Cele mai mari turnătorii din Rusia: prezentare generală a întreprinderilor. Fabricarea produselor din cauciuc turnat Fundamentele tehnologiei de topire

Turnarea este procesul tehnologic de producere a pieselor din metal lichid în matrițe de turnătorie. O matriță de turnare este un element care are o cavitate internă care formează o parte atunci când este umplută cu metal îndreptat. După ce metalul s-a răcit și s-a solidificat, matrița este distrusă sau deschisă și o piesă cu o configurație dată și dimensiunile necesare este îndepărtată (Fig. 13.1). Produsele obținute prin această metodă se numesc piese turnate. Producția de produse prin turnare se numește turnătorie.

Producția de turnătorie este una dintre cele mai importante industrii din inginerie mecanică. Taglele turnate sunt consumate de majoritatea sectoarelor economiei naționale. Greutatea pieselor turnate în mașini este:

Orez. 13.1. Designul matriței și turnării este în medie de 40-80%, iar costul și intensitatea forței de muncă a producției lor este de aproximativ 25% din costurile totale ale produsului.

Metoda de producere a pieselor prin turnare este mai ieftină în comparație cu forjare și ștanțare, deoarece semifabricatele turnate sunt cele mai apropiate ca dimensiune și configurație de piesele finite, iar volumul prelucrării acestora este mai mic decât în ​​cazul semifabricatelor produse prin alte metode. Turnarea produce piese turnate de configurații foarte complexe, în special cele goale, care nu pot fi realizate prin forjare, ștanțare sau alte prelucrări mecanice din material laminat sau presat, de exemplu, blocuri cilindrice, paturi de mașini, pale de turbine, roți dințate, fitinguri de gaz și apă și mult mai mult. Greutatea pieselor turnate nu este limitată - de la câteva grame la zeci de tone. Numai prin turnare se pot obtine produse din diferite aliaje, de orice marime, complexitate si greutate, intr-un timp relativ scurt, cu proprietati mecanice si operationale suficient de ridicate.

Turnătoriile în care se realizează producția de turnătorie se clasifică în funcție de aliajul utilizat, tehnologia de producție a turnării, greutatea turnărilor etc. (Fig. 13.2).

În funcție de tipul de aliaj (metal) utilizat, se disting atelierele: turnătorii de fier, turnările din oțel și turnările neferoase.

În turnătoriile de fier, piesele turnate sunt realizate din fontă gri, de înaltă rezistență, maleabilă și din alte tipuri de fontă.

În atelierele de turnare a oțelului, turnările sunt realizate din oțeluri turnate: oțeluri carbon, structurale, termorezistente, speciale etc.

Atelierele de turnare neferoase folosesc metale și aliaje precum aluminiu, cupru, magneziu, zinc, titan, bronz, alamă etc.

În funcție de greutatea și dimensiunile turnării, atelierele de turnătorie pot fi clasificate în ușoare, medii, mari, grele și mai ales grele, sau după o altă clasificare - ateliere de turnare mici, medii sau mari.

După tipul de turnare, producția de turnătorie este clasificată în turnare de nisip-argilă și turnare specială.

Tipurile speciale de turnare includ turnarea la rece (mulaje metalice permanente), turnarea centrifugală, turnarea cu ceară pierdută (turnarea de precizie), turnarea prin ardere, turnarea la presiune înaltă sau joasă, turnarea plută etc.

Cea mai comună metodă în producția de turnătorie este turnarea în forme de nisip-argilă. Formele de turnătorie sunt realizate din nisipuri de turnare. Componentele principale ale nisipurilor de turnare sunt nisipul și argila, motiv pentru care acest tip este încă

Orez. 13.2. Principalele grupări de turnători de turnare sunt numite „turnare de pământ”. Turnarea pământului reprezintă peste 75% din producția totală de piese turnate. Sunt matrițe de o singură dată, deoarece îndepărtarea turnării necesită distrugerea lor. Pentru a obține fiecare parte ulterioară, este necesar să faceți o matriță nouă. Procesul de realizare a unei matrițe se numește turnare.

Nisipurile de turnare sunt destinate producției de matrițe de turnare, iar nisipurile de miez sunt folosite pentru realizarea miezurilor. Amestecuri de turnare și miez trebuie să fie flexibile pentru a produce o amprentă distinctă; ignifug - pentru a rezista la temperaturi ridicate ale metalului turnat; durabil - pentru a rezista la presiunea metalului turnat; permeabil la gaz, adică capabil să permită trecerea gazelor emise, precum și antiaderent, capabil să nu se sintereze cu metalul îndreptat.

Lansetele sunt in conditii si mai dificile. Prin urmare, amestecurile de miez au proprietăți mai mari decât amestecurile de turnare.

La turnare, se folosesc dispozitive speciale, al căror set se numește kit de model și baloane.

Se realizează un kit de model pentru fiecare parte separat, în funcție de configurația și dimensiunile acesteia. Este alcătuit dintr-un model, elemente de sistem de poartă și o placă de sub-model. Dacă există cavități sau găuri în designul piesei, atunci setul include și cutii de miez.

Modelul este conceput pentru a forma conturul exterior al unei piese într-o matriță. Este fabricat cu pante de turnare, toleranțe pentru prelucrarea ulterioară și contracția metalului.

Un sistem de blocare este un set de canale care furnizează metal topit în cavitatea matriței.

O placă de model este un dispozitiv conceput pentru instalarea unui model și a unui sistem de porți.

Cutia de miez este proiectată pentru fabricarea miezurilor care formează conturul intern al cavității piesei.

Baloanele sunt cadre rigide în care matrița de turnare este ținută în timpul transportului și turnării sale cu metal.

În ceea ce privește aliajele de turnare, în producția de turnare se folosesc doar acele metale și aliaje care au proprietăți bune de turnare: fluiditate ridicată, contracție scăzută și tendință scăzută de segregare.

Fluiditatea este capacitatea unui metal de a umple cavitățile matriței.

Contracția este proprietatea metalelor de a scădea în dimensiune pe măsură ce se răcesc.

Licuarea este eterogenitatea compoziției chimice a diferitelor părți ale turnării.

Producția de turnătorie este unul dintre cele mai complexe din punct de vedere organizatoric și tehnic procese de construcție a mașinilor. Organizarea turnătoriilor, care are o cantitate mare de date inițiale, este un proces complex și care necesită multă muncă. Cu toate acestea, au fost dezvoltate modele standard ale principalelor secțiuni ale turnătoriilor cu un set de echipamente, tehnologie standard și organizare a producției.

