og serieproduksjon brukes hovedsakelig støpt metall, gips, sement, plast, tre, samt former oppnådd ved metalliseringsmetoder, produsert ved mekanisk prosessering.

Ris. 14. Investeringsstøping: 1 - mold; 2 - modell; 3 - modell portblokk; 4 - suspensjon; 5 - fluidisert sjikt av granulært ildfast materiale; 6 - trykkluftforsyning; 7 - smelte av modellmassen (eller varmt vann); 8 - keramisk skallform; 9 - støttefyllstoff (kvartssand); 10 - ovn; 11 - bøtte

Ved fremstilling av gipsformer helles standardmodellen (standardmodell), laget av ethvert strukturelt materiale, med en vandig suspensjon av høystyrkegipskvaliteter 350 og høyere. Slike former tåler produksjon av opptil 50 stykker modeller, men gir ikke sistnevnte høye nivåer av dimensjonsnøyaktighet og overflatekvalitet.

For fremstilling av former brukes også metodene for elektroforming, metallisering og sprøyting. Så et galvanisk belegg påføres en referansemodell laget av en polert legering basert på aluminium eller sink. Ved dannelse av plasmabelegg basert på metallpulver, brukes metallegeringer, grafitt eller gips som materiale i referansemodellen. Pressing av modellsammensetninger utføres på presser (pneumatisk, spak, etc.) eller manuelt. Montering av modellblokker utføres ved å kombinere små modeller 2 til blokker 3(Fig. 14, b ) med et enkelt portsystem, som øker produksjonsevnen, produktiviteten og effektiviteten til støpeprosessen. Montering av modeller til modellblokker (dvs. koblingen av støpemodeller med en stigerørsmodell) utføres på forskjellige måter: a) ved lodding med et oppvarmet verktøy (loddebolt, kniv) eller flytende modellsammensetning; b) tilkobling av modeller i jiggen med samtidig støping av modellen av lanternesystemet; c) koble modeller til blokker på et metallstigerør (ramme) ved hjelp av mekanisk feste (klemme); d) liming av støpemodeller og portsystem.

Den tapte voksstøpemetoden har fått bred anvendelse i industrien (spesielt i flyindustrien) på grunn av bruken av keramiske skallformer i ett stykke. ha et sett med nødvendige ytelsesegenskaper (gasspermeabilitet, varmebestandighet, stivhet, overflateglatthet, dimensjonsnøyaktighet, mangel på gassutvikling, høy driftstemperatur, etc.).

Vanligvis består et keramisk skall av 3–8 påfølgende påførte lag (i prinsippet kan antall lag nå 20 eller mer), noe som resulterer i en total formveggtykkelse på 2 til 5 mm. I noen tilfeller tillates også mindre veggtykkelser (0,5–1,5 mm) på det keramiske skallet. Lag med oppheng 4 påføres ved å dyppe en modellblokk i den (fig. 20, b ). Etter overflødig suspensjonsdrenering fra modellene, drysses de med ildfast materiale (for eksempel kvartssand, ildleirsmuler, elektrokorund med en kornstørrelse for forskjellige lag i området 0,1 - 1,5 mm) i et fluidisert lag 5 (fig. 14) , G ) og tørket. I dette tilfellet tørkes hvert lag av skallet til innholdet av væskefasen i det ikke er mer enn 20%.

Fordelene med denne støpemetoden er: muligheten for å skaffe støpegods med kompleks konfigurasjon; bruk av nesten alle legeringer; høy overflatekvalitet og dimensjonsnøyaktighet av støpegods; minimumskvoter for maskinering; gir en høykvalitets likevekt, søyleformet og enkeltkrystallstruktur med et høyt nivå av ytelsesegenskaper.

Ulempene med støpemetoden inkluderer: multioperasjon, arbeidskrevende og varighet av prosessen, mangfoldet av materialer som brukes til å lage formen.

Investeringsstøping brukes til å produsere komplekse støpegods av høy kvalitet, for eksempel turbinblader fra varmebestandige legeringer, permanente magneter med en viss krystallografisk orientering av strukturen, kunstprodukter, etc.

9. Sprøytestøping og klemmemetode

Sprøytestøping er en metode for å produsere formede støpegods i metallformer, der formen tvangsfylles med metall under trykk som overstiger atmosfæretrykket. Støping under trykk sikrer høy nøyaktighet av geometriske dimensjoner og lav overflateruhet, reduserer mengden bearbeiding av støpegods betydelig og eliminerer i noen tilfeller helt, gir høye mekaniske egenskaper til støpegods, og gjør det mulig å oppnå støpegods med komplekse konfigurasjoner med liten vegg tykkelser.

Denne metoden produserer støpegods av aluminium, magnesium, sink og kobberlegeringer med en veggtykkelse på 0,7 til 6,0 mm, som veier fra noen få gram til 50 kg. Den brukes til fremstilling av deler til elektroniske regnemaskiner, optiske instrumenter, sylinderblokker, bremseskiver, etc.

I formstøping har metallformer en mer kompleks design og er laget mer nøyaktig og forsiktig enn ved kjølestøping. Injeksjonsformer er laget av stål med stålstenger. Bruk av sandkjerner er utelukket, siden en metallstråle under trykk kan erodere sandkjernen.

For å skape trykk når man fyller formen av metaller, brukes spesielle svært komplekse maskiner. Det er maskiner med kompressorhandling og stempel. Trykket på metallet i forskjellige utforminger av maskiner varierer mye (fra 60 til 2000 Pa).

Klemstøping brukes til å oppnå tynnveggede støpegods av paneltypen i stor størrelse med dimensjoner opp til 1000-2500 mm med en veggtykkelse på 2,5 ... 5 mm. Metoden gjør det også mulig å produsere støpegods av typen tynnveggede sylindriske skall. Nøyaktigheten til støpegods nærmer seg nøyaktigheten til støpegods oppnådd ved fri støping i metallformer, og gir etter for dem på grunn av unøyaktigheten ved å skjøte halvformer. Et karakteristisk trekk ved støping ved å klemme er fraværet av et portsystem og muligheten for å helle metall ved lavere temperaturer (i en suspensjonstilstand, dvs. i det innledende stadiet av krystallisering).

10. Støpeegenskaper av legeringer

Ikke alle kjente legeringer er like egnet for støpegods. Fra noen legeringer (tinnbronse, silumin, grått støpejern, etc.) er det mulig å oppnå formet støping av en gitt konfigurasjon med tilsvarende egenskaper ved alle støpemetoder, fra andre legeringer (titan, legert stål) er produksjonen av støpegods. forbundet med store teknologiske vanskeligheter (det kreves vakuumbeskyttelse, høyt trykk osv.).

Mulighetene og vanskelighetene med å få støpegods av høy kvalitet fra metaller og legeringer er i stor grad forhåndsbestemt av deres støpeegenskaper. Støpeegenskaper - egenskaper som karakteriserer oppførselen til metaller og legeringer ved fremstilling av støpegods fra dem.

Derfor er støpeegenskaper slike teknologiske egenskaper til metaller og legeringer som direkte og direkte påvirker produksjonen av høykvalitets støpegods av en gitt design med de nødvendige ytelsesindikatorene: nøyaktighet og overflatefinish.

Støpeegenskapene til legeringer må nødvendigvis tas i betraktning i den spesifikke utviklingen av en støpeteknologi, så vel som i prosessen med å lage og designe støpte strukturer. Påliteligheten og holdbarheten til produktene bestemmes i stor grad av støpeegenskapene til legeringen som brukes til produksjonen.

Utvalget av støpeegenskaper, avhengig av produksjonsnivået for støpelegeringer og den generelle teknologiutviklingen, kan endre seg over tid. For tiden består nomenklaturen av støpeegenskaper av følgende indikatorer: fluiditet; krymping; tendens til å absorbere gasser og danne gassinneslutninger; tendens til å danne ikke-metalliske inneslutninger; strukturelle trekk under primær og sekundær krystallisering av makro- og mikrostruktur; sprekkmotstand; dannelse av støperispenninger; tilbøyelighet til å likvidere; aktivitet av interaksjon av legeringer med mediet og støpeformen.

Fluiditet forstås som evnen til metaller og legeringer i flytende tilstand til å fylle former der det dannes et støpegods.

God flyt er nødvendig ikke bare for å reprodusere formen på formen i støpingen, men også for å forbedre tilbaketrekkingen av krympehulrom utenfor støpingen, for å redusere risikoen for alle typer porøsitet og sprekker. Å fylle en støpeform med flytende metall er en kompleks fysisk, kjemisk og hydromekanisk prosess.

Fluiditet avhenger av arten av bevegelsen til legeringen, og med turbulent bevegelse vil den være mindre enn med laminær. Tapet av smeltens evne til laminær bevegelse, ceteris paribus, avhenger av Reynolds-tallet Re : Jo lavere verdien av Reynolds-tallet er for en støpelegering, desto lettere er det å endre fra laminær til turbulent bevegelse. Nummer R e for stål, dobbelt så mange R e for støpejern. Det følger at stål kan gå fra laminær til turbulent bevegelse lettere enn støpejern.

Fluiditet er avhengig av legeringens posisjon på fasediagrammet. Rene metaller og herligheter av eutektisk sammensetning har den høyeste flytbarheten (fig. 21); de minste - legeringer som danner faste løsninger. Dette skyldes det faktum at under størkning av rene metaller og eutektiske legeringer dannes krystaller med konstant sammensetning, som vokser fra overflaten av støpegodset i en kontinuerlig front, og flytende smelte har evnen til å bevege seg fritt inne i støpen. . I legeringer av typen fast løsning fortsetter krystalliseringen med dannelse av værhår, som trenger langt inn i volumet av støpegodset i form av tynne forgrenede dendritter, noe som fører til en sterk reduksjon i fluiditet. Fluiditet avhenger i stor grad av krystalliseringsområdet til legeringen.

Ris. 15. Statsdiagrammer ( en ) og flytende ( b ) systemlegeringer Rv - Sn

Fluiditet er en funksjon av et stort antall variabler, og dens analytiske bestemmelse er svært vanskelig, derfor brukes teknologiske prøver i praksis for å etablere fluiditet. Testresultater er vanligvis plottet når det gjelder fluiditet - helletemperatur eller fluiditet - kjemisk sammensetning, etc. De resulterende kurvene brukes ved valg av helletemperatur eller sammensetningen av støpelegeringen.

Krymping - egenskapen til metaller og legeringer for å redusere de lineære dimensjonene og volumet til støpegodset under avkjøling. Når støpegodset er avkjølt, begynner dets lineære dimensjoner å endre seg fra det øyeblikket det dannes en sterk hard skorpe på overflaten.

I støperiet kalles krympingen av støpegods, som kun er forbundet med egenskapene til legeringer, vanligvis fri krymping. Hvis krymping ikke bare bestemmes av legeringens fysiske egenskaper, men også av formens størrelse og utforming, kalles slik krymping vanskelig.

I tabellen. Tabell 1 gir veiledende verdier for fri og vanskelig lineær krymping for de vanligste legeringene. Krympingen av legeringer endres på grunn av endringer i sammensetningen.

Tabell 1

Fri og hindret lineær krymping av støpelegeringer

Legering	Lineær krymping, %
		gratis	vanskelig
Grått støpejern	1,1…1,3	0,6…1,2
Hvitt støpejern	1,8…2,0	1,5…2,0
Karbonstål	2,0…2,4	1,5…2,0
Spesialstål	2,5…3,0	2,0…2,5
Messing	1,5…1,9	1,3…1,6
Tinn bronse	1,2…1,4	0,9…1,0
Tinnfri bronse	1,6…2,2	1,1…1,8
magnesiumlegeringer	1,3…1,9	1,0…1,6

Krymping er en av de viktigste støpeegenskapene til legeringer, siden det er forbundet med de viktigste teknologiske vanskelighetene med å skaffe støpegods av høy kvalitet. Krymping kan forårsake spenninger i metallet, deformasjon av støpegodset og i noen tilfeller dannelse av sprekker i dem. Årsakene til spenningstilstanden til støpematerialet kan være: muggmotstand, metallkrymping og ikke-samtidig avkjøling av ulike deler av støpegodset, en feil valgt støpemetode. Når forskjellige seksjoner av støpegodset avkjøles med forskjellige hastigheter, fortsetter krympingen av disse seksjonene av metallet annerledes, som et resultat av støperispenninger.

