Дипломная работа на тему: Выбор литейного сплава. Литниково-питающая система. Выбор типа литниково-питающей системы

Введение

В машиностроении и приборостроении метод литья по выплавляемым моделям является широко используемым благодаря преимуществам по сравнению с другими способами изготовления отливок. Этот метод позволяет получать сложные по форме отливки из различных литейных сплавов, весом от нескольких граммов до десятков килограммов, с толщиной стенок менее 1 мм в некоторых случаях. Качество поверхности отливок может быть от 20 мкм до 1,25 мкм (согласно ГОСТ 2789-73), а точность размеров может быть достигнута до 9-10-го квалитета по СТ СЭВ 144-75. Промышленное применение этого метода гарантирует высокую точность размеров и сложную форму отливок из различных литейных сплавов. Данный метод обладает набором возможностей, которые позволяют достичь наиболее точного приближения воспроизведения готовой детали, а также в некоторых случаях получить литую деталь, которая не требует дополнительной обработки перед сборкой. Благодаря этому значительно снижается сложность и стоимость процесса изготовления изделий, а также уменьшается расход металла и инструментов. Более эффективное использование энергетических ресурсов, а также сокращение потребности в высококвалифицированных рабочих, оборудовании, приспособлениях и производственных площадях также наблюдается. Применение литья по выплавляемым моделям дает возможность разработчикам создавать сложные и тонкие конструкции, соединять различные детали в компактные и прочные узлы, а также уменьшать размеры и вес изделий. Этот метод позволяет создавать детали, которые невозможно изготовить иными способами обработки, например, охлаждаемые лопатки с сложными полостями газового тракта.

Использование химически инертных и огнеупорных оболочек форм позволяет нагревать их до очень высоких температур, превышающих точку плавления используемого сплава. Это создает условия для эффективного применения методов направленной кристаллизации, при которых контролируется процесс затвердевания. Таким образом, можно получать герметичные, прочные и точные тонкостенные отливки, а также монокристаллические детали с высокими эксплуатационными свойствами. Метод восковой формовки - прообраз современного процесса создания отливок по моделям, который использовался еще с глубокой древности. В настоящее время этот метод применяется при изготовлении художественных отливок, ювелирных изделий и зубных протезов. Великолепным образцом мастерства, продемонстрированным литейщиками в прошлом, является отлитая по моделям из меди конная статуя Петра I, известная как "Медный всадник". Это произведение было создано в 1782 году Фальконе.

Промышленное освоение этого метода началось в 1940-1942 годах. В 1944 году в СССР были получены первые промышленные партии лопаток для авиационных газотурбинных двигателей, изготовленных из труднообрабатываемых жаропрочных сплавов на основе кобальта и никеля. Это было связано с необходимостью получения таких лопаток для построения более надежных и эффективных двигателей. Сплавы на основе кобальта и никеля были выбраны из-за их высокой термической стойкости и прочности. Они позволяли делать лопатки, которые выдерживали экстремальные температуры и нагрузки. Однако, эти сплавы были очень сложными в обработке, поэтому для их получения использовались новые технологии и методы, включая выплавляемые модели. Это позволяло точно воспроизводить форму лопаток и получать их в заданных размерах и конфигурации. С течением времени и с развитием технологий, сплавы на основе кобальта и никеля продолжают использоваться в производстве лопаток для авиационных газотурбинных двигателей, но появились и новые материалы с еще более высокими характеристиками. Однако, историческая значимость первых партий лопаток из этих сплавов остается непреложной, так как это был важный этап в развитии аэрокосмической промышленности. Конструкция выплавляемых моделей отливок усложнялась по ходу развития и совершенствования процесса. В конце 1940-х годов был освоен способ получения множества разнообразных мелких отливок, преимущественно из стали. Эти отливки использовались для создания таких изделий, как мотоциклы, охотничьи ружья, швейные машины, а также буровое и металлорежущее оборудование. В середине 1960-х годов произошли значительные изменения в процессе производства жаростойких сплавов на основе никеля. Были созданы крупные роторы с цельнолитыми бандажными кольцами. Эти новые сплавы были более прочными и долговечными.

Историческим вехой стало 1951 год, когда были впервые созданы роторы из жаростойких сплавов на никелевой основе. Это был важный шаг в развитии аэрокосмической промышленности. Эти роторы были изготовлены методом цельнолития, что позволило достичь лучшей прочности и стойкости к высоким температурам.

С течением времени производство роторов из жаростойких сплавов на никелевой основе стало все более распространенным. Новые технологии и материалы позволили увеличить размеры роторов, что дало возможность создавать более мощные и эффективные двигатели.