Baza pentru proiectarea atelierului și a tuturor departamentelor sale este programul atelierului.

Metodele de realizare a piesei turnate, caracteristicile lor și domeniul de aplicare sunt prezentate în tabel. 13.1.

Turnătoriile sunt de obicei situate în clădiri separate.

Clădirile de tip cadru sunt proiectate pentru turnătorii. Cadrul de susținere este format din stâlpi montați pe fundații și legați prin grinzi și ferme. Ferpile stâlpilor și grinzile care se sprijină pe acestea formează cadre transversale, care sunt conectate pe direcția longitudinală prin grinzi de fixare a fundației și grinzi de macara. O astfel de clădire asigură o ventilație mecanică eficientă, aerisire și iluminare.

Fundația, coloanele, pereții și tavanele formează cadrul portant al clădirii, care preia toate sarcinile. Acoperirea acoperișului depinde de tipul de acoperire a clădirii, de condițiile climatice ale zonei și de condițiile interioare ale încăperii. Cele mai utilizate sunt acoperișurile multistrat laminate din materiale impermeabile, care sunt așezate peste un strat de izolație folosind mastic de bitum. Deoarece clădirile au multe deschideri, este necesar să se aranjeze scurgerea interioară a apei prin pâlnii în acoperiș și coloane în canalul de scurgere. Acoperișul este construit după tipul felinarului. Tipul de felinare pentru clădiri industriale este atribuit în conformitate cu cerințele tehnologice, sanitare și igienice și condițiile climatice ale zonei de construcție. Lampioanele instalate pe acoperișul clădirilor industriale sunt împărțite în lumină, aerare și aerare ușoară, iar în funcție de locația lor față de travee - în bandă și spot. Pentru zona climatică centrală în încăperi cu degajări mari de căldură, se folosesc felinare cu două fețe cu aerare ușoară, cu geam vertical.

În etapa de elaborare a unui studiu de fezabilitate și la elaborarea sarcinilor pentru proiectarea unei turnătorii, este necesar să se țină seama de:

• 1) disponibilitatea căilor de acces, inclusiv a căilor ferate;
• 2) prezența unor resurse energetice semnificative;
• 3) direcția predominantă a vântului;
• 4) prezența instalațiilor de tratare și a zonelor de depozitare a deșeurilor de producție;
• 5) îndepărtarea față de atelierele de prelucrare etc.

Pentru a selecta corect tipul de clădiri, sisteme de încălzire și ventilație, precum și structuri portante și de închidere, în timpul cercetării tehnice este necesar să se colecteze date meteorologice: temperatura și umiditatea aerului, viteza vântului, cantitatea de precipitații, adâncimea de îngheț a solului, etc.

Tabelul 13.1

Metode de realizare a piesei turnate, caracteristicile și domeniul lor de aplicare 1

Metode de realizare a turnărilor	Greutate de turnare, t	Material
Forme unice
Turnare manuală: in sol cu ​​varf			Paturi, corpuri de mașini, rame, cilindri, capete de ciocan, traverse
conform șablonului			Piese turnate sub formă de corpuri de rotație (dintate, inele, discuri, țevi, scripete, volante, cazane, cilindri)
în baloane mari		Oțel, fontă cenușie, maleabilă și ductilă, metale și aliaje neferoase	Paturi, suporturi, cutii de viteze, blocuri cilindrice
în baloane detaşabile cu miez alcătuite dintr-un amestec cu priză rapidă			Paturi GM K, mașini automate de fixare a șuruburilor, foarfece; vă permite să reduceți alocațiile cu 25-30% și intensitatea muncii de prelucrare cu 20-25%
în sol cu ​​un balon superior și un strat de față dintr-un amestec cu întărire rapidă			Chaboți, rame, cilindri; vă permite să reduceți intensitatea forței de muncă la fabricarea și prelucrarea pieselor de prelucrat prin reducerea alocațiilor cu 10-18%
în tije			Piese turnate cu o suprafață striată complexă (capete și blocuri, ghidaje)
deschis în sol			Piese turnate care nu necesită prelucrare (plăci, căptușeli)

1 Manual de tehnolog în inginerie mecanică. URL: http://stehmash.narod.ru/stmlstrl2tabl.htm

Metode de realizare a turnărilor	Greutate de turnare, t	Material	Domeniul de aplicare și caracteristica metodei
în baloane mici și medii			Mânere, roți dințate, șaibe, bucșe, pârghii, cuplaje, capace
Mașină de turnat: în baloane mari			Capete, suporturi, corpuri de paturi mici
în baloane mici și medii			Roți dințate, rulmenți, cuplaje, volante; vă permite să produceți piese turnate cu o precizie sporită cu rugozitate scăzută a suprafeței
Turnare coajă: nisip-rășină			Piese turnate de formă critică în producție pe scară largă și în masă
întărire chimică cu pereți subțiri (10-20 mm)		Oțel, fontă și aliaje neferoase	Piese turnate mici și medii în formă critică
întărire chimică cu pereți groși (50-150 mm grosime)			Piese turnate mari (paturi de ciocan de ștanțare, cale de laminoare)
înveliș de sticlă lichidă		Oteluri carbon si rezistente la coroziune, cobalt, aliaje de crom si aluminiu, alama	Piese turnate de precizie cu rugozitate scăzută a suprafeței în producția de masă
turnare cu ceară pierdută		Oțeluri și aliaje înalt aliate (cu excepția metalelor alcaline care reacționează cu silicea stratului de față)	Pale de turbine, supape, duze, angrenaje, scule de tăiere, piese de instrumente. Tijele ceramice permit producerea de piese turnate cu o grosime de 0,3 mm și găuri cu un diametru de până la 2 mm
turnare solubilă		Titan, oțeluri rezistente la căldură	Pale de turbine, piese de instrumente. Modelele cu sare reduc rugozitatea suprafeței
turnare congelată			Piese turnate cu pereți subțiri (grosimea minimă a mașinii 0,8 mm, diametrul găurii de până la 1 mm)