For å oppnå tette støpegods fra legeringer med høy krymping, gis fortjeneste i utviklingen av portsystemer. Overskuddet er installert i den øvre delen av støpingen på en slik måte at på grunn av den akselererte avkjølingen av bunnen og tendensen til det flytende metallet til å bevege seg til lavere nivåer, vil alle krympehulrom være inne i profitten, som da skilt fra støpingen.

Når du velger et metall for støpte deler, må designeren væreklar over dens flyt, støpingkrymping, teknologien for å oppnå denne støpingen og dens innflytelse på styrkeegenskapene til den utviklede enheten.

Litteratur

1. Teknologi av konstruksjonsmaterialer: Proc. håndbok for universiteter i spesialiteten "Kompleks automatisering av maskinteknikk" / A.M. Dalsky, V.S. Gavrilyuk, L.N. Bukharkin og andre; Under totalt utg. ER. Dalsky. – M.: Mashinostroenie, 1990. – 352 s.

2. Teknologi av strukturelle materialer: Lærebok. for universiteter / A.M. Dalsky, I.A. Arutyunova, T.M. Barsukova og andre; Under totalt utg. A. M. Dalsky. - M.: Mashinostroenie, 1985. - 448 s.

3. Teknologi av metaller og andre konstruksjonsmaterialer. / M.A. Baranovsky, E.I. Verbitsky, A.M. Dmitrovich og andre Under generalen. Ed. ER. Dmitrovich. - Minsk: Vyshesysh. skole, 1973. - 528 s.

4. Teknologi av metaller og sveising: Lærebok for universiteter / P.I. Polukhin, B.G. Grinberg, V.T. Zhdan og andre; Under totalt utg. P.I. Polukhin. - M.: Mashinostroenie, 1984. - 464 s.

5. Chelnokov N.M., Vlasevnina L.K., Adamovich N.A. Teknologi for varm prosessering av materialer: En lærebok for studenter ved tekniske skoler. - M .: Høyere. skole, 981. - 296s.

6. Semenov E.I., Kondratenko V.G., Lyapunov N.I. Teknologi og utstyr smiing og smiing: Lærebok. stønad til tekniske skoler. - M.: Mashinostroenie, 1978. - 311 s.

7. Teknologi og utstyr for motstandssveising: Lærebok for ingeniøruniversiteter /B.D. Orlov, A.A. Chakalev, Yu.V. Dmitriev og andre; Under totalt utg. B.D. Orlov. – M.: Mashinostroenie, 1986. – 352 s.

8. Poletaev Yu.V., Prokopenko V.V. Termisk skjæring av metaller: Proc. godtgjørelse / Volgodonsk Institute (filial) SRSTU. - Novocherkassk: YuRGTU, 2003. - 172 s.

9. Teknologi for prosessering av konstruksjonsmaterialer: Proc. for maskinbygging spesialist. universiteter / P.G. Petruha, A.I. Markov, P.D. Ploughless og andre; av rødt. P.G. Petrokha. – M.: Vigsh. skole, 1991. - 512 s.

10. Metallkuttemaskiner: Proc. godtgjørelse for universiteter. N.S. Kolev, L.V. Krasnichenko, N.S. Nikulin og andre - M .: Mashinostroenie, 1980. - 500 s.

11. Maskinverktøy for automatisert produksjon. T. 2. / Utg. V. N. Bushueva. - M.: Forlag "Stankin", 1994. - 656 s.

12. Fysisk og teknologisk grunnlag for prosesseringsmetoder / Red. A.P. Babichev. - Rostov - på - Don: Forlag "Phoenix", 2006. - 409 s.

13. Butenko V.I. Teknologi for mekanisk bearbeiding av metaller og legeringer: Lærebok. - Taganrog: Publishing House of TRTU, 2003. - 102 s.

14. Kulinsky A.D., Butenko V.I. Etterbehandling og herdebearbeiding av maskindeler: Lærebok. - Taganrog: Publishing House of TRTU, 2006. - 104 s.

15. Dyudin B.V., Dyudin V.B. Elektrofysiske og elektrokjemiske metoder for materialbehandling i instrumentering: Lærebok. - Taganrog: Publishing House of TRTU, 1998. - 82 s.

16. Berela A.I., Egorov S.N. Teknologi, maskiner og utstyr for maskinbyggende produksjon: Lærebok. - Novocherkassk: Publishing House of SRSTU (NPI), 2005. - 184 s.

17. Evstratova N.N., Kompaneets V.T., Sakharnikova V.A. Teknologi av strukturelle materialer: Lærebok. - Novocherkassk: Publishing House of SRSTU (NPI), 2007. - 350 s.

18. Titov N.D., Stepanov Yu.A. Støperiteknologi. - M.: Mashinostroenie, 1974. - 672 s.

19. Butenko V.I., Zakharchenko A.D., Shapovalov R.G. Teknologiske prosesser og utstyr: Lærebok. - Taganrog: Publishing House of TRTU, 2005. - 132 s.

20. Popov M.E., Kravchenko L.A., Klimenko A.A. Teknologi blanking og stempling produksjon i flyindustrien: Lærebok. - Rostov - på - Don: DSTU Publishing Center, 2005. - 83 s.

21. Flek M.B., Shevtsov S.N., Rodriguez S.B., Sibirsky V.V., Aksenov V.N. Utvikling av teknologiske prosesser for produksjon av flydeler: Lærebok. - Rostov - på - Don: DSTU Publishing Center, 2005. - 179 s.

22. Dalsky A.M., Suslov A.G., Kosilova A.G. og andre Håndbok for teknolog-maskinbygger. T. 1 - M .: Mashinostroenie, 2000. - 941 s.

23. Slyusar B.N., Shevtsov S.N., Rubtsov Yu.B. Introduksjon til luftfartsteknikk og -teknologi: Forelesningstekst. - Rostov - på - Don: DSTU Publishing Center, 2005. - 149 s.

24. Butenko V.I., Durov D.S. Forbedre behandlingen av luftfartsmateriell. - Taganrog: Publishing House of TRTU, 2004. - 127 s.

25. Vul'f A.M. Metallkutting. - L .: Mashinostroenie, 1975. - 496 s.

26. Butenko V.I. Feilfri sliping av overflater på maskindeler (teknologens bibliotek). - Taganrog: Publishing House of TTI SFU, 2007. - 60 s.

27. Butenko V.I. Struktur og egenskaper til materialer under ekstreme driftsforhold. - Taganrog: Publishing House of the Technological Institute of the Southern Federal University, 2007. - 264 s.

Test

støperiteknologi

1. Generelle egenskaper ved støperiet

legering støping detalj teknisk

Støperi - en ingeniørgren som produserer formede emner eller deler (støpegods) ved å helle flytende metall i en form, hvis hulrom har konfigurasjonen og dimensjonene til støpen. Når det avkjøles, stivner metallet og beholder en gitt konfigurasjon.

Støping er en viktig og kostnadseffektiv produksjonsmetode. I mange tilfeller er støping den eneste måten å produsere de ønskede delene på.

Dette er spesielt tydelig i tilfeller hvor det er nødvendig å produsere deler av store størrelser og vekter, samt komplekse konfigurasjoner. I tillegg brukes lavduktilitetslegeringer, for eksempel støpejern, som ikke kan bearbeides med trykk, med hell til produksjon av formede støpegods.

Støping produserer produkter som veier fra flere gram til 300 tonn, noen få centimeter lange, med vegger 0,5 ... 500 mm tykke (sylinderblokker, stempler, veivaksler, girkassehus og deksler, gir, maskinsenger og valseverk, etc. ).

Ytterligere forbedring av støperiteknologi, mekanisering og automatisering av alle prosesser, utvikling og introduksjon av progressive metoder reduserer bearbeiding av støpegods, reduserer kostnadene og utvider omfanget av støperiproduksjon i industrien.

For fremstilling av støpegods brukes mange støpemetoder: i sandformer, i skallformer, i henhold til smeltede mønstre, i en kjøleform, under trykk, sentrifugalstøping, etc.

Alle metoder for formet støping, bortsett fra sandstøping, kalles spesielle. Omfanget av denne eller den støpemetoden bestemmes av produksjonsvolumet, kravene til geometrisk nøyaktighet og ruhet av støpegods, økonomisk gjennomførbarhet og andre faktorer.

2. Produksjon av støpegods i en sandleireform

Prosessen starter med utvikling av en støpetegning og produksjon av arbeidstegninger av et modellsett.

Opptil 80 % av det totale antallet (i vekt) av støpegods produseres ved støping i sandleireformer.

Sand-leiraktige former kalles enkelt, dvs. de brukes bare én gang; etter å ha hellet metall i dem og avkjølt det, blir formene ødelagt og støpegodset fjernes. Sandleireformer er laget av støpesand i kolber eller jord ved bruk av modeller og annet modellkolbeutstyr.

Settet med modellkolbeutstyr inkluderer modeller, podmodelnye (podpodochny) og tørkeplater, kjernebokser, kolber, enheter for å kontrollere former og kjerner, modeller av elementer i portsystemet.

Via modeller i formen motta et avtrykk av den ytre konfigurasjonen av støpegodset. De er i ett stykke, avtakbare, med avtakbare deler. I serie- og masseproduksjon brukes hovedsakelig modeller av metall (sjeldnere plastikk), og i individuell og småskala produksjon, modeller av tre (fra furu, or, lind, bøk, etc.). Modeller er laget under hensyntagen til kvoter for maskinering og støping av krymping av metallet. Dette betyr at de er større enn den støpte eller ferdige delen. I tillegg, for bedre utvinning av modellen fra sandformen, har sideveggene støpte skråninger.

Kjernebokser designet for fremstilling av sandkjerner. I individuell og småskala produksjon brukes trekjernebokser, og i serie- og masseproduksjon - metall, sjeldnere - plast. Avhengig av størrelsen og formen på stengene kan boksene være solide, avtakbare og med avtakbare deler. I likhet med modellene er de laget under hensyntagen til støpekrymping og maskineringstillegg. Kjerne - et element i formen for dannelse av et hull, hulrom eller annen kompleks kontur i støpingen.

Forfalskning plater, tre eller metall, brukes til å installere modeller og støpebokser på dem under støping.

Kolbe - en anordning for å holde støpesanden ved fremstilling av en støpeform.

For å tilføre smeltet metall til hulrommet i formen, fyll det og mate støpegodset under størkning. sprue system . Vanligvis består portsystemet av en portskål (trakt), et stigerør, en slaggfelle og en mater.

Støpematerialer er en kombinasjon av naturlige og kunstige materialer som brukes til fremstilling av støpe- og kjernesand. Støpekvartssand og støpestøpeleire brukes som utgangsmaterialer.

støpesand - er en multi-komponent blanding av støpematerialer, som tilsvarer betingelsene for den teknologiske prosessen med å produsere støpeformer. I henhold til brukens art er støpesand delt inn i front, fylling og uniform.

Facing blandinger brukes i manuell støping for å danne arbeidsflaten til formen, som er i kontakt med flytende metall, lagtykkelsen er 15 ... 20 mm. De har de beste fysiske og mekaniske egenskapene og er tilberedt av fersk sand og leire med tilsetning av non-stick materialer. .

fyllstoffblanding sovne på toppen av fronten, fyll resten av formen. Denne blandingen er tilberedt fra en resirkulert blanding behandlet etter å ha slått ut kolbene med tilsetning av 5 ... 10% fersk sand og leire.

Enkeltblandinger brukes i masseproduksjon under maskinstøping for å fylle hele volumet av formen. Den er tilberedt av en resirkulert blanding med tilsetning av opptil 50 % fersk sand og leire.

