Нагрев заготовки и выдержка при заданной температуре: самая трудоемкая, дорогая и ответственная операция, выполняющаяся в специальных термических печах. Печи делятся по способу нагрева: 1.газопламенные (за счет сгорания природного газа, применимо для крупных деталей), 2.электрические (печи – сопротивления, для деталей средних размеров, похожи на колодца в полу), 3.ТВЧ – токи высокой частоты (нагрев поверхности за счет конвекции, использование индуктора и частоты 1000-10000 Гц, нагревается лишь поверхность детали). Все печи, как правило, имеют соответствующую автоматику, которая обеспечивает определенную скорость нагрева, температуру в зоне печи, соответствующее время выдержки, определенная скорость охлаждения.

При нагреве детали при высокой t, в присутствии воздуха, происходи окисление и обезуглероживание, железо окисляется, образуется окалина. Поэтому для предотвращения этого, в рабочем пространстве печи создают газовую защитную атмосферу.

Чаще всего применяется сжигание природного газа – метана. В малых объемах печей (в электрических) применяют инертные газы – аргон, гелий. Существуют ванные печи, которые наполняют NaCl. При температуре 800’C происходит быстрый и равномерный нагрев (теплоотдача при непосредственном контакте, отсутствие окисления).

Охлаждение с определенной скоростью и в определенной среде.

1.При нормализации – с печью или на воздухе. 2.При закалке – быстрый перенос из печи в охладительную ванну.

В качестве охладительной среды применяют: воду, водные растворы солей, минеральное масло. Вода – наиболее дешевый вид, обеспечивает высокую скорость охлаждения, получается самая высокая твердость, но процесс часто нарушается появлением паровой подушки, которая препятствует охлаждению. Минеральное масло – более мягкая закалка, но минеральные ванны значительно дороже водяных, существует опасность воспламенения масла. Водные растворы соли - для повышения теплоемкости, теплопроводности.

Очистка от окалины. При образовании окалины – оксида железа (очень хрупкого соединения) выполняются операции для его удаления: механическим путем для крупных (средних деталей), дробеструйная, пескоструйная, химическим, электро-чимическим путем.

№13. Общие сведения о процессах литья. Оборудование для плавки.

Литье – процесс изготовления фасонных (сложной формы) заготовок, путем заливки расплавленного металла в форму, внутренняя полость которых имеет конфигурацию детали.

После затвердевания металла форма разрушается, и получается отливка. Литейные цеха - заготовительные.

Литье – наиболее простой и дешевый способ формирования заготовки. Масса заготовки может быть от нескольких граммов до нескольких тонн. Около 50% деталей получают литьем. Льются почти все сплавы черных металлов. Литье отличается высоким объемов ручных работ, а также является вредным производством.

Технологический процесс литья. 1 – изготовление форм, стержней, 2 – плавка металла из чушек, 3 – отливка металла в данную форму: заливка жидкого металлов форму, охлаждение и затвердевание жидкого металла в формах, извлечение или выбивка заготовки из формы, удаление литников и очистка от формовочной земли.

Скарп –

Очистка –

От точности и качества литейной формы зависит качество отливок. Литейные формы различают: разовые (на каждую отливку каждый раз делают новую форму), полупостоянные (на 10 отливок , потом теряют прочность), постоянные (число отливок 103-105 штук).

Оборудование для плавки.

Главное оборудование в литейных цехах – печи для расплавления металла.

Вагранка. Маленькая доменная печь, для плавки чугуна. 1металлический корпус из чугуна, 2огнеупорный кирпич футеровка - кварцевый кирпич (до t 2300-2500’C), 3шихта - чередующиеся слои чугуна и кокса, 4дутье – отверстия с помощью которых подача кислорода, 5летка, которая периодически открывается, чтобы выпустить расплавленный металл. Температура в печи 1400-1500’C.

Дуговая электропечь. 1 электроды (из графита, вольфрама), 2 керамическая футеровка, 3 каркас из дешевого материала, 4 заготовки, исходный материал. Температура в печи – 2500’C.расплавленный металл практически без примесей. Расплавленный металл, помещенный в ковши, развозят по цеху.

Индукционные печи. Создается электромагнитное поле высокой частоты, за счет которого происходит плавка особых металлов. Температура в печи – 1500-1600’C. 1тигель.

Электрические печи сопротивления. Существуют тены - спираль из нихрома. Металл помещается и нагревается за счет потоков излучения, конвекции. Печи применяются для плавления цветных металлов.

Печи данное оборудование сложное, дорогостоящее. И процессы плавки – периодические.

№14. Литье в землю. Понятие модели, формы и стержней.

Древнейший способ литья. Два варианта выполнения:1 ручная формовка по деревянным моделям, 2 машинная формовка по металлическим моделям.

1 ручной формовкой по деревянным моделям:

используется в единичном и малосерийном производстве, для получения заготовок сложной конфигурации мелких и средних размеров (до 200 т), для черных и цветных металлов. Название происходит из-за того, что материал модели – дерево. Формовочная смесь состоит из земля + глина + песок.

Отливка модели отличается:

Припуск – набавляют на обрабатываемые поверхности, чем больше припуск , тем больше механической обработки. Его величина Z=0,5-1 мм до 15-20 мм, средний припуск 3-5мм.

Для извлечения деталей из формы перпендикулярно плоскости разъема делают – уклоны (внутренние и внешние), что требует дополнительных расходов.

Для упрощения формы - напуски, закрывают сплошным металлом.

На острых углах радиус скругления – галтель.

Модель – деревянная.

Состоит из двух частей:

Чтобы определить нахождение стержня необходим знак – возвышение.

Формовка.

Землю уплотняют.

Разбирают форму и извлекают модель. В земле пустота, куда вставляют стержень, если предусмотрено отверстие.

Для заливки металла – литник, через выпор смотрят степень заливки металлом данного пространства. После остывания, извлекают отливку, земля разрушается и уходит через решетку. Земля идет на повторное использование.

Достоинства: получение отливок любой точности и конфигурации, неограниченные размеры, сравнительная низкая себестоимость (опоки многоразовые).