Metode de realizare a turnărilor	Greutate de turnare, t	Material	Domeniul de aplicare și caracteristica metodei
turnare folosind modele umplute cu gaz		Orice aliaje	Piese turnate mici și medii (pârghii, bucșe, cilindri, carcase)
Forme multiple
Turnare în matrițe: ipsos			Piese turnate mari și medii în producție de masă
nisip-ciment
cărămidă
argilă-cuarț
argilos
grafit
piatră
metalo-ceramică și ceramică
Turnare la rece: cu plan de despărțire orizontal, vertical și combinat	7 (fontă), 4 (oțel), 0,5 (metale și aliaje neferoase)	Oțel, fontă, metale neferoase și aliaje	Piese turnate modelate în producție pe scară largă și în masă (piston, carcase, discuri, cutii de alimentare, glisiere)
turnare cu matriță căptușită		Oțel austenitic și feritic	Pale de rotor de turbine hidraulice, arbori cotiți, cutii de osii, capace pentru cutii de osii și alte piese turnate mari cu pereți groși
Turnare prin injecție: la mașini cu camere de compresie orizontale și verticale		Aliaje de magneziu, aluminiu, zinc și plumb-staniu, oțel	Piese turnate de configurație complexă (teuri, coturi, inele pentru motor electric, piese de instrumente, bloc motor)
folosind vid		Aliaje de cupru	Piese turnate dense de formă simplă
turnare centrifuga pe masini cu axa de rotatie: verticala			Piese turnate de tipul corpurilor de rotație (jante, angrenaje, anvelope, roți, flanșe, scripete, volante), piese de prelucrat în două straturi (fontă-bronz, oțel-fontă) la /: d

Metode de realizare a turnărilor	Greutate de turnare, t	Material	Domeniul de aplicare și caracteristica metodei
orizontală		Fontă, oțel, bronz etc.	Conducte, manșoane, bucșe, osii cu /:d >1
înclinat (unghi de înclinare 3-6°)			Țevi, puțuri, lingouri
verticală, care nu coincide cu axa geometrică a turnării			Piese turnate modelate care nu sunt corpuri de rotație (pârghii, furci, plăcuțe de frână)
Ștanțarea aliajelor lichide:		Aliaje neferoase	Lingouri, piese turnate modelate cu cavități adânci (lame de turbină, piese de supape de înaltă presiune)
cu cristalizare sub presiunea pistonului		Fontă și aliaje neferoase	Piese turnate masive și cu pereți groși, fără găuri de gaz și porozitate; este posibil să se obțină semifabricate compactate din materiale neturnate (aluminiu pur)
turnare prin presare	Panouri de până la 1000x2500 mm grosime	Aliaje de magneziu și aluminiu	Piese turnate de dimensiuni mari, inclusiv cele cu nervuri
aspirare cu vid		Aliaje pe bază de cupru	Piese turnate mici, cum ar fi corpurile de rotație (bucșe, manșoane)
secvenţial regizat cristalizare		Aliaje neferoase	Piese turnate cu grosimea peretelui de până la 3 mm și lungimea de până la 3000 mm
turnare la presiune joasă		Fontă, aliaje de aluminiu	Piese turnate cu pereți subțiri cu o grosime a peretelui de 2 mm la o înălțime de 500-600 mm (chiulasă, pistoane, căptușeli)
continuu	Conducte cu diametrul de 300-1000 mm

Turnătoriile din Rusia sunt întreprinderi care produc piese turnate - piese modelate și semifabricate - prin umplerea matrițelor de turnare cu aliaje lichide. Principalii consumatori de produse de turnătorie sunt întreprinderile complexului de construcții de mașini (până la 70% din toate țaglele turnate produse) și industria metalurgică (până la 20%). Aproximativ 10% din produsele produse prin turnare sunt fitinguri sanitare.

Turnarea este modalitatea optimă de a produce piese de geometrie complexă, cât mai apropiate ca configurație de produsele finite, ceea ce nu este întotdeauna posibil de realizat prin alte metode (forjare, sudare etc.). În timpul procesului de turnare se obțin produse de cea mai variată grosime (de la 0,5 la 500 mm), lungime (de la câțiva cm la 20 m) și greutate (de la câteva grame la 300 de tone). Cotele mici sunt o caracteristică avantajoasă a semifabricatelor de turnare, care permite reducerea costului produselor finite prin reducerea consumului de metal și a costului produselor de prelucrare. Peste jumătate din piesele folosite în echipamentele industriale moderne sunt realizate prin turnare.

Principalele tipuri de materii prime în producția de turnătorie sunt:

• fontă gri (până la 75%);
• oțel – carbon și aliaj (20%);
• fontă maleabilă (3%);
• aliaje neferoase - aluminiu, magneziu, zinc cupru (2%).

Procesul de turnare se desfășoară într-o varietate de moduri, care sunt clasificate:

1) conform metodei de umplere a matrițelor:

• turnare convențională;
• turnare cu izolație;
• turnare prin injecție;
• turnare centrifugă;

2) conform metodei de fabricare a matritelor de turnare:

• în matrițe unice (nisip, coajă), concepute pentru a produce o singură turnare;
• în forme reutilizabile (ceramice sau argilo-nisip) care pot rezista până la 150 de turnări;
• în forme metalice permanente (de exemplu, forme de răcire) care pot rezista la câteva mii de turnări.

Cea mai comună metodă este turnarea cu nisip (până la 80% din greutatea tuturor turnărilor efectuate în lume). Tehnologia acestui tip de turnare include:

• pregătirea materialelor;
• prepararea amestecurilor de turnare si miez;
• crearea de forme și nuclee;
• suspendarea miezurilor și asamblarea matrițelor;
• topirea metalului și turnarea acestuia în forme;
• răcirea metalului și eliminarea turnării finite;
• curățarea piesei turnate, tratamentul termic și finisarea acesteia.

Prima turnătorie rusă (așa-numita „colibă ​​de tun”) a apărut la Moscova în 1479. Sub Ivan cel Groaznic, au apărut turnătorii în Kashira, Tula și alte orașe. În timpul domniei lui Petru I, producția de turnări a fost stăpânită în aproape întreg statul - în Urali, în părțile de sud și de nord ale țării. În secolul al XVII-lea, Rusia a început să exporte piese turnate din fier. Exemple remarcabile de artă de turnătorie rusă sunt „Tunul țarului” de 40 de tone, turnat de A. Chokhov în 1586, „Clopotul țarului” cântărind peste 200 de tone, creat în 1735 de I.F. și M.I. Matorin. În 1873, muncitorii de la fabrica din Perm au aruncat un ciocan cu abur cântărind 650 de tone, care este una dintre cele mai mari piese turnate din lume.

Turnătoria este una dintre industriile ale căror produse principale sunt cele utilizate în inginerie mecanică. Există multe fabrici de această specializare în Rusia. Unele dintre aceste întreprinderi au capacități mici, altele pot fi considerate adevărați giganți industriali. În continuare, în articol, vom analiza care sunt cele mai mari fabrici de turnătorie și mecanice din Rusia de pe piață (cu adrese și descrieri) și ce produse specifice produc.

Produse produse de LMZ

Desigur, astfel de întreprinderi sunt o parte vitală a economiei naționale. Turnătoriile din Rusia produc un număr mare de produse diferite. De exemplu, piese turnate, lingouri și lingouri sunt produse în atelierele unor astfel de întreprinderi. Produsele finite sunt produse și la întreprinderile din această industrie. Acestea ar putea fi, de exemplu, grătare, trape de canalizare, clopote etc.

Turnătoriile de fier din Rusia își furnizează produsele, așa cum sa menționat deja, în principal întreprinderilor din industria ingineriei mecanice. Până la 50% din echipamentele produse de astfel de fabrici sunt fabricate din țagle turnate. Desigur, companiile de alte specializări pot fi și parteneri LMZ.

Principalele probleme ale industriei

Situația cu producția de turnătorie în Federația Rusă este astăzi, din păcate, dificilă. După prăbușirea URSS, industria de inginerie a țării a căzut într-un declin aproape complet. În consecință, cererea pentru produse turnate modelate a scăzut, de asemenea, semnificativ. Ulterior, sancțiunile și ieșirile de investiții au avut un impact negativ asupra dezvoltării LMZ. Cu toate acestea, în ciuda acestui fapt, turnătoriile rusești continuă să existe, furnizează produse de înaltă calitate pe piață și chiar cresc ratele de producție.

Principala problemă a întreprinderilor din această specializare din Federația Rusă de mulți ani a fost nevoia de modernizare. Cu toate acestea, implementarea noilor tehnologii necesită și costuri suplimentare. Din păcate, în cele mai multe cazuri, astfel de firme mai trebuie să cumpere echipamentele necesare modernizării în străinătate pentru o mulțime de bani.

Lista celor mai mari turnătorii din Rusia

Astăzi, în Federația Rusă, aproximativ 2.000 de întreprinderi sunt angajate în producția de produse modelate din fontă, oțel, aluminiu etc. Cele mai mari turnătorii din Rusia sunt:

• Balashikhinsky.
• Kamensk-Uralsky.
• Taganrog.
• „KAMAZ”.
• Cherepovetsky.
• Balezinsky.

KULZ

Această întreprindere a fost fondată în Kamensk-Uralsky în timpul războiului - în 1942. La acea vreme, turnătoria Balashikha a fost evacuată aici. Ulterior, dotările acestei întreprinderi au fost restituite la locul lor. În Kamensk-Uralsk, a început să funcționeze propria sa turnătorie.

În epoca sovietică, produsele KULZ s-au concentrat în principal pe complexul militar-industrial al țării. În anii 90, în perioada de conversie, întreprinderea a fost reutilizată pentru a produce bunuri de larg consum.

Astăzi, KULZ este angajată în producția de piese turnate modelate destinate atât echipamentelor militare, cât și civile. În total, compania produce 150 de tipuri de produse. Fabrica aprovizionează piața cu sisteme de frânare și roți pentru aeronave, componente radio, semifabricate din biometal și metal-ceramică etc. Sediul central al KULZ este situat la următoarea adresă: Kamensk-Uralsky, st. Ryabova, 6.

BLMZ

Aproape toate turnătoriile din Rusia, a căror listă a fost furnizată mai sus, au fost puse în funcțiune în ultimul secol. BLMZ nu face excepție în acest sens. Această companie, cea mai veche din țară, a fost fondată în 1932. Primele sale produse au fost roțile cu spițe pentru avioane. În 1935, fabrica a stăpânit tehnologiile de producere a produselor din aluminiu modelat, iar în perioada postbelică, întreprinderea s-a specializat în principal în producția de dispozitive de decolare și aterizare pentru avioane. În 1966, aici au început să fie produse produse din aliaje de titan.

În timpul prăbușirii URSS, uzina Balashikha a reușit să mențină direcția principală a activității sale. La începutul anilor 2000, compania și-a actualizat activ flota tehnică. În 2010, fabrica a început să dezvolte noi zone de producție pentru a extinde gama de produse.

Din 2015, BLMZ, împreună cu complexul științific Soyuz, a început implementarea unui proiect de producere a turbinelor cu gaz cu o capacitate de până la 30 MW. Biroul companiei BLMZ este situat la adresa: Balashikha, Autostrada Entuziastov, 4.

Turnătoria Taganrog

Sediul principal al acestei companii poate fi găsit la următoarea adresă: Taganrog, Piața Severnaya, 3. TLMZ a fost fondată destul de recent - în 2015. Cu toate acestea, astăzi capacitatea sa este deja de aproximativ 13 mii de tone pe an. Acest lucru a devenit posibil datorită utilizării celor mai noi echipamente și tehnologii inovatoare. În prezent, Taganrog LMZ este cea mai modernă întreprindere din industria de turnătorie din țară.

TLMZ a fost construit pentru doar câteva luni. În total, în acest timp au fost cheltuite aproximativ 500 de milioane de ruble. Întreprinderea a achiziționat componente pentru linia principală de producție de la companii daneze. Sobele de la uzină sunt turcești. Toate celelalte echipamente sunt fabricate în Germania. Astăzi, 90% din produsele fabricii Taganrog sunt furnizate pe piața internă.

Cele mai mari turnătorii din Rusia: ChLMZ

Decizia de a construi întreprinderea Cherepovets a fost luată în 1950. Din 1951, fabrica a început să producă piese de schimb pentru mașini de construcție a drumurilor și tractoare. În toți anii următori, până la perestroika, întreprinderea a fost constant modernizată și extinsă. În anul 2000, conducerea fabricii a ales următoarele direcții strategice de producție:

• producție de role de cuptor pentru uzine metalurgice;
• producția de cuptoare pentru întreprinderile de construcții de mașini;
• turnare cu pompe pentru industria chimică;
• producție de radiatoare pentru cuptoare.

Astăzi, ChLMZ este unul dintre principalii producători ruși de astfel de produse. Partenerii săi nu sunt doar întreprinderi de construcție de mașini, ci și industria ușoară și servicii de locuințe și comunale. Sediul acestei firme este situat la adresa: Cherepovets, st. Industria construcțiilor, 12.

Turnătoria Balezinsky

Această cea mai mare întreprindere a fost fondată în 1948. Inițial a fost numit artela „Liteyshchik”. În primii ani de existență, fabrica sa specializat în principal în producția de vase de gătit din aluminiu. Un an mai târziu, compania a început să producă fontă. Artel a fost redenumit Balezinsky LMZ în 1956. Astăzi, această fabrică produce aproximativ 400 de tipuri dintr-o mare varietate de produse. Activitatea sa principală este producția de piese turnate pentru cuptor, vesela și matrițe pentru copt. Adresa firmei: Balezin, st. K. Marx, 77.

Fabrica de turnătorie "KAMAZ"

Această companie operează în Naberezhnye Chelny. Capacitatea sa de producție este de 245 de mii de piese turnate pe an. Turnatoria KamAZ produce produse din fonta de inalta rezistenta, gri, cu grafit vermicular. Această întreprindere a fost construită în 1975. Primele produse ale fabricii au fost piese turnate din aluminiu a 83 de articole. În 1976, întreprinderea a stăpânit producția de produse din fontă și oțel. Inițial, fabrica făcea parte din cunoscuta societate pe acțiuni KamAZ. În 1997, a câștigat statutul independent. Cu toate acestea, în 2002, întreprinderea a devenit din nou parte a KamAZ OJSC. Această fabrică este situată la adresa: Naberezhnye Chelny, Avtozavodsky Avenue, 2.

Întreprinderea Nijni Novgorod OJSC LMZ

Produsul principal al Turnătoriei și Uzinei Mecanice JSC (Rusia, Nijni Novgorod) sunt fitingurile de conducte din fontă. Produsele produse de această întreprindere sunt utilizate în transportul de gaz, abur, ulei, apă, păcură și uleiuri. Fabrica și-a început activitățile în 1969. La acea vreme era unul dintre atelierele Asociației de In Gorki. Astăzi, partenerii săi sunt multe întreprinderi de inginerie mecanică, locuințe și servicii comunale și întreprinderi de alimentare cu apă.

În loc de concluzie

Bunăstarea întregii țări în ansamblu depinde în mare măsură de cât de lin și stabil vor funcționa turnătoriile rusești descrise mai sus. Fără produsele fabricate de aceste companii, întreprinderile autohtone de inginerie mecanică, metalurgie, industrie ușoară etc. nu vor putea funcționa. Prin urmare, acordând o atenție maximă dezvoltării, reconstrucției și modernizării acestor și altor turnătorii, punându-le la dispoziție cuprinzătoare sprijin, inclusiv la nivel de stat, desigur, necesar și foarte important.

1.1 Concepte și definiții de bază

Turnația sau turnarea este o metodă de producere a unei piese de prelucrat sau a unui produs finit prin turnarea metalului topit într-o cavitate cu o configurație dată și apoi solidificarea acestuia.

Semifabricatele sau produsele obținute prin turnare se numesc piese turnate.

Cavitatea umplută cu metal lichid în timpul turnării se numește matriță de turnare.

Scopul matriței de turnare este următorul.

1. Asigurarea configurației și dimensiunilor necesare turnării.

2. Asigurarea preciziei dimensionale specificate și a calității suprafeței turnării.

3. Asigurarea unei anumite viteze de răcire a metalului turnat, facilitând formarea structurii de aliaj necesare și calitatea turnărilor.

În funcție de gradul de utilizare, formularele sunt împărțite în unice, semi-permanente și permanente.

Formele de unică folosință sunt folosite pentru a produce o singură turnare; sunt realizate din nisip de cuarț, ale cărui boabe sunt legate printr-un fel de liant.

Forme semipermanente – Acestea sunt forme în care se obțin mai multe turnări (până la 10-20); astfel de forme sunt realizate din ceramică.

Forme permanente – matrițe în care se obțin de la câteva zeci până la câteva sute de mii de piese turnate. Astfel de forme sunt de obicei realizate din fontă sau oțel.

Sarcina principală a producției de turnătorie este de a produce piese turnate cu forma și dimensiunile suprafeței cât mai apropiate de parametrii similari ai piesei finite pentru a reduce intensitatea muncii la prelucrarea ulterioară. Principalul avantaj al formării semifabricatelor prin turnare este capacitatea de a obține semifabricate de aproape orice complexitate de diferite greutăți direct din metalul lichid.

Costul produselor turnate este adesea mult mai mic decât al produselor realizate prin alte metode, cu toate acestea, nu orice aliaje este potrivit pentru turnare, ci doar cele care au proprietăți bune de turnare. Principalele proprietăți de turnare sunt:

1. Fluiditate - capacitatea metalului lichid de a umple o matriță de turnare, repetând cu exactitate configurația acesteia.

Cu cât fluiditatea este mai mare, cu atât aliajul de turnare este mai bun. În oțel și fontă, această proprietate scade odată cu creșterea conținutului de sulf și crește odată cu creșterea conținutului de fosfor și siliciu. Supraîncălzirea aliajului peste punctul său de topire crește fluiditatea acestuia.

Fluiditatea este evaluată prin lungimea drumului parcurs de metalul lichid înainte de solidificare. Siluminii, fonta cenușie și alama siliconică au fluiditate mare (>700 mm); oțelurile carbon, fonta albă, aliajele aluminiu-cupru și aluminiu-magneziu au fluiditate medie (350-340 mm); aliajele de magneziu au fluiditate scăzută.

2. Contracție – reducerea dimensiunii turnării în timpul tranziției metalului de la stare lichidă la stare solidă. Cu cât contracția este mai mică, cu atât aliajul de turnare este mai bun. Se face o distincție între contracția volumetrică (reducerea volumului) și contracția liniară (reducerea dimensiunilor liniare). Această proprietate depinde în principal de compoziția chimică a aliajului. Contracția aproximativ liniară este de 1% pentru fontă și 2% pentru oțel și neferoase. Desigur, fiecare grad specific de aliaj de turnare are propria sa valoare de contracție.

3. Tendința la segregare. Liquația este numele dat eterogenității chimice pe tot volumul unei turnări. Cu cât un aliaj turnat are mai puțină tendință de segregare, cu atât este mai bine.

Multe aliaje diferite sunt utilizate în producția de turnătorie. Cea mai comună este fonta cenușie, din care aproximativ 75% din piese turnate (în greutate) sunt realizate în inginerie mecanică casnică, aproximativ 20% din oțel, 3% din fontă maleabilă și aproximativ 2% din piesele turnate sunt realizate din non -aliaje de metale feroase.

Există două moduri de a turna metal în matrițe.

1. Turnare convențională, în care metalul umple liber matrița sub influența gravitației. Această metodă include turnarea în forme de nisip-argilă.

2. Metode speciale de turnare, există aproximativ 15 dintre ele, principalele sunt:

· turnare prin injecție;

· turnare centrifuga;

· turnare sub presiune (în matrițe metalice);

· turnare în forme de coajă;

· turnare cu ceară pierdută, modele arse sau dizolvate.

Turnarea în forme de nisip-argilă este principala metodă de producere a pieselor turnate. Această metodă produce piese turnate atât de forme simple cât și complexe, cele mai mari turnări care nu pot fi obținute prin alte metode.

Utilizarea unor metode speciale de turnare face posibilă reducerea defectelor în producția de turnătorie. La turnarea în matrițe metalice, turnarea centrifugă asigură producerea de piese turnate de înaltă precizie. Împreună cu aceasta, metodele speciale de turnare sunt aplicabile numai pentru produse de dimensiuni relativ mici (greutate de până la 300 kg).

Pentru a realiza o matriță de turnare, trebuie să aveți un kit de model. În general, un kit de model constă dintr-un model, o cutie de bază și modele de elemente ale sistemului de porți.

Modelul este un prototip al viitoarei turnări; cu ajutorul modelului se formează în principal configurația sa externă. Modelul diferă de turnarea din material, prezența semnelor de tijă (dacă turnarea este goală și este necesară o tijă pentru a forma cavitatea), prezența unui conector (dacă turnarea este efectuată folosind un model despicat) și dimensiuni care depășesc dimensiunile corespunzătoare ale turnării cu cantitatea de contracție liniară a aliajului.

O cutie de miez este o parte a unui kit de model conceput pentru realizarea unui miez. Tija, la rândul său, este necesară pentru a forma configurația internă a turnării (pentru a produce găuri).

Sistemul de blocare este un set de canale în matrița de turnare care furnizează metal topit, captează zgura și incluziunile nemetalice, elimină gazele din matriță și, de asemenea, furnizează metalul lichid în timpul cristalizării sale.

1.2 Tehnologie pentru producerea pieselor turnate

Procesul tehnologic de producere a pieselor turnate în forme de nisip-argilă include turnarea, adică pregătirea semi-maturilor și a miezurilor; asamblare matrite de turnare; turnarea topiturii, demontarea și curățarea pieselor turnate.

Pentru fabricarea matrițelor de turnătorie din nisipuri de turnare se folosesc echipamente model-balon. Include modele, plăci model, cutii de miez etc.

Pentru a facilita studiul procesului de fabricare a turnării, să luăm în considerare diagrama procesului tehnologic (Fig. 1).

Pe baza desenului piesei (Fig. 1, a), tehnologul turnătoriei elaborează un desen al modelului și al cutiei de miez. În atelierul de modele, în conformitate cu aceste desene, se realizează un model (Fig. 1, b) și o cutie de miez (Fig. 1, c), ținând cont de toleranțe pentru prelucrare și contracție a aliajului în timpul răcirii. Pentru a obține suprafețe de susținere pentru montarea tijelor, pe modele s-au făcut semne de tijă. O tijă este turnată de-a lungul cutiei de miez (Fig. 1, d), care este destinată să formeze o cavitate internă în turnare.

Pentru a umple matrița cu metal, există un sistem de închidere care constă dintr-un vas, un colț, o capcană de zgură, alimentatoare și orificii de ventilație (Fig. 1, e). În timpul asamblarii, o tijă este instalată în semiforma inferioară, apoi ambele semiforme sunt conectate și încărcate cu balast. Forma de turnare asamblată este prezentată în Fig. 1, d.

În departamentul de topire, metalul este topit și turnat în matrițe. Turnarea răcită este scoasă din matriță și transferată în departamentul de curățare și tundere, unde este curățată de amestecul de miez de turnare și sunt tăiate resturile de spruce, golfuri etc.

Modelele sunt dispozitive cu ajutorul cărora se obțin amprente în nisipul de turnare - cavități corespunzătoare configurației exterioare a pieselor turnate. Găurile și cavitățile din interiorul pieselor turnate sunt formate folosind tije instalate în matriță în timpul asamblarii lor.

Dimensiunile modelului sunt mai mari decât dimensiunile corespunzătoare ale turnării prin cantitatea de contracție liniară a aliajului, care este de 1,5-2% pentru oțel carbon, 0,8-1,2% pentru fontă, 1-1,5% pentru bronz și alamă. , etc. d. Pentru a facilita fabricarea modelelor din amestecul de turnare în timpul turnării, pereții modelelor trebuie să aibă pante de turnare (pentru modelele din lemn 1-3 0, pentru cele metalice 1-2 0) La îmbinări, faceți netezi. rosturi cu raza R = (1/5 - 1/ 3) grosimea medie a peretilor de contact.

Avantajul modelelor din lemn este costul redus și ușurința de fabricare, dezavantajul este fragilitatea. Modelele sunt vopsite în roșu pentru turnarea din fontă și în albastru pentru turnarea din oțel. Semnele tijei sunt vopsite în negru.

Modelele metalice sunt cel mai adesea realizate din aliaje de aluminiu. Aceste aliaje sunt ușoare, nu se oxidează și sunt ușor de tăiat.

Mașina de turnare folosește de obicei unelte de model metalic cu instalarea modelului cu instalarea modelului și a sistemului de porți pe o placă de model metalic.

Miezurile sunt formate în cutii de miez din lemn sau metal.

Turnarea, de regulă, se realizează în baloane - cutii metalice rezistente și rigide de diferite forme, destinate producerii de jumătăți de turnare din nisipul de turnare prin compactarea acestuia.

Pentru fabricarea matrițelor și miezurilor de turnare se folosesc amestecuri de nisipuri naturale și argile cu adăugarea cantității necesare de apă. Calitatea, compoziția și proprietățile materialelor și amestecurilor depind de condițiile de funcționare ale acestora în matrița de trecere.

Amestecuri de turnare și miez trebuie să aibă următoarele proprietăți:

– rezistență (pentru a menține integritatea în timpul asamblarii, transportului, impactului mecanic);

– permeabilitatea la gaze;

– rezistență la foc (în contact cu metalul nu trebuie să se topească, să sinterizeze, să se ardă la turnare sau să se înmoaie);

– plasticitate (își păstrează forma după îndepărtarea sarcinii);

– neaderența amestecului la model, cutia miezului și în planul de despărțire al matriței;

– nehigroscopic;

- conductivitate termică;

– îndepărtarea ușoară a amestecului la curățarea pieselor turnate;

– durabilitate, de ex. capacitatea amestecurilor de a-și păstra proprietățile după utilizarea repetată;

- ieftin.

Materialele de turnare proaspete, adică nisipul și argila, necesită în medie 0,5 - 1 tonă la 1 tonă de turnare, în timp ce consumul de amestecuri pentru fabricarea matrițelor și miezurilor este de 4 - 7 tone. Partea principală a amestecurilor este turnarea deșeurilor materiale, materialele proaspete servesc doar la înlocuirea granulelor de nisip transformându-se în praf și la îndeplinirea proprietăților de legare ale argilelor.

Partea de granulație a nisipului ar trebui să fie formată predominant din granule de cuarț (SiO 2 ) în cele mai bune tipuri de nisip conținutul de SiO 2 este de ³ 97%, în cel mai rău conținut de SiO 2 este de ³ 90%.

Partea argilosă a nisipului include în mod convențional toate particulele conținute în ea cu o dimensiune mai mică de 0,022 mm.

Argilele de turnare sunt nisipuri care conțin mai mult de 50% substanțe argiloase. Argilele sunt împărțite în argile de modelare obișnuite și argile bektonite. Argilele bectonite includ argile formate în principal din cristale de montmoriglionit. Acest material se umflă puternic în apă, ceea ce crește proprietățile de legare ale argilelor. Bectonitul este utilizat pentru fabricarea formelor și miezurilor care nu sunt supuse uscării.

Argilele de turnare obișnuite constau în principal din cristale de caolin Al 2 O 3 · 2SiO 2 · 2H 2, care nu prezintă umflare intracristalină.

Pentru turnarea oțelului, se ia cea mai refractară argilă cu stabilitate termochimică ridicată - cel puțin 1580 ° C, pentru fontă - cu o rezistență medie de cel puțin 1350 ° C, pentru turnarea neferoasă stabilitatea termochimică a argilelor nu este limitată.

Pentru producerea amestecurilor de turnare și miez, pe lângă nisip și argilă, se folosesc materiale de legare organice și anorganice. Lianții organici ard și se descompun la temperaturi ridicate. Aceste materiale includ ulei de in, ulei de uscare, crepetel (ulei vegetal, colofoniu, alcool alb), turbă și smoală de lemn, colofoniu, lipici pectinic, melasă și o serie de altele. Cimentul și sticla lichidă sunt folosite ca lianți anorganici.

În turnătoriile care au pregătirea mecanizată a solului, se utilizează un singur amestec de turnare. În atelierele cu un grad mai mic de mecanizare se folosesc amestecuri de fațare și umplutură; primele sunt de calitate superioară și servesc la formarea unui strat intern în contact cu turnarea.

Materialele pentru tije - amestecuri de tije - sunt selectate în funcție de configurația tijelor și de amplasarea acestora în matriță. Ele trebuie să aibă o rezistență ridicată, să aibă suficientă flexibilitate pentru a nu interfera cu contracția metalului și o bună permeabilitate la gaz. În producția de piese turnate din oțel și fontă, se folosesc amestecuri de înaltă calitate nisip-ulei-rășină (nisip de cuarț pur și un liant polimeric - rășină sau sticlă lichidă) pentru a pregăti astfel de tije. Tijele mai puțin critice cu o secțiune transversală mai groasă sunt realizate din amestecuri constând din 91-97% SiO2 și 3-4% argilă cu adăugarea de sticlă lichidă sau alți lianți. Pentru tijele masive se folosesc amestecuri de calitate inferioară, realizate din 30-70% SiO2, 20-60% pământ reciclat și 7-10% argilă, care este principalul liant.

Pentru a preveni arderea și pentru a îmbunătăți curățenia suprafeței pieselor turnate, matrițele și miezurile sunt acoperite cu un strat subțire de materiale antiaderente. Pentru formele brute, materialele antiaderente sunt pulberile, care sunt grafitul sub formă de pulbere (pentru turnarea din fontă) și cuarțul sub formă de pulbere (pentru turnarea din oțel). Vopselele antiaderente sunt pregătite pentru matrițe uscate. Vopselele sunt suspensii apoase din aceleași materiale: grafit (pentru fontă), cuarț (pentru oțel) cu lianți. Vopselele sunt aplicate pe forme fierbinți și miezuri care nu au avut timp să se răcească după uscare.

1.3 Sisteme de porți

Scopul sistemului de blocare este de a asigura o alimentare lină și fără șocuri cu metal în matriță, de a regla fenomenele termofizice din matriță pentru a obține o turnare de înaltă calitate și de a proteja matrița de incluziunile de zgură care pătrund în ea. Elementele unui sistem obișnuit de blocare sunt un bol de blocare 1, un suport 2, un colector de zgură 3 și alimentatoare 4 care furnizează metal direct turnării. La turnare, întregul sistem de gating trebuie umplut cu metal lichid pentru a preveni aspirarea zgurii și a aerului atmosferic în matriță.

Atunci când se produc piese turnate din oțel, fontă ductilă și unele aliaje de metale neferoase cu contracție relativ mare, sistemul de blocare le alimentează cu metal lichid în timpul procesului de solidificare.

Există un anumit raport între zonele secțiunii transversale ale tuturor canalelor sistemului de deschidere, în care fiecare element ulterior, începând cu pâlnia, trece mai puțin metal decât cel anterior. În producția de piese turnate, atunci când selectați secțiunea transversală a elementelor sistemului de închidere, trebuie să vă ghidați după următoarea regulă: F riser > F sifon de zgură > SF feeders. Pentru piese turnate din fontă care cântăresc până la 1 tonă de alimentare SF: F catcher de zgură: F riser = 1:1,1:1,15; pentru piese turnate din fontă cu o greutate mai mare de 1 tonă, raportul de suprafață este de 1:1,2:1,4; pentru turnarea oțelului – 1:1,4:1,6 tone În acest caz, aria secțiunii transversale totale a alimentatoarelor este determinată de următoarea relație:

, m 2 ,

unde Q este masa turnării și profitul, kg,

r - densitatea materialului de turnare, kg/m 3,

m = 0,4-0,6 – coeficient de scurgere,

t = 4-9 s – timpul de umplere a matriței,

g = 9,81 m/s 2 – accelerația gravitațională,

H – presiunea medie, m (înălțimea coloanei de metal lichid din matriță, măsurată de la marginea superioară a pâlniei până la centrul de masă al turnării).

Cu alte cuvinte, sistemul de închidere este blocat și creează condiții în care zgura nu trece prin pâlnie și aerul nu este aspirat deoarece este umplut în mod constant cu metal, iar ascensoarele care se îngustează spre partea inferioară limitează presiunea. În același timp, porțile (alimentatoarele) nu sunt capabile să treacă prin tot metalul care provine de la montant; pelicula de zgură de pe suprafața metalului se ridică în partea de sus a colectorului de zgură și doar metalul pur intră în turnare. prin porti.

Pentru a elimina aerul din matriță, precum și pentru a monitoriza umplerea matriței cu metal, pe părțile superioare ale pieselor turnate sunt instalate canale verticale (proeminențe). La turnarea din oțel, aliaje de aluminiu și unele tipuri de bronz, care se caracterizează prin contracție mare, opritoarele sunt înlocuite cu profit. Scopul lor principal este de a alimenta turnarea cu metal lichid în timpul cristalizării sale pentru a preveni formarea de cavități de contracție în zonele turnatelor care se solidifică ultimele. Un profit obișnuit închis sau deschis poate funcționa numai dacă este situat deasupra turnării. Volumul de metal din profit trebuie să asigure presiunea ferostatică necesară asupra metalului turnat.

Metode de formare

Turnarea manuală este utilizată în principal pentru a produce piese turnate individuale, atât mici, cât și mari, complexe.

Turnarea solului deschis este efectuată pentru piese turnate necritice cu o suprafață plană, de exemplu, plăci, care nu sunt supuse unor cerințe ridicate în ceea ce privește aspectul și calitatea suprafeței.

Această formare se poate face pe un pat moale sau pe un pat dur.

La turnarea pe un pat moale (Fig. 2), se săpa o gaură de 150-200 mm adâncime în podeaua de pământ a atelierului și se prepară un pat moale dintr-un amestec de umplutură liber și un strat de amestec de fațare 10-15. mm grosime se pune deasupra acestuia. După nivelarea cu un fier de netezire și verificarea suprafeței orizontale a patului cu ajutorul unei nivele cu bulă de aer 3, modelul 4 este presat manual în el. Pentru a face acest lucru, așezați modelul pe suprafața amestecului și împingeți-l în jos cu lovituri de ciocan. o scândură, apoi amestecul din jurul modelului este compactat cu un tamper, tăiați excesul de amestec, tăiați vasul de colectare 1 și canalul din stânga 2 pentru umplerea matriței cu metal, iar în dreapta există un canal de scurgere 5 pentru scurgerea excesului de metal. Pentru a îndepărta gazele din matriță, 6 canale sunt străpunse cu garnituri. După aceasta, umeziți cu grijă marginile matriței de lângă model și îndepărtați-o. Dacă se constată defecte, acestea sunt corectate, suprafața matriței este acoperită cu praf și umplută cu metal.

Dacă turnarea este grea, faceți un pat dur sub ea (Fig. 3), săpați o groapă la 300-500 adâncime. mm mai mare decât înălțimea modelului, pe fund se pune un strat de cocs ars gros de 100 mm, Două țevi sunt instalate oblic pe părțile laterale pentru a elimina gazele și amestecul este umplut.

Primele straturi sunt 50-70 mm plin dens cu tampere, următoarele straturi sunt umplute mai liber, iar ultimele 100-120 mm se lasa fara compactare, niveland usor suprafata cu mistria. În patul pregătit, faceți înțepături frecvente cu un strangler până când se formează stratul de cocs și acoperiți suprafața cu un strat de amestec de fațare de 15-20 mm grosime. mm. Modelul se depune pe acest amestec in functie de design - jumatate daca este detasabil, sau tot daca este dintr-o bucata. După aceasta, verificați densitatea amestecului din jurul modelului și tamponați-l dacă se găsesc puncte slabe, iar apoi întreaga suprafață din jurul semimodelului este netezită și presărată cu nisip fin uscat pentru a elimina lipirea de semimucegaiul de sus.

La realizarea jumătății superioare a matriței, mai întâi se așează jumătatea superioară pe jumătatea inferioară a modelului exact de-a lungul țepurilor, apoi se așează modelele de ridicare și suporturi. După aceasta, modelul este acoperit cu un amestec de fațare și întregul volum este umplut cu amestecul de umplutură, apoi se fac perforații cu o ieșire de gaz. Poziția balonului în raport cu fundul matriței este fixată prin chei de antrenare în toate cele patru colțuri.

Acum scoateți balonul și puneți-l pe podea, întorcându-l mai întâi cu 180°. Îndepărtați cu grijă ambele jumătăți ale modelului, neteziți zonele deteriorate, acoperiți cavitățile semi-matrițelor cu praf, instalați o tijă în jumătatea inferioară, așezați semi-multa balonului pe pământ exact de-a lungul limitelor cuie antrenate, puneți vasul de colectare la loc și încărcați greutăți pe suprafața superioară a matriței pentru a preveni pericolul de a ridica metalul turnat, pentru a evita arsurile în apropierea locului unde este turnată matrița.

Turnare în baloane

Turnarea în baloane este cea mai utilizată în turnătorii. În funcție de designul modelelor, condițiile și natura producției, are multe varietăți. Să ne uităm la cele mai tipice dintre ele.

În fig. Figura 4 prezintă turnarea folosind un model divizat. Piesa turnată (Fig. 4, A) turnat după un model cu semne pentru tija formând o cavitate în turnare (Fig. 4, b). Pe scutul 1 (Fig. 4, V) mai întâi instalați jumătate din model