I henhold til tilstanden til formen før metallet helles, skilles blandinger for fremstilling av former: rå, tørket, tørr, kjemisk herding og selvherdende.

Den teknologiske prosessen med å tilberede støpesand består i å blande komponentene i blandingen med dens påfølgende modning og løsning. Tilberedning av råvarer og tilberedning av støpesand utføres i sandbearbeidingsavdelingene til støperier.

Den tilberedte støpesanden må ha følgende grunnleggende egenskaper: tilstrekkelig styrke (for å motstå destruktive krefter under fremstilling og transport av støpeformer, samt effekten av flytende metall under støping), god gasspermeabilitet (for å føre gasser etter helling av metallet inn i formen), lav gassproduksjon (ikke avgi gasser ved kontakt med flytende metall), duktilitet (den kan støpes godt og gi et tydelig avtrykk fra modellen), smidighet (hindrer ikke at metallet krymper når støpen størkner) , brannmotstand (mykner eller smelter ikke under påvirkning av den høye temperaturen til det flytende metallet som helles i formen), knockout (lett å kollapse og bryte ut av kolbene).

Håndstøpingsteknologi

Manuell støping er mye brukt i produksjon av små og mellomstore støpegods i individuell og småskala produksjon, samt i produksjon av store støpegods (maskinbed, valseverk, etc.) som veier opptil 200 tonn eller mer. I praksis brukes ulike metoder for manuell støping.

Forming i sammenkoblede kolber i henhold til en delt modell den vanligste.

En støpeform bestående av to halvformer lages etter en avtagbar modell i følgende rekkefølge: den nedre halvdelen av modellen plasseres på mønsterplaten og den nedre kolben settes. Modellen støves med støv, deretter dekkes med formsand og komprimeres. Overskuddet av blandingen fjernes med en linjal og hull prikkes i formsanden med en blåser for å forbedre ventilasjonen av formen. Den ferdige halvformen roteres 180, den øvre halvdelen av modellen, modellen av slaggfellen, stigerør og ventiler er installert. Toppkolben installeres langs sentreringsstiftene, fylt med støpesand og komprimert. Etter å ha trukket ut modellene til stigerøret og stigerørene, åpnes formen. Modeller fjernes fra halvformene, en stang er installert i den nedre halvformen, den nedre halvformen er dekket med den øvre og de festes eller lastes. Formen er klar til å helle med flytende metall.

Forming etter maler brukes i enkeltproduksjon for å oppnå støpegods som har konfigurasjonen av revolusjonslegemer.

Forming i caissons brukes til fremstilling av store støpegods som veier opptil 200 tonn eller mer.

Produksjonsteknologi for støpeformer og kjerner på biler og maskiner

Maskinstøping har betydelige fordeler sammenlignet med manuell støping: produktiviteten øker kraftig, arbeidsforholdene for arbeiderne forbedres, kvaliteten på støpegods øker, avslag og støpekostnadene reduseres. Denne typen støping brukes hovedsakelig i masse- og batchproduksjon ved fremstilling av små og mellomstore støpegods. Slike arbeidskrevende prosesser som sandkomprimering, muggrotasjon og avforming av mønstre er mekanisert.

For fremstilling av sandleireformer på maskiner er det nødvendig å ha spesialmodell-kolbeutstyr:

Universalmodellplater av metall, som gjør det mulig å akselerere installasjon og demontering av modeller;

Nøyaktig laget metallmodeller;

Utskiftbare metallkolber.

Støpemaskiner er klassifisert etter følgende kriterier:

I henhold til metoden for å komprimere blandingen i kolben (presse, riste og sandkastere);

I henhold til metoden for å trekke ut modellen fra formen (med pinfjerning, med modellen trekkende ned, med en dreieskive og et byttebord).

Teknologien for å lage former på maskiner er som følger: en modell med en mønsterplate festet på maskinbordet blåses med trykkluft og sprayes med parafin slik at formsanden ikke fester seg. Deretter legges den nedre kolben på platen og fylles med støpesand fra trakten plassert over maskinen. Blandingen i kolben komprimeres, hvoretter overskuddsblandingen kuttes av i flukt med kanten av kolben. Deretter installeres et palleskjold på den resulterende halvformen og halvformen roteres med 180 0, og ved å heve modellplaten eller senke kolben (avhengig av maskinens design), fjernes modellen.

Ved støping av den øvre halvformen plasseres en øvre kolbe og en stigerørsmodell på undermodellplaten med den øvre halvdelen av modellen, og alle støpeoperasjoner utføres på samme måte som i tilfellet med den nedre halvdelen. form. Etter å ha fjernet modellene, fjernes den ferdige øvre formen fra maskinen og overføres til monteringen.

På monteringsstedet legges en stang i den nedre halvformen og blåses med trykkluft. Deretter, på den nedre halvformen, langs festestengene, setter du den øvre halvformen og begge halvdelene festes med stifter eller en last settes for å forhindre at den øvre kolben hever seg under helling med metall.

ristemaskiner brukes hovedsakelig til fremstilling av støpeformer i høye kolber. Komprimeringen av blandingen skjer på grunn av ristingen som oppstår når maskinbordet med platen festet på og kolben mot maskinsengen treffer. Maskinbordet under påvirkning av trykkluft som kommer inn i maskinsylinderen stiger til en høyde på 30 ... 100 mm og faller deretter under tyngdekraften og treffer rammen. Dette gjør blandingen tykkere. Komprimering avhenger av slagkraften og antall slag (vanligvis 30 ... 50 per minutt). På maskiner av denne typen er det mulig å produsere sandleireformer som veier fra 100 kg til 40 tonn, mens produktiviteten til maskinene er opptil 15 store støpeformer i timen.

På ristemaskiner skjer komprimeringen av støpesanden i kolben ujevnt: de nedre lagene er tettere, de øvre er mindre. For å eliminere denne mangelen, brukes ristemaskiner med ekstra pressing av de øvre lagene av formen. I dette tilfellet er tetthetsfordelingen av blandingen mer jevn.

trykk støpemaskiner brukes i to typer (topp- og bunnpressing) og drives av trykkluft. Disse maskinene er mer produktive sammenlignet med ristemaskiner, fordi komprimering av blandingen tar bare noen få sekunder.

Arbeidsprinsippet til topppressemaskinen er som følger. En kolbe med avtagbar påfyllingsramme plasseres på en modellplate med en modell festet på maskinbordet. Kolben og påfyllingsrammen fylles fra bunkeren med støpesand og en roterende travers med pressblokk er installert over kolben. Når bordet er hevet opp, presses formen mot platen med en travers. Blandingen komprimeres med en blokk som, etter å ha kommet inn i rammen, presser blandingen ut av den og komprimerer den i kolben. Deretter senkes bordet med den støpte kolben og traversen med blokken tas til siden. Den ferdige formen fjernes og neste kolbe settes på maskinbordet. I maskiner med bunnpressing utføres fyllingsrammens rolle av en utsparing i det faste bordet. Ulempen med støpepressemaskiner er den ujevne komprimeringen av støpesanden langs høyden av kolben. Med øvre pressing er de øvre lagene av blandingen i kolben tettere, og med nedre pressing oppnås de nedre lagene ved siden av modellen. Pressmaskiner brukes til støping i kolber med liten høyde (200 ... 250 mm).

For fremstilling av store former, stasjonære eller mobile sandkastere . Komprimeringen av blandingen i kolben er ganske god og jevn i høyden. Sandkasteren fungerer som følger: støpesanden føres inn i sandkasterhodet av en båndtransportør, hvor den plukkes opp av et blad montert på en roterende skive, og kastes inn i kolben gjennom åpningen i halsen med høy hastighet , gradvis fylle kolben. Diskens rotasjonshastighet når 1500 rpm. I prosessen med å fylle kolben, flytter arbeideren sandkasterstammen over hele området av kolben.

Halvautomatiske og automatiske støpemaskiner er delt inn i enkeltstasjons gjennomgangs- og multistasjonskaruseller.

På disse maskinene, i tillegg til de vanlige arbeidskrevende støpeoperasjonene, er alle de andre også mekanisert (rengjøring av modeller, montering av støpebokser osv.).

På enkeltposisjonsmaskiner utføres alle støpeoperasjoner (blåsing av modellen, mating av blandingen inn i kolben, komprimering, forpressing, fjerning av formhalvdelen fra modellplaten og mating til mottaksmekanismen) sekvensielt. På roterende maskiner med flere posisjoner utføres operasjonene ovenfor i hver posisjon samtidig (parallelt) med andre. Alle mekanismer som utfører teknologiske operasjoner er plassert ubevegelig i forhold til halvformene som beveger seg på karusellen. Under drift roterer karusellen med jevne mellomrom en kvart omgang. Ved posisjon 1 foregår operasjonen med blåsing og smøring av modellen. Ved posisjon 2 plasseres en tom kolbe på modellplaten. Deretter, i samme posisjon, fylles kolben med blandingen. I posisjon 3 komprimeres formsanden ved risting, etterfulgt av forpressing. Ved posisjon 4 trekkes modellen og den ferdige halvformen fjernes ved hjelp av en skyver. Ferdige halvformer leveres til forsamlingen ved rullebordet.

Produksjonen av kjerner utføres i kjernebokser manuelt og på maskiner (i serie- og masseproduksjon). Det brukes flere typer maskiner: sandblåsing, sandblåsing, risting osv. De skiller seg fra hverandre i forskjellige metoder for å komprimere kjerneblandingen i bokser.

Tørking av former er en uønsket operasjon, som det øker varigheten av støpeprosessen. I noen tilfeller (fremstilling av stål og store støpejernsstøpegods) er det imidlertid nødvendig. Tørketemperaturen på formene må være under temperaturen hvor leiren mister sin bindeevne. I noen tilfeller erstattes tørking med overflatetørking av formens arbeidshulrom til en dybde som avhenger av tykkelsen på støpeveggen.

Nøyaktigheten til de produserte støpegodsene og deres kvalitet avhenger i stor grad av riktig montering av formene. Monteringsoperasjonen begynner med installasjon av den nedre halvdelen av formen på helleplattformen, rullebordet eller transportvognen. Deretter blåses hulrommet til formhalvdelen med trykkluft, stengene er installert i den, og den nedre halvformen dekkes forsiktig av den øvre halvdelen langs festepinnene. For å forhindre løfting av den øvre formen av det statiske trykket av det flytende metallet, er den festet til den nedre formen med braketter eller vekter er plassert.

Formstøping, stansing, trimming og rengjøring av støpegods

fylle flytende metall i former produseres ved hjelp av støpestøpeøser: manuelle (med en kapasitet på opptil 60 kg), krantekanner (med en kapasitet på opptil 1 tonn), kranstoppere (med en kapasitet på opptil 10 tonn). Før helling er formen forberedt for helling: tørket, belagt med varmebestandig maling, samlet.

Ved helling av metall må visse forhold overholdes, som kvaliteten på støpingen vil avhenge av. De viktigste er: overopphetingstemperaturen til det hellede metallet, varigheten av hellingen, graden av fylling av portsystemet med smelte, høyden på strålen. For eksempel fyller utilstrekkelig overopphetet metall de spaltelignende formhulene dårlig, noe som fører til underfylling. Overskridelse av temperaturen for overoppheting av metallet fører til dannelse av krymping og gasslommer, øker forbrenningen av blandingen. Den optimale temperaturen for å helle metall i en form er: for stålstøping 1450…1550 0 С; støpejern - 1350 ... 1450 0 C; bronse - 1050 ... 1200 0 С og silumin - 700 ... 750 0 С.

Samtidig, for tynnveggede støpegods, er overopphetingstemperaturen til metallet omtrent 100 0 C høyere enn for tykkveggede støpegods. Metallstrålen under helling skal være rolig, uten avbrudd og turbulens i metallet, portsystemet skal være helt fylt med metall. Før helling holdes metallet som regel i en øse i noen tid for å frigjøre gasser og flyte ikke-metalliske og slagginneslutninger.

Etter krystallisering, slå ut støpegods.

Små og mellomstore støpegods slås ut av støpeformer på vibrerende utslagsrister. I henhold til drevtypen er de delt inn i eksentriske (drevet av en koblingsstang-sveivmekanisme) og treghet (drevet av en aksel med ubalansert belastning). Når knock-out-risten vibrerer, spretter formen på den, kollapser, biter av blandingen faller ned på transportøren, og kolben med støpegodset blir liggende på risten.

For å slå ut store støpegods brukes en vibrerende rocker. I dette tilfellet blir formen hengt opp av en kran på en vippearm og utsatt for vibrasjoner ved hjelp av vibratorer. Blandingen søles gjennom den faste risten på transportøren, mens støpegodset blir liggende på risten.

Støpestenger slås ut på pneumatiske vibrasjonsmaskiner. Store stenger vaskes ut med en kraftig vannstråle.

Støpegods frigjort fra mugg og kjerner utsettes for stubbe . Stubben fjerner portsystemet og fortjenesten. For å gjøre dette, bruk nipperpresser, bånd- eller sirkelsager, oxy-fuel og gassskjæring. Rom og ujevnheter på støpingen kuttes av med en pneumatisk meisel eller rengjøres med en slipeskive.

Etter kutting, overflaten av støpingen rense fra brent støpesand.

Ved individuell produksjon gjøres rengjøringen manuelt med stålbørster eller pneumatisk meisel. I serie- eller masseproduksjon - i roterende tromler, kuleblåsing, kuleblåsemaskiner eller trykklufttrykk med sand.

3. Spesielle metoder for å oppnå støpegods

Produksjonen av støpegods i engangsformer av sandleire med maskinell og spesielt manuell støping har en rekke betydelige ulemper: lav nøyaktighet og utilstrekkelig overflatefinish av støpegods; behovet for å legge igjen betydelige kvoter for maskinering; dannelsen av en grovkornet støpestruktur, etc. Derfor førte utviklingen av masseproduksjon og økte krav til støpegods til utvikling av spesielle støpemetoder: i skallformer, investeringsmodeller, kjøleformer, under trykk, sentrifugale og andre, som gjør det mulig å oppnå støpegods med økt nøyaktighet, med overflater med lav ruhet, minimale tillatelser for maskinering, som sikrer høy arbeidsproduktivitet, etc.

Støping i skjellformer Denne støpemetoden kalles, hvor støpegods oppnås i en form bestående av to sandharpiksskall. Skallformer og kjerner er laget av finkornet kvartssand med tilsetning av fenol-formaldehydharpiks som bindemiddel. Et karakteristisk trekk ved slike harpikser er deres evne til å herde irreversibelt ved en viss temperatur. Når de varmes opp til 140...160 0 C, smelter de, blir til en klebrig masse, omslutter korn av kvartssand, og deretter, når temperaturen stiger til 250...300 0 C, stivner de på noen få sekunder. Når temperaturen stiger over 600 0 C, brenner harpiksen, uten å smelte, ut, og danner porer i skallet, noe som letter frigjøringen av gasser. Skallhalvformer lages hovedsakelig etter bunker (bulk) metoden. Ferdige skallhalvformer limes med hurtigherdende lim. Støping i skallformer brukes i storskala- og masseproduksjon for å oppnå høypresisjon ansvarlige formede små og mellomstore støpegods fra forskjellige legeringer. Denne metoden er en slags støping i engangsformer.

Investering støping denne metoden kalles, der et hulrom i en ildfast skallform, nødvendig for å oppnå støpegods, dannes ved å smelte modeller laget av en lavtsmeltende blanding.

Fra en smeltbar modellsammensetning (50% parafin og 50% stearin) i en metallform, bestående av to deler, lages modeller av støpegods og et portsystem. De resulterende modellene settes sammen til blokker, deretter påføres en suspensjon ved å dyppe, bestående av 30 ... 40% hydrolysert etylsilikat og 60 ... 70% pulverisert kvarts. Etter det blir blokken drysset med fin tørr kvartssand og tørket i 2 ... 2,5 timer. 4…6 lag med ildfast belegg påføres modellblokken, etterfulgt av tørking av hvert lag. Smelting av modeller fra skallet utføres i tørkeskap ved en temperatur på 110 ... 120 0 C eller ved nedsenking i varmt vann. Deretter legges det ildfaste skallet i en boks og dekkes opp til trakten med tørr kvartssand, plasseres i en elektrisk ovn oppvarmet til 850...900 0 C, og holdes i 3...4 timer. I prosessen med kalsinering brenner restene av modellblandingen ut, og skallet får styrke. Glødingen etterfølges av støping av formen med metall. Prosessene for å skaffe støpegods etter investeringsmodeller er mekanisert og automatisert. Denne metoden bidrar til produksjon av støpegods med høy nøyaktighet, lav overflateruhet, liten veggtykkelse og kompleks konfigurasjon, som veier fra flere gram til titalls kilo.

I tillegg til investeringsmodeller i støperiet, brukes utbrente (forgassede) modeller ved fremstilling av kritiske støpegods som veier opptil 3,5 tonn fra støpejern, stål og ikke-jernholdige legeringer i individuell produksjon. Ekspandert polystyren brukes til fremstilling av brente modeller.

Ved støping i form Støpegods lages ved å helle smeltet metall i metallformer. I henhold til designet skilles det ut former i ett stykke (riste ut); med vertikal spor og horisontal spor. Det beste materialet for å lage former er grått støpejern.

Den teknologiske prosessen består av følgende operasjoner. Klargjøring av formen for helling: på en form oppvarmet til 200 0 С påføres et lag varmeisolerende maling med en sprøytepistol, deretter varmes den opp igjen til 300 0 С, fordi å helle metall i en kald form kan føre til en utblåsning; helle formen med flytende metall; støping avkjøling til den stivner; støping utgraving; fjerning av stenger; fjerning av innløp og rengjøring av støpegods. Alle operasjoner er mekanisert og automatisert. Brukes i masse- og batchproduksjon. Chill støpegods har høy grad av nøyaktighet, lav overflateruhet, høye mekaniske egenskaper. Ulempene inkluderer den høye kompleksiteten ved produksjon av støpeformer, deres begrensede holdbarhet, den begrensede produksjonen av støpegods når det gjelder vekt og størrelse.

Sentrifugalstøping kalt en metode der flytende metall fyller formhulen under påvirkning av sentrifugalkraften som oppstår i en roterende form. Denne metoden produserer støpegods i form av revolusjonslegemer. Den brukes i masse- og batchproduksjon. Den rettede krystalliseringen av støpegodset fra den ytre overflaten til den indre sikrer produksjon av tette støpegods fri for ikke-metalliske inneslutninger. Avhengig av posisjonen til skjemaets rotasjonsakse, er sentrifugalmaskiner delt inn i maskiner med en vertikal, horisontal og skrånende akse. Hvis diameteren på støpegodset er betydelig mindre enn lengden, plasseres rotasjonsaksen horisontalt. Hvis diameteren på støpegodset er større enn høyden, plasseres rotasjonsaksen vertikalt. Fordeler med denne metoden: produksjon av røremner uten stenger; store legeringsbesparelser på grunn av fraværet av et portsystem; muligheten for å få to-lags emner.

Pressestøping denne metoden kalles, der flytende metall fyller hulrommet i en metallform (form) under et tvunget trykk på 30 ... 100 MPa.

Støpegods produseres på spesialmaskiner med kalde eller varme pressekamre.

Den teknologiske prosessen for å oppnå støpegods på maskiner av den første typen er som følger: metallet helles inn i hellevinduet til kompresjonskammeret med en øse, deretter fyller legeringen formen med et stempel under trykk; etter at legeringen har stivnet, fjernes metallstangen, formen åpnes og støpingen skyves ut med skyveren; deretter gjentas prosessen. For å øke levetiden til formen, før du starter arbeidet, varmes den opp til en temperatur på 150 ... 300 0 С og smøremiddel påføres periodisk på gnidedelene av formen.

Med riktig drift kan levetiden til støpeformer, avhengig av kompleksiteten til støpegodset og typen legering, nå 300 ... 400 tusen støpegods for sinklegeringer, 80 ... 100 tusen for aluminium, 5 ... 20 tusen for kobber høy ytelse; høy nøyaktighet og lav overflateruhet, muligheten for å oppnå støpegods med kompleks konfigurasjon. Ulemper: høye kostnader for former og utstyr; begrensede totale dimensjoner og masse av støpegods; dannelsen av porøsitet, skjell i de massive delene av støpegodset. For tiden opprettes automatiserte sprøytestøpeanlegg.

4. Produksjon av støpegods fra ulike legeringer

Teoretisk grunnlag for produksjon av støpegods. Støpeegenskaper til metaller og legeringer

Ved utforming av en støpt del, bør fremdriften i støpestørkningsprosessen tas i betraktning. I støpegods fra legeringer med høy krymping og segregering er det nødvendig at størkning skjer fra bunnen og opp, som et resultat av at krympehulrommet, samt segregerende inneslutninger, beveger seg til den øvre delen av støpegodset, hvor en fortjeneste installeres (et element i portsystemet for mating av støpegods i størkningsperioden for å forhindre dannelse av krympeskall).

Etter helling stivner metallet i lag, med start fra veggene i formen. Under størkning og avkjøling avtar metallvolumet, så nivået av flytende metall i overskuddet synker, og påfølgende lag i det størkner på lavere nivåer. Siden metallet størkner sist i overskuddet, er det i det krympehulen dannes.

For produksjon av støpegods er det tilrådelig å bruke legeringer med gode støpeegenskaper, som gjør det mulig å få støpegods med en svært kompleks konfigurasjon fra dem. De gode støpeegenskapene til legeringer inkluderer høy fluiditet, lav krymping under størkning og ytterligere avkjøling, svak segregering og lav evne til legeringer til å absorbere gasser under smelting og støping.

Fluiditet av legering kalt dens evne til å fylle hulrommet i formen og nøyaktig gjengi konturene av dette hulrommet. Fluiditet avhenger av den kjemiske sammensetningen og temperaturen til legeringen som helles i formen, av temperaturområdet for krystallisering, viskositeten og overflatespenningen til smelten, egenskapene til støpeformen og andre faktorer.

Rene metaller og legeringer som størkner ved en konstant temperatur har bedre fluiditet enn legeringer som danner faste løsninger og størkner over en rekke temperaturer. Jo høyere viskositet, jo lavere fluiditet. Med en økning i overflatespenning avtar fluiditeten, og jo mer, jo tynnere er kanalen i formen; med en økning i helletemperaturen til det smeltede metallet og temperaturen i formen, forbedres fluiditeten. En økning i den termiske ledningsevnen til formmaterialet reduserer fluiditeten, dvs. sandformen fjerner varmen langsommere, og det smeltede metallet fyller det bedre enn metallformen, som intensivt avkjøler smelten.

krymping kalt egenskapen til metaller og legeringer til å avta i lineære dimensjoner og volum under krystallisering og avkjøling av støpegodset. Skille mellom lineær og volumetrisk krymping.

Lineær krymping er ledsaget av en reduksjon i lineære dimensjoner under krystallisering og avkjøling av støpegodset. Så støpegods fra grått støpejern har en lineær krymping på 0,9 ... 1,3%, fra karbonstål - 2 ... 2,4%, fra aluminiumslegeringer - 0,9 ... 1,5%, fra kobber - 1,4 ... 2 . 3 %. Stengene og formen motstår den lineære krympingen av metallet, som et resultat av det oppstår indre spenninger i støpingen, noe som forårsaker vridning og noen ganger dannelse av sprekker (varmt eller kaldt). For å redusere motstanden mot lineær krymping, gjøres støping og kjernesand bøyelig. Lineær krymping tas i betraktning ved fremstillingen av modellen og kjerneboksene, og øker (reduserer) dimensjonene sammenlignet med dimensjonene til støpegodset ved lineær krymping av den tilsvarende legeringen.

Volumetrisk krymping er ledsaget av en reduksjon i volumet av metallet under krystallisering og videre avkjøling, og derfor kan krympeporøsitet eller et konsentrert krympehulrom dannes i den massive delen av støpegodset. Dens eliminering utføres ved å installere profitt eller kjøleskap på dette stedet. Fortjenesten er gjort mer massiv enn veggene til støpingen.

segregering kalt dannelsen av heterogenitet av den kjemiske sammensetningen i forskjellige deler av støpingen. Det er to hovedtyper av segregering: sone når individuelle støpesoner har ulik kjemisk sammensetning, og intrakrystallinsk, karakterisert ved heterogenitet av metallkornet. Segregeringen er betydelig påvirket av den kjemiske sammensetningen av legeringen, kjølehastigheten og vekten av støpegodset.

Gassabsorpsjon - dette er evnen til støpte legeringer i flytende tilstand til å absorbere forskjellige gasser (oksygen, hydrogen og nitrogen), og deres løselighet øker med økende temperatur på det flytende metallet. I formen avkjøles den gassmettede smelten, løseligheten til gasser avtar, og de, som slipper ut av metallet, kan danne gassskaller i støpen. Teknologiske støpelegeringer må ha god fluiditet, lavt krymping og gassabsorpsjon, og heller ikke segregere.

Produksjon av støpejernsstøpegods

I den innenlandske verkstedindustrien er 74 % av alle støpegods laget av grått støpejern, 21 % av stål, 3 % fra duktilt jern og 2 % av ikke-jernholdige legeringer (aluminium, kobber, etc.). Hvis vi tar den gjennomsnittlige kostnaden for støpegods fra gråjern som 100%, er kostnaden for støpegods: fra duktilt jern - 130%; stål - 150%; fra ikke-jernholdige legeringer - 300 ... 600%. Derfor er støpejernsstøpegods mye brukt i forskjellige industrifelt: i maskinverktøybygging - maskinsenger, stativer, puter, frontplater, pumpehus, foringer, foringer, etc .; i bilindustrien - sylinderblokker, foringer, stempelringer, braketter, veivhus, bremsetromler, etc.; innen tungteknikk - maskinkropper, girkasser, etc.

Grå støpejern som inneholder 2,7 ... 3,5 % C; 0,5...4,0% Si; 0,3…1,5 % Mn; opptil 0,2 % P og mindre enn 0,15 % S, har god fluiditet, minimal krymping, relativt lavt smeltepunkt, svak gassabsorpsjon og segregeringstendens, tilstrekkelig høye mekaniske egenskaper (v = 100 ... 400 MPa; = 0,2 ... 0,5 %). Fungerer godt under trykk- og støtbelastninger, er ikke følsom for ytre kutt, demper vibrasjoner, har høye anti-friksjonsegenskaper, og behandles enkelt ved kutting.

Ved fremstilling av støperisand-leireformer for gråjernsstøpegods, bør det gis spesiell oppmerksomhet til portsystemet. Flytende metall bringes til en tynn del av støpegodset for oppvarming og samtidig størkning med mer massive deler. For å oppnå komplekse og store støpegods, mates metallet av flere matere for å fylle hele hulrommet jevnt. Fortjeneste er kun installert i massive store støpegods. I vanlig grått støpejern krystalliserer grafitt i form av flak som fungerer som indre mikrosprekker.

høy styrke støpejern oppnås ved å tilsette 1,0 % av en blanding av magnesium med ferrosilisium eller cerium til flytende grått støpejern. Som et resultat av krystallisering har grafitt ikke en lamellformet form, men en sfærisk form. Sammensetning av duktilt jern opp til 3,3% С; opptil 2,5% Si; 0,5…0,8 % Mn; mindre enn 0,2 % P og 0,14 % S. Disse støpejernene har høyere mekaniske egenskaper, sammenlignbare med støpt karbonstål, samtidig som de opprettholder de positive egenskapene til støpejern. Så, i =373…1180 MPa, =2…17 %. Støpegods fra duktilt jern brukes til fremstilling av deler for valsing, smiing og pressing og gruveutstyr, samt dieselmotorer, damp-, gass- og hydraulikkturbiner, rullende valser, veivaksler, etc. Teknologien for fremstilling av støpeformer for støpegods fra duktilt støpegods. jern er ikke forskjellig fra støpeteknologi for grått støpejern.

Kovkim kalt støpejern, som oppnås ved langvarig gløding av støpegods fra hvitt støpejern. For å gjøre dette smeltes støpejern av en slik kjemisk sammensetning at det blir hvitt når det størkner i en form. Støpegods lages av hvitt støpejern på vanlig måte, som deretter glødes for å spalte sementitten og oppnå ønsket sluttstruktur med utfelt fri flakformet grafitt. Den kjemiske sammensetningen av det originale støpejernet: 2,2 ... 2,9 % C; 0,8...1,4% Si; 0,3…0,5 % Mn; 0,05…0,07% Cr; ikke mer enn 0,2 % P og 0,1 % S. Støpegods av duktilt jern brukes til fremstilling av deler til biler, traktorer og andre maskiner som opplever komplekse påkjenninger og støtbelastninger under drift. Funksjoner ved produksjon av støpeformer for støpegods fra duktilt jern skyldes økt krymping av hvitt støpejern, og derfor er det nødvendig å sørge for installasjon av fortjeneste i hver lokal fortykning av støpegodset og metallkjølere, spesielt på steder hvor den største mengden av metall samler seg. Smidbart støpejern har en høy strekkfasthet på 300…630 MPa, en relativ forlengelse på 2…12 %, høy slitestyrke og motstand mot slagbelastninger, og er godt bearbeidet ved kutting.

For tiden smeltes opptil 90 % av gråjernet i kupoler, og resten står for lysbue- og induksjonsovner.

Produksjon av stålstøpegods

Formede støpegods er laget av karbon og legert stål. Støpeegenskapene til stål, spesielt legerte, er lavere enn støpejerns. Dette kan føre til at det dannes krympehulrom og sprekker i støpegods. For å forhindre dannelsen av krympende hulrom i formene, gis fortjeneste som mater de massive delene av støpegodset med flytende metall. For å forbedre de ildfaste egenskapene til støpesand, introduseres kromkvarts, kromjernmalm og magnesit i dem, ferdige former og kjerner males med ildfast maling. Portsystemet og støpingens plassering i støpeformen utføres slik at støpeformens hulrom fylles rolig, og størkningen av støpen rettes nedenfra og opp. Etter avkjøling, utslag og stubber utsettes støpene for varmebehandling (gløding). Gløding utføres for å avlaste indre spenninger, foredle korn og forbedre mekaniske egenskaper.

Avhengig av formålet med støpegodset brukes karbonstål 15L ... 60L, legert - 30KhGSL, 15Kh18N9TL, etc., med en strekkfasthet på 400 ... 600 MPa og en relativ forlengelse på 10 ... 24% .

For smelting av støpte stål brukes som regel lysbue- og induksjonsovner, noen ganger ovner med åpen ild.

Produksjon av støpegods fra ikke-jernholdige legeringer

For produksjon av formede støpegods brukes kobber legeringer: bronse og messing.

Bronse er brukt tinn og spesial (tinnfri). Tinnbronse har god flyt, høy krymping og et stort krystalliseringsområde, noe som fører til dannelse av spredt porøsitet i støpegods.

Tinnfri bronse har god flyt og høy krymping, men et lite krystalliseringsintervall, noe som fører til dannelse av konsentrerte krympehulrom i støpegods.

Messing har tilfredsstillende fluiditet, høy krymping, et lite krystalliseringsintervall, noe som fører til dannelse av krympehulrom og porøsitet.

Støpegods fra kobberlegeringer er hovedsakelig (opptil 80%) laget ved støping i sand- og skallformer, og resten ved støping i en form, under trykk, sentrifugal osv. For å forhindre dannelse av krympehulrom og porøsitet, profitt og kjøleskap er installert i massive støpeenheter.

Kobberlegeringer smeltes i induksjons-, digel- og lysbueovner i luft, i beskyttende gasser eller vakuum. For å beskytte metallet mot oksidasjon utføres smelting under et lag med trekull. Den ferdige legeringen deoksideres med kobberfosfor før den helles i former. Som et non-stick tilsetningsstoff introduseres fyringsolje i støpeblandingen.

Tinnbronse brukes til å lage tannhjul, lagre, bøssinger osv. Tinnfri bronse brukes til fremstilling av ulike beslag for marin skipsbygging, snekkeskruer og sanitærarmaturer.

Aluminium støpelegeringer som brukes til fremstilling av formstøpte støpegods har gode teknologiske og mekaniske egenskaper, som varierer avhengig av sammensetningen av legeringen, støpemetoder og varmebehandling. Støpegods fra aluminiumslegeringer lages hovedsakelig ved å støpe inn i en kjøleform, under trykk, sjeldnere i sandformer. Form- og kjernesand må ha tilstrekkelig fleksibilitet.

Gitt den sterke oksiderbarheten til aluminiumslegeringer, bør formen helles i en kontinuerlig strøm for å unngå dannelse av oksidfilmer.

Smelting av aluminiumslegeringer utføres i gass- og elektriske, smeltedigler, flamme- og induksjonsovner.

Støpegods fra aluminiumslegeringer er mye brukt i luftfart og rakettteknologi, bilindustri, instrumentproduksjon og elektrisk industri.

Magnesium legeringer har lavere støping og mekaniske egenskaper enn aluminium, men har en lavere tetthet (1,8 ... 1,9 g / cm 3), på grunn av hvilken de er mye brukt i bilindustrien, tekstil, instrumentproduksjon, luftfart og rakettteknologi. De er ved temperaturer nær smeltepunktet, på grunn av sterk oksidasjon, utsatt for antennelse. Derfor, ved fremstilling av støpegods fra dem, brukes beskyttelsesmidler: smelting utføres under et flusslag eller i et nøytralt miljø, opptil 8% fluorsalter tilsettes støpesanden, og en blanding av borsyre og svovel (opptil 1,0%) tilsettes kjernesanden. En stråle av metall, når den helles i en form, sprayes med en grå farge, og varmebehandling utføres i akselovner med en beskyttende atmosfære. Smelting utføres i smeltedigel elektriske motstandsovner og induksjonsovner.

Til dydene titan legeringer inkluderer deres lave tetthet (4,5 g / cm 3) og høy styrke (opptil 1500 MPa). De er spesielt mye brukt i rakett- og luftfartsteknologi, skipsbygging og turbinbygging. Sammen med det høye smeltepunktet til titan (1665 0 C), har det en høy kjemisk aktivitet, så spesielle vakuuminduksjonsovner med en grafittdigel brukes til å smelte titanlegeringer. Hovedmetoden for produksjon av støpegods fra titanlegeringer er støping i grafittformer, støping i skallformer laget av nøytrale oksider av magnesium, zirkonium eller grafittpulver, fenol-formaldehydharpikser brukes som bindemiddel.

5. Produserbarhet av utformingen av støpte deler. Typer av ekteskap. Teknisk kontroll

Den grunnleggende loven om design er fremstillingsevnen til støpegodset.

Når man utvikler en støpeteknologi, er det nødvendig å ta hensyn til støpeegenskapene til legeringen, teknologien for fremstilling av et modellsett, form og kjerne, teknologien for chipping og rengjøring av støpen. Basert på arbeidsforholdene, kostprisen og antall støpegods velger de produksjonstype (enkelt, seriell, masse), støpemetode (i engangsformer, til permanente osv.), metode av støping (manuell, maskin). Riktig utviklet teknologi reduserer støpegods og fremmer rask bruk av støpingen i produksjonen.

Støpegods bør ha så jevn tykkelse som mulig og rette veggkonturer, dette forenkler utformingen av modellen og forbedrer kvaliteten på den støpte delen. Utformingen av støpingen skal sørge for den enkleste oppdelingen av modellen, noe som bidrar til å få en støpt del med de mest nøyaktige dimensjonene og letter bruken av støpemaskiner. For å lette utvinningen av modellen fra sandformen, er det nødvendig å gi støpeskråninger på overflater vinkelrett på skilleplanet.

Når du kobler sammen veggene, bør alle skarpe og rette vinkler matches med en radius på 1/3 til 1/4 av veggtykkelsen; overgangen fra en tykkveggdel til en tynn skal være jevn.

Noen ganger er det tilrådelig å dele komplekse og store støpegods i separate komponenter under design, som deretter kobles sammen med bolter eller sveising.

For dannelse av hull i støpegods anbefales minimumsdiametrene til stengene: for stål 8 ... 10 mm, støpejern 6 ... 8 mm, kobberlegeringer 5 ... 7 mm, for lette legeringer 4 .. 5 mm.

Hovedoppgavene til teknisk kontroll er: å identifisere årsakene til avviket i kvaliteten på støpegods fra den spesifiserte og brudd på den teknologiske prosessen, utvikle tiltak for å forbedre produktkvaliteten; etablering av samsvar med modusene og rekkefølgen av teknologiske operasjoner gitt i den tekniske dokumentasjonen; etablere samsvar med kvaliteten på materialene som kreves for produksjon av støpegods. Kontrollen av avstøpninger utføres først og fremst visuelt for å identifisere det endelige eller korrigerende ekteskapet. Riktigheten til konfigurasjonen og dimensjonene kontrolleres ved merking, tettheten til støpemetallet kontrolleres ved hydrauliske tester under vanntrykk opp til 200 MPa. Innvendige defekter oppdages i spesialiserte laboratorier eller i støperier (på stedet) med spesialutstyr. Støpeutstyr (modeller, kjernebokser, etc.) og hele den teknologiske prosessen i alle stadier av støpeproduksjonen er utsatt for nøye kontroll (kontroll av egenskapene til støping og kjernesand, kjemisk sammensetning, metallstøpetemperatur, etc.).

Støpefeil deles inn i ytre og indre. De viktigste er:

1 underfylling - ufullstendig støpekonfigurasjon på grunn av lav helletemperatur, utilstrekkelig fluiditet, feil beregnet portsystem, metall som forlater formen.

2 bukter - ulike fremspring og tidevann på støpekroppen, ikke gitt på tegningen. De er dannet på grunn av den løse passformen til halvformene, for store hull ved tegnene til stengene.

3 brent - den ru overflaten av støpegodset, som er et resultat av penetrering av flytende metall inn i formens vegger eller som et resultat av kjemisk interaksjon mellom formmaterialet og flytende metall. Oppstår ved en for høy helletemperatur og utilstrekkelig brannmotstand for støpe- og kjernesand.

4 Vridning - forvrengning av konfigurasjonen og dimensjonene til støpegodset under påvirkning av spenninger forårsaket av ujevn krymping. Denne feilen oppstår som følge av ujevn avkjøling av enkelte deler av støpegodset i formen, samt etter knockout.

5 Krympehulrom, løshet og porøsitet - åpne eller lukkede hulrom i støpekroppen med en ru overflate. De dannes på de fortykkede stedene av støpingen, så vel som når metallet tilføres feil til formen eller på grunn av for høy temperatur på det støpte metallet.

6 gassvasker - ha en jevn og ren overflate. Dannelsen deres er assosiert med støping av former med gassmettet metall, redusert gasspermeabilitet eller økt fuktighet i formene og kjernene, med fangst av luft med en stråle av hellet metall.

7 slaggskall - hulrom i støpekroppen, delvis eller helt fylt med slagg. Oppstår på grunn av dårlig kvalitet på rengjøring av hellet metall fra slagg, fra et feilvalgt portsystem som ikke gir slaggfangst.

8 sandskjell - hulrom i støpelegemet som inneholder støpemateriale. Denne defekten oppstår som et resultat av utilstrekkelig styrke på formen og kjernesanden, svak fylling av formen.

9 varme sprekker - hull eller rifter i støpekroppen med oksiderte overflater. Dannelsen av varme sprekker er forårsaket av skarpe overganger i utformingen av støpegods fra tykke til tynne seksjoner, vanskelig krymping av metallet, med tett pakking av formen, for høy helletemperatur.

10 kalde sprekker - brudd eller rifter i kroppen til et støpegods med rene overflater. De dannes når krympingen av støpegodset er vanskelig, når det slås ut av formen for tidlig, samt fra sterke slag under kutting eller utslag.

Støpefeil oppdages ved ulike kontrollmetoder. Overensstemmelsen mellom dimensjonene på støpegodset og dimensjonene på tegningen etableres ved merking. De mekaniske egenskapene til støpegods kontrolleres av tester av individuelle produserte prøver, samt prøver kuttet fra støpekroppen.

Støpegods, som i henhold til arbeidsforholdene må tåle økt trykk fra en væske eller gass, utsettes for hydrauliske og pneumatiske tester ved trykk litt høyere enn arbeidstrykket.

Interne defekter av støpegods avsløres ved metoder for radiografisk og ultrasonisk feildeteksjon.

Essensen av radiografiske metoder ligger i bestråling av støpegods med røntgenstråler eller gammastråler. På grunn av den korte bølgelengden passerer disse strålene lett gjennom tykkelsen på støpene. Når det er defekter inne i støpegodset som absorberer stråler i mindre grad enn selve metallet, så på røntgenfilmen gir strålene som går gjennom slike defekter en mer intens sverting.

Ultralydkontroll er basert på en ultralydbølges evne til å reflekteres fra grensesnittet mellom to medier. Bølgen som passerer gjennom veggen til støpegodset, når den møter grensen til slagg-inneslutningen, sprekken eller skallet, reflekteres delvis. Intensiteten til de reflekterte bølgene brukes til å bedømme tilstedeværelsen, dybden og størrelsen på defekter i støpegodset.

For å oppdage ytre overflatedefekter brukes luminescenskontroll, magnetisk og fargefeildeteksjon.

Litteratur

1. Materialvitenskap og -teknologi av metaller: En lærebok for universiteter i ingeniørspesialiteter / G.P. Fetisov, M.G. Karpman, V.M. Matyunin og andre - M.: Higher School, 2010. - 637 s.: ill.

2. Materialvitenskap: En lærebok for universiteter som underviser i retning av opplæring og spesialisering innen ingeniør- og teknologifaget / B.N. Arzamasov, V.I. Makarova, G.G. Mukhin og andre - 5. utgave, stereotypi. - M.: Forlaget til MSTU im. N.E. Bauman, 2013. - 646 s.: ill.

3. Lakhtin Yu.M., Leontieva V.N. Materialvitenskap. Lærebok for tekniske universiteter. spesialist. - 3. utg. - M. Mashinostroenie, 2010. - 528 s.

4. Teknologi av strukturelle materialer: Lærebok for studenter ved ingeniøruniversiteter / A.M. Dalsky, T.M. Barsukova, L.N. Bukharkin og andre; Under totalt utg. ER. Dalsky. - 5. utgave, Rev. - M. Mashinostroenie, 2013. - 511 s.: ill.

5. Teknologi av strukturelle materialer. Lærebok for studenter av ingeniørspesialiteter ved universiteter klokken 4. Red. D.M. Sokolova, S.A. Vasin, G.G. Dubensky. - Tula. Forlag til TulGU. - 2007.

6. Materialvitenskap og teknologi for strukturelle materialer. Lærebok for universiteter / Yu.P. Solntsev, V.A. Veselov, V.P. Demyantsevich, A.V. Kuzin, D.I. Chashnikov. - 2. utg., Rev., tilf. - M. MISIS, 2006. - 576 s.

7. Bogodukhov S.I. Kurs i materialvitenskap i spørsmål og svar: Proc. godtgjørelse for universiteter, obuch. i retning av forberedelse bachelor "Teknologi, utstyr. og automatisk. maskinteknikk pr-in "og spesiell. "Teknologi for maskinteknikk", "Metallkuttemaskiner og verktøy", etc. / S.I. Bogodukhov, V.F. Grebenyuk, A.V. Sinyukhin. - M.: Mashinostroenie, 2003. - 255 s.: ill.

Lignende dokumenter

Valg av type port-fôringssystem. Klassifisering og egenskaper ved modellsammensetninger. Utarbeidelse av modellformuleringer. Montering av modeller i blokker. Metallsmelting og formstøping. Knockout, rengjøring og varmebehandling av støpegods. Forrensking av støpeblokker.

sammendrag, lagt til 15.10.2013


Innhenting av støperismelter. Klassifisering, formfremstilling. Produksjon av kjølestøpegods fra grått støpejern. Fordeler og tekniske og økonomiske indikatorer for produksjon av støpegods. Tekniske krav til utforming og materiale av støpeformer.

semesteroppgave, lagt til 03.12.2013


Beregning av tidspunktet for fullstendig størkning av støpegods i en sandleireform i henhold til metoden til Girshovich og Nekhendzi. Loven om størkning av støpegods i henhold til metoden til Khvorinov og Veinik. Konstruksjon av temperaturfelt i støpeskorpen i øyeblikkene for fullstendig størkning av støpen.

semesteroppgave, lagt til 16.12.2014


Valg av støpemetode og dens begrunnelse. Bestemmelse av skilleflaten til sandleireformen, maskineringsgodtgjørelse, størrelsen på kolbene. Beregning av portsystemet. Utvikling av teknologi for montering, smelting og støping av former. Kvalitetskontroll av støping.

semesteroppgave, lagt til 10.12.2014


Støpemateriale og dets egenskaper. Sammensetningen av formsanden for små støpegods. Tillegg for maskinering. Design av støperiutstyr. Design av elementer i portsystemet. Produksjon av støpeformer, kjerner, etterbehandling av støpegods.

semesteroppgave, lagt til 21.10.2013


Generelle kjennetegn ved bedriften. Kvalitetspolitikk. Analyse av dokumenter som regulerer produksjon av produkter. Teknologisk prosess for produksjon av formede støpegods. Metrologisk støtte, teknologikontroll, feildeteksjon.

semesteroppgave, lagt til 05.07.2014


Teknologiske konsepter i støperiproduksjon. Støpefeil, deres produksjon i sandleireformer. Strukturen til portsystemet. Støping i skallformer, i kjøleformer, investeringsstøping. Grunnleggende om sentrifugalstøping. Støpeegenskaper til legeringer.

test, lagt til 20.08.2015


Design av et moderne verksted for produksjon av støpegods fra jernholdige legeringer. Valg av utstyr og beregning av produksjonsprogrammet til dette verkstedet. Funksjoner ved teknologiske prosesser for stålsmelting. Beregning av arealet til varehus for lagring av materialer.

semesteroppgave, lagt til 13.05.2011


Teknologiske prosesser for fremstilling av støperismelter, deres egenskaper. Klassifisering av molds, omfang; gating system; fordeler og tekniske og økonomiske indikatorer for støpeproduksjon. Produksjon av kjølestøpegods fra grått støpejern.

semesteroppgave, lagt til 13.02.2013


Beskrivelse av teknologien for å produsere en bakre førerhusopphengsbrakett fra støpejernskvalitet VCh40 ved å støpe inn i en støpeform av sandleire. Beregning av støpeavkjølingstid. Stangproduksjonsteknologi. De viktigste typene ekteskap og tiltak for å eliminere det.

Utdanningsdepartementet i den russiske føderasjonen

Siberian State Industrial University

Institutt for støperi

OPPGJØR OG FORKLARENDE MERKNAD

til kursprosjektet

støperiteknologi

Fullført: Art. gr. MLA-97

Karpinsky A.V.

Prosjektleder: Førsteamanuensis, Ph.D.

Peredernin L.V.

Oppgave til kursprosjektet ................................................ ................................................................ 2

1.1. Begrunnelse for støpemetoden ........................................... ................... 4

1.2. Begrunnelse for plasseringen av delen i formen ved helling ................................... .......... 6

1.3.Begrunnelse for valg av form og modell for skilleflaten .............................. 7

1.4 Begrunnelse for svinn og bearbeidingsgodtgjørelser, skråninger, fileter ................................... ............................................................ .................................. ....... åtte

1.5. Bestemmelse av design og størrelser på skilt på stenger. Kontroller tegn for knusing .......................................... ................................................... ............ 10

1.6. Beregning av portsystemet ........................................... ................................... 14

1.7. Beregning av størrelsen på overskudd og kjøleskap ........................................ ...... 21

1.8. Begrunnelse for utstyret som brukes ........................................... ........................... 25

1.9. Beregning av dimensjonene til kolbene, massen til lasten ................................... ............................ 27

1.10. Valg av støpeform og kjernesand ......................................... ................ 30

1.11.Tørkemodus for former og kjerner ........................................... ................... 34

Prosessflytskjema ................................................... ................................................... 35

Bibliografi................................................. ................................................ 37

2. Grafisk del

2.1. Deltegning med form og støpeelementer

2.2. Montering toppplate tegning

2.3. Utsnitt av formen og utsikt over den nedre halvformen med

stenger

1.1 Begrunnelse for støpemetoden

Støping er prosessen med å lage engangsstøpeformer. Dette er et arbeidskrevende og ansvarlig stadium av hele den teknologiske syklusen for produksjon av støpegods, som i stor grad bestemmer kvaliteten. Støpeprosessen er som følger:

Komprimering av blandingen, som gjør det mulig å oppnå et nøyaktig avtrykk av modellen i form og gi den den nødvendige styrken i kombinasjon med samsvar, gasspermeabilitet og andre egenskaper;

En enhet i form av ventilasjonskanaler som letter utgangen fra formhulen til gassene som dannes under helling;

Fjerne modellen fra skjemaet;

Etterbehandling og montering av skjema, inkludert montering av stenger.

Avhengig av størrelse, vekt og veggtykkelse på støpegodset, samt karakteren på støpelegeringen, helles den i våte, tørre og kjemiske herdeformer. Støpeformer lages manuelt, på støpemaskiner, halvautomatiske og automatiske linjer.

Siden denne støpen har en vekt på under 500 kg, vil vi helle støpen rå. Våthelling er mer teknologisk avansert, siden det ikke er behov for å tørke formene, noe som øker den teknologiske prosessen betydelig.

I forhold til serieproduksjon kan både manuell og maskinstøping brukes. For fremstilling av denne støpingen bruker vi maskinstøping. Maskinstøping lar deg mekanisere to hovedstøpeoperasjoner (komprimering av blandingen, fjerning av modellen fra formen) og noen hjelpeoperasjoner (utvikle portkanaler, dreie kolber, etc.). Med mekaniseringen av støpeprosessen forbedres kvaliteten på komprimeringen, nøyaktigheten av dimensjonene til støpingen øker, arbeidsproduktiviteten øker kraftig, arbeidet til arbeideren lettes og sanitære og hygieniske forhold i verkstedet forbedres, og avslag er redusert.

Som støpemaskin bruker vi en pulsmaskin. I en slik maskin komprimeres blandingen på grunn av påvirkningen av en luft(gass)bølge. Trykkluft under trykk (6¸10) * 10 6 Pa kommer inn i formhulen med høy hastighet. Under påvirkning av en luftbølge komprimeres formsanden i løpet av 0,02-0,05 s. Den gjenværende luften fjernes gjennom ventilene. De øvre lagene av formsanden komprimeres ved pressing.

Ved bruk av konvensjonelle sand-leireblandinger når overflatehardheten til formen 89-94 enheter. Maksimal komprimering av blandingen tilsvarer delingen av formhalvdelen. Forbedring av de teknologiske parametrene til støpeformen øker den geometriske nøyaktigheten til støpegods, reduserer avslag, forbedrer sanitære og hygieniske arbeidsforhold på grunn av fullstendig eliminering av vibrasjoner og støy.

1.2 Begrunnelse for plasseringen av delen i formen ved helling

Hovedoppgaven ved valg av støpeposisjon under støping er å oppnå de mest kritiske overflatene uten støpefeil. Når du velger plasseringen av støpegodset i formen, veiledes vi av følgende anbefalinger:

Vi tar hensyn til prinsippet om støpeherding: vi plasserer støpen med massive deler opp, og setter overskudd over dem;

Hovedbearbeidede overflater og de mest kritiske delene av støpingen er anordnet vertikalt;

Denne posisjonen sikrer at kjernene holdes sikkert i formen under støping, det er mulig å kontrollere veggtykkelsen på støpegodset ved montering av formen;

Tynne vegger er plassert under og vertikalt langs støpingen, noe som er gunstig ved støping av stål, metallveien til tynne deler er kortest.

1.3.Begrunnelse for valg av skilleflateform og modell

Kontaktoverflaten mellom øvre og nedre formhalvdel kalles formens skilleflate. Det er nødvendig å fjerne modellen fra den komprimerte sanden og installere kjernene i formen. Koblingsoverflaten kan være flat eller formet.

Valget av støpekobling bestemmer modellens design og koblinger, behovet for å bruke kjerner, størrelsen på støpeskråningene, størrelsen på kolbene, etc. Hvis skilleflaten er valgt feil, kan konfigurasjonen av støpingen bli forvrengt, uberettiget komplikasjon av støping og montering.

Den valgte formskilleoverflaten tilfredsstiller følgende krav:

Skilleoverflaten til formen og modellen er flat, noe som er det mest rasjonelle fra synspunktet om å produsere et modellsett;

Stangen er plassert i den nedre halvdelen av formen, mens det ikke er nødvendig å henge stangen i den øvre halvdelen av formen, det er lettere å kontrollere installasjonen i formen, muligheten for skade på nærskilte deler er redusert;

Kostnader for flising og rengjøring av støpegodset reduseres;

Gjør det mulig å redusere forbruket av støpesand på grunn av en reduksjon i høyden på formen, siden denne skilleflaten gir en liten høyde på formen;

Støpemodellen har ingen avtakbare deler.

1.4 Begrunnelse for svinn og bearbeidingsgodtgjørelser, skråninger, fileter

Krymping er egenskapen til metaller og legeringer for å redusere volumet deres under størkning og avkjøling. Som et resultat må modellen være noe større enn den fremtidige støpingen. Reduksjonen i de lineære dimensjonene til støpegodset under betingelsene for en viss produksjon kalles støperikrymping. Verdien for hver spesifikke støping avhenger av legeringsmerket, konfigurasjonen og formenheten.

For støpegods av middels karbonstål (stål 35L), er støpekrympingen 1,6 %.

Maskineringstillegg er gitt på alle maskinerte støpeoverflater. Størrelsen på godtgjørelsen avhenger av overflatens plassering under støping, støpemetoden og renheten til overflatebehandlingen, samt størrelsen på støpen og overflaten som skal bearbeides.

Ved maskinstøping, på grunn av større nøyaktighet ved støping, gis bearbeidingsgodtgjørelser mindre enn ved manuell støping. De største kvotene er gitt for overflater som, når de helles, vender oppover, siden de er mest tilstoppet med ikke-metalliske inneslutninger.

Fastsettelse av godtgjørelser i henhold til GOST 26645-85.

nominell størrelsen	nøyaktighetsklasse	grad av vridning	vridningsavvik	forskyvningsavvik	toleranse	hovedgodtgjørelse	tilleggsgodtgjørelse	samlet godtgjørelse
	en rekke godtgjørelser
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			-

Formingsskråninger kalles, som er festet til arbeidsflatene til støpemønstre for å sikre deres frie utvinning fra former eller frigjøring av kjernebokser fra kjerner uten ødeleggelse hvis utformingen av delen ikke gir konstruktive skråninger.

Støping er en av de viktigste og mest utbredte metodene for å produsere emner og maskindeler. Massen av støpte deler er omtrent 60 % av massen til traktorer og landbruksmaskiner, (70 ... 85) % av massen til valseverk og metallskjæremaskiner.

Essensen av støpeprosessen består hovedsakelig i det faktum at smeltet metall av en viss kjemisk sammensetning helles i en forhåndsforberedt støpeform, hvis hulrom, i størrelse og konfigurasjon, tilsvarer formen og dimensjonene til det nødvendige arbeidsstykket. Etter avkjøling fjernes arbeidsstykket eller den ferdige delen, kalt støpegods, fra formen.

For å oppnå støpegods av høy kvalitet, må støpelegeringer ha visse støpeegenskaper: god fluiditet, lav krymping, jevn kjemisk struktur, lavt smeltepunkt, etc.

Mesteparten av støpegodset av jern og stål oppnås ved støping i sandleireformer (opptil 60 % av det totale volumet). For å oppnå støpegods med høy nøyaktighet (minimum tillatte maskinering) og overflateruhet, en homogen metallstruktur, brukes spesielle støpemetoder: støping i metallformer (kjøleformer), sentrifugalstøping, trykkstøping, investeringsstøping, støping i skallformer og etc. .

Hoved støpefordeler før andre metoder for å skaffe emner og deler er:

a) muligheten for å skaffe emner og deler av forskjellige konfigurasjoner, fra forskjellige metaller og legeringer;

b) muligheten for å oppnå formede produkter med kompleks konfigurasjon (hule, voluminøse, etc.), som er umulige og økonomisk upraktiske å produsere med andre metoder (for eksempel kutting - et stort forbruk av metall til flis, betydelig tid, etc. );

c) universalitet av teknologier - muligheten for å produsere emner fra noen få gram til hundrevis av tonn;

d) muligheten for å behandle avfallsprodukter og avslag:

e) relativ enkel fremskaffelse og lave kostnader for støpegods.

Sammen med fordelene med støping har det også begrensninger:

a) vanskeligheten med å oppnå en homogen kjemisk sammensetning av støpegodset;

b) nøyaktigheten og kvaliteten på overflaten til delen er lavere enn når den behandles ved kutting eller plastisk deformasjon;

c) inhomogenitet av sammensetningen og redusert tetthet av materialet til arbeidsstykkene, og følgelig deres lavere styrkeegenskaper enn arbeidsstykkene oppnådd ved trykkbehandling.

Hoved retninger for utvikling av støperiproduksjon er: rekonstruksjon og modernisering av eksisterende utstyr; utskifting av foreldet utstyr med høyytelses støpemaskiner og halvautomatiske maskiner, robotkomplekser; redusere materialforbruket til produkter fra maskinbyggingskomplekset ved å øke andelen støping fra legert stål og høyfast støpejern, samt presisjonsstøping.

De viktigste tekniske og økonomiske indikatorene for arbeidet til støperier er: årlig produksjon av støpegods i tonn; produksjon av støpegods per produksjonsarbeider; vi vil spise støpegods fra en kvadratmeter av produksjonsområdet til verkstedet; utbytte av passende metall; prosentandel av støping avvist; nivå av mekanisering og automatisering; andel av støpegods oppnådd ved spesielle metoder; kostnad for ett tonn støping.

A) Støping i sandleireformer

En støpeform med et hulrom som smeltet metall helles i, er laget av en støpesand i henhold til et mønster. En modell er en enhet for å oppnå en fremtidig støping i form av et arbeidshulrom. Modeller kan være laget av tre, plast eller metall, dimensjonene deres må være større enn dimensjonene til støpegodsene ved krymping av metallet og tilskuddet for etterfølgende maskinering.

Støpeblandinger for støping av former og kjerner består av kvartssand, spesiell leire, vann og en rekke tilsetningsstoffer (linolje, kolofonium, dekstrin, flytende glass, treflis eller torvflis) som gir gasspermeabilitet og plastisitet til blandingen. Når du lager en form, helles formsanden, fuktet og grundig blandet, i den nedre kolben, etter innstilling av støpemodellen (fig. 1). Deretter komprimeres blandingen manuelt med forskjellige enheter eller på spesielle støpemaskiner. Etter komprimering av blandingen fjernes modellen fra den nedre kolben. På samme måte komprimeres blandingen i den øvre kolben, etter å ha installert i den, i tillegg til støpemodellen, en portsystemmodell som danner kanaler for å helle flytende metall inn i formhulen. Portsystemet består av en portskål, et vertikalt stigerør, en slaggfelle, en mater og et stigerør. Portsystemet må sikre jevn flyt av smeltet metall inn i formen og fjerning av gasser fra formen.

Deretter, etter å ha installert stengene i form, setter de den sammen: den øvre kolben er installert på den nedre, og kolbene er festet med pinner. I denne formen (fig. 1) er formen klar til å helle med smelte.

Metallsmelting utføres i forskjellige smelteinnretninger. Støpejern smeltes i kupoler, stål smeltes i omformere og elektriske ovner, ikke-jernholdige metaller og deres legeringer smeltes i elektriske ovner og digler. Temperaturen til det smeltede metallet bringes til helletemperaturen, ᴛ.ᴇ. 100 ... 150 C høyere enn smeltepunktet til legeringen.

Etter at smelten er hellet i formen og avkjølt, slås støpegodset ut av formen og renses for formsanden manuelt, på vibrerende rister eller kuleblåsemaskiner. Trimming av elementene i portsystemet utføres med skivekuttere, båndsager, på trimmepresser, flamme- eller plasmakuttere. Rensing av støpegods fra grader og bukter utføres med slipeskiver.

Før de sendes til mekaniske verksteder, utsettes stålstøpegods nødvendigvis for varmebehandling - gløding eller normalisering - for å avlaste indre spenninger og slipe metallkornet. I noen tilfeller blir støpegods fra andre legeringer utsatt for varmebehandling.

Fordelen med å støpe i sandleireformer er de lave kostnadene for støpematerialer og mønsterutstyr. Dessuten er denne metoden for støping mer arbeidskrevende sammenlignet med andre. Samtidig gir støping i sandleireformer lav dimensjonsnøyaktighet og høy overflateruhet.

B) Spesielle støpemetoder

Spesielle støpemetoder sammenlignet med støping i sandleireformer gjør det mulig å oppnå støpegods av mer nøyaktige dimensjoner med god overflatekvalitet, noe som bidrar til: redusere metallforbruk og arbeidskrevende maskinering; forbedre de mekaniske egenskapene til støpegods og redusere tap fra ekteskap; en betydelig reduksjon eller eliminering av forbruket av støpematerialer; reduksjon av produksjonsplass; forbedre sanitære og hygieniske forhold og øke arbeidsproduktiviteten.

Disse inkluderer støping: i permanente metallformer (kjøleform); sentrifugal; under press; i tynnveggede engangsformer; investeringsmodeller; kortikal eller skall; elektroslag støping.

Støping i skjellformer. Med denne støpemetoden brukes spesielle skallformer, laget av kvartssand (92...95%) og termoherdende syntetisk harpiks (5...8%). Sand-harpiksblandingen tilberedes ved å blande sand og knust pulverisert harpiks med tilsetning av et løsemiddel (kald metode) eller ved en temperatur på 100 ... 120 C (varm metode), på grunn av at harpiksen omslutter (klemmer) sandkorn. Videre blir blandingen i tillegg knust for å oppnå individuelle korn kledd med harpiks, og lastet inn i bunkeren.

Fremstillingen av skallformer utføres som følger (fig. 2.). En metallmodell, oppvarmet til 200...300 C, dekkes med et lag varmebestandig smøremiddel (silikonvæske) og legges i en trakt, deretter dekkes med støpesand og holdes i 10...30 s. I løpet av denne tiden er skallet forhåndssintret på modellen. Deretter fjernes overflødig løs støpesand fra modellen og holdes sammen med skallet i ovnen i 1 ... 3 minutter. ved en temperatur på 300 ... 375 C. I dette tilfellet oppstår den endelige sintringen av skallet med en tykkelse på 7 ... 15 mm. Etter avkjøling, takket være det separerende laget av varmebestandig smøremiddel, kan skallet enkelt fjernes fra modellen. De enkelte delene av formen og portsystemet som er laget på denne måten, settes sammen ved å lime langs planene til koblingene og feste dem med braketter eller klemmer. Produksjon og montering av skallformer er lett mekanisert og automatisert.

I motsetning til støping i sandleireformer, gir støping i skallformer større dimensjonsnøyaktighet og mindre ruhet. Maskineringstillegget er 0,5…3 mm. Samtidig er den begrensede massen av støpegods (opptil 250...300 kg) og mer komplekst teknologisk utstyr ulemper ved denne støpemetoden. Av denne grunn brukes støping i skallformer i serie- og masseproduksjon av støpegods av små og mellomstore størrelser.

Investering støping. Støpeprosessen er som følger. I en form støpes en støpemodell og elementer i portsystemet av en lavtsmeltende blanding av stearin (50 %) og parafin (50 %). Pressetemperaturen til blandingen er 42...45 C. Modellen og portsystemet er satt sammen til en blokk, dekket med et keramisk skall (2...8 mm tykt). Det keramiske belegget består av 60...70 % pulverisert kvarts eller finmalt kvartssand og 30...40 % bindemiddel (etylsilikatløsning). Deretter smeltes en modell fra en keramisk form med vann, damp eller varm luft. Formene som frigjøres fra modellen legges i kolber med sand, komprimeres og kalsineres ved 900–950 C i 3–5 timer.I dette tilfellet brenner restene av modellsammensetningen ut og den keramiske formen glødes. Etter kalsinering sendes de ferdige formene til støping med metall.

Lost-wax støping gir større nøyaktighet i støpte dimensjoner. Denne metoden kan brukes til å oppnå støpegods av den mest komplekse formen med en veggtykkelse på opptil 0,3 ... 0,8 mm med et minimumsbeløp for maskinering (opptil 0,7 mm).

Ulemper - kostnadene for støpegods oppnådd ved investeringsmønstre er høyere enn de som er laget av andre støpemetoder.

Støping i metallformer. Metallstøpeformer (kjøleformer) lages delte og i ett stykke, hovedsakelig av stål og støpejern. For å oppnå komplekse hulrom brukes metall- og sandstenger.

Formstøpeprosessen inkluderer følgende operasjoner: formrengjøring, påføring av et ildfast belegg (fra kvarts, grafitt, asbest og flytende glass) på dens indre overflate, oppvarming av formen til 150 ... 450 C, helling av smeltet metall. Påføringen av et ildfast belegg gir en økning i formens levetid, forhindrer sveising av metall til veggene i formen og letter utvinningen av støpegods. Oppvarming beskytter formen mot sprekker og letter fyllingen av formen med metall. Etter herding fjernes støpegodset fra formen ved hjelp av en skyver.

Fordelene med formstøping sammenlignet med støping i engangssand-leireformer er: å oppnå støpegods av mer nøyaktige størrelser og former; finkornet struktur av metallet og følgelig med de beste fysiske og mekaniske egenskapene; sikre høy arbeidsproduktivitet; lavere kostnader for støpegods; forbedre arbeidsforholdene til støperiarbeideren.

Ulempene med metoden - de høye kostnadene for kikili; lav gasspermeabilitet og duktilitet av metallformen, noe som fører til dannelse av gassskjell og sprekker i støpegods; rask avkjøling av metallet gjør det vanskelig å oppnå støpegods med kompleks form, forårsaker fare for utseendet av vanskelige å kutte overflater i støpejernsstøpegods.

Sprøytestøping. Essensen av støpeprosessen er i hovedsak at det smeltede metallet fyller formen under trykket fra stempelet (fig. 3a). Etter at metallet har herdet, åpnes formen og støpegodset fjernes.

Før arbeidet startes oppvarmes formen til 150 ... 400 C basert på den utstøpte legeringen og smøres med et smøremiddel basert på mineraloljer med grafitt.

Produktiviteten til stempelmaskiner når 500 støpegods per time. Under masseproduksjonsforhold gjør bruken av sprøytestøping det mulig å redusere kompleksiteten ved å skaffe støpegods med 10–12 ganger, og arbeidsintensiteten til maskinering med 5–8 ganger. På grunn av den høye presisjonen i produksjonen og tilveiebringelsen av økte mekaniske egenskaper til støpegods oppnådd under trykk, oppnås besparelser på opptil 30 ... 50% av metall sammenlignet med støping i enkeltformer. Det skaper muligheten for fullstendig automatisering av prosessen.

Sentrifugal støpemetode - en høyytelsesmetode for fremstilling av hule støpegods som revolusjonslegemer (bøssinger, rør, hylser) fra ikke-jernholdige og jern-karbonlegeringer, samt bimetaller. Essensen av metoden består i å helle flytende metall i en roterende metall- eller keramikkform (form). Flytende metall på grunn av sentrifugalkrefter kastes til formveggene, sprer seg langs dem og stivner. Ikke-metalliske inneslutninger samles på innsiden av støpen og fjernes under videre bearbeiding (fig. 3b). Etter avkjøling fjernes den ferdige støpingen fra formen ved hjelp av spesialverktøy.

Støpegods oppnås med en nøyaktig konfigurasjon, med lav overflateruhet og har en tett finkornet metallstruktur.

Som med støping, varmes metallformer opp før flytende metall helles og beskyttende belegg påføres dem.

Sentrifugalstøping er svært produktiv (40…50 støpejernsrør med en diameter på 200…300 mm kan støpes på 1 time), gjør det mulig å oppnå hule støpinger uten bruk av kjerner og bimetallstøpegods ved sekvensiell støping av to legeringer ( for eksempel stål og bronse), sammenlignet med støping i stasjonære sandleire og metallformer gir en høyere kvalitet på støpegods, eliminerer nesten forbruket av metall for fortjeneste og heving, øker utbyttet av passende støpegods med 20 ... 60% .

Ulempene med metoden inkluderer de høye kostnadene for støpeformer og utstyr, det begrensede utvalget av støpegods.

kontinuerlig støping - Dette er en metode for å oppnå støpegods med konstant tverrsnitt ved kontinuerlig å tilføre smelten inn i formen og trekke den herdede delen av støpen ut av den. Gitt avhengigheten av strekkretningen skilles det mellom vertikal og horisontal kontinuerlig støping. Vertikal støping brukes ofte til å produsere ingots og rør.

Skjemaet med horisontal støping er vist i fig.4. Formen 2, installert i metallmottakeren 1, er laget av kobber, grafitt og, mindre vanlig, stål. Den har et indre hulrom, hvis profil tilsvarer tverrsnittet av støpingen. Ved utløpsdelen av formen er installert en vannkjølekappe 3. Ingot 6 trekkes ut av formen ved å trekke ruller 5 og deles opp i målte stykker ved hjelp av en sag 7 eller plasmaskjæring. Den sentrale delen av barren etter utgang fra formen forblir flytende, og derfor, for å akselerere størkning og forhindre gjennombrudd av smelten gjennom hardmetallskallet, er det installert en dusjanordning for kjøling med vann 4.

Kontinuerlig støping produserer emner med konstant tverrsnitt i form av en sirkel, stripe eller mer kompleks profil. Ulempen med denne støpemetoden er det begrensede utvalget av støpegods forbundet med umuligheten av å skaffe emner med komplekse former.

Vakuumsugstøping - denne metoden produserer støpegods som foringer, ringer, giremner, hylser, etc. På overflaten av smelten i metallmottakeren 3 er en flat ring av ildfast materiale 2 plassert, en vannavkjølt metallform, en form 1, senkes ned på ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ ovenfra. Ved å fjerne vakuumet i formen er det mulig å fjerne smelten fra den og få hule støpegods. På grunn av den rettede krystalliseringen fra overflaten til sentrum og matingen av det herdende støpegodset fra metallmottakeren, er det mulig å oppnå en tett støping uten krympefeil og gassporøsitet. Et trekk ved denne prosessen er et høyt utbytte av brukbart metall, siden det ikke er noen ekstrem betydning i portsystemet og stigerørene.

Støpefeil- på grunn av feil utforming av støpegods, brudd på støpeteknologi eller feil i utviklingen. De viktigste defektene inkluderer skjell, sprekker, overflatedefekter og manglende samsvar med konfigurasjonen og dimensjonene med kravene i tegningen.