Таким образом, начиная с 1951 года, производство роторов из жаростойких сплавов на никелевой основе претерпело значительные изменения и улучшения. В результате создания цельнолитых бандажных кольцей и использования новых сплавов, роторы стали более прочными и долговечными, что в свою очередь повлияло на развитие промышленности. Работы по разработке механизированных и автоматизированных линий массового производства мелких точных отливок начались в НИИТавтопроме. Первый цех литья, основанный на процессе выплавляемых моделей, был создан на Подольском механическом заводе им. Иванова. В результате этих работ было достигнуто существенное увеличение производительности и качества производства. В ходе проекта были разработаны и внедрены новые технологии и оборудование, что позволило значительно снизить трудоемкость и повысить эффективность процесса. Новая система производства позволяет выполнять точные отливки в больших объемах, улучшая конкурентоспособность предприятий, занятых в данной отрасли. В настоящее время эти технологии широко применяются на предприятиях, занимающихся массовым производством точных отливок. Типовая комплексно-автоматизированная линия, разработанная Марией Ивановной Калининой, была введена в эксплуатацию на Горьковском автомобильном заводе в 1964 году. Эта линия предназначена для производства стальных автомобильных отливок с массой от нескольких граммов до 1,5 кг. В год ее мощность составляет 2-2,5 тыс.тонн.

Мария Ивановна Калинина, разработчик данной линии, сделала значительный вклад в производство деталей для швейных машин. С ее помощью удалось создать высокотехнологичное оборудование, способное автоматизировать и ускорить процесс изготовления отливок.

Введение комплексно-автоматизированной линии на заводе позволило существенно увеличить объем производства и повысить эффективность производственного процесса. В результате, завод стал выпускать большое количество качественных отливок, что привело к росту производительности и удовлетворению потребностей автомобильной промышленности.

Таким образом, Мария Ивановна Калинина внесла важный вклад в развитие отрасли, создав технологическое оборудование, позволяющее массово производить стальные автомобильные отливки. Благодаря ее разработке, Горьковский автомобильный завод стал одним из лидеров в области производства автомобильных деталей. Следовременная практика формирования отливок с применением проводимых моделей предполагает определенный порядок действий. Вначале необходимо изготовить формы для отливки, в которых будут размещены модели деталей и литниковой системы. Для этой цели могут быть использованы различные материалы, такие как воскоподобные вещества с низкой температурой плавления, смолы и пластмассы, а также солевые сплавы. Производство данных форм требует тщательной подготовки и использования разнообразных рецептур. После изготовления форм они заполняются расплавленным металлом, который затем застывает. После полного охлаждения полученная отливка извлекается из формы и подвергается дополнительной обработке, чтобы придать ей необходимую форму и качество поверхности. Для производства моделей суспензия из связующего раствора и пылевидного огнеупорного материала наносится на блок соединенных моделей. После этого на модели слоями наносится суспензия. Для упрочнения и улучшения связи между слоями, суспензия обсыпается песком. Затем модели сушат. Модифицированный текст:

Блок моделей с огнеупорной оболочкой на его поверхности может быть заформован в отверждаемый формовочный состав из многослойной неразъемной оболочковой формы. Модельный состав на блоке моделей можно удалить путем выплавления, растворения или выжигания. После удаления моделей, оболочки, освобожденные от модельного состава, могут быть прокаливаны отдельно или в заформованном виде и затем заполнены металлом. В начальном этапе развития промышленного процесса литья по выплавляемым моделям применяли сложный и трудоемкий метод, который основывался на использовании дорогостоящих материалов, таких как натуральные воски и жидкие формовочные наполнители с этилсиликатом в качестве связующего вещества. Из-за продолжительности процесса (продолжительностью до 5-6 суток) и высокой стоимости производства отливок, этот метод имел ограниченное применение. Благодаря проведенным работам по усовершенствованию технологического процесса, поиску новых материалов для моделирования и формования, разработке высокопроизводительного оборудования и интенсификации производственных операций удалось значительно расширить возможности литья по выплавляемым моделям. Этот метод стал высокоэффективным и успешно применяется в условиях массового, серийного и опытного производства.

Оглавление

- Введение

- Выбор литейного сплава

- Литниково-питающая система

- Выбор типа литниково-питающей системы

- Пресс-формы

- Изготовление моделей

- Классификация и свойства модельных составов

- Приготовление модельных составов

- Изготовление моделей

- Сборка моделей в блоки

- Литейные формы

- Плавка металла и заливка форм

- Выбивка, очистка и термообработка отливок

- Охлаждение залитых форм и выбивка отливок

- Предварительная очистка блоков отливок

- Отделение отливок от литниковой системы

- Удаление остатков литников

- Термообработка стальных отливок

- Контроль качества и исправление дефектов отливок Список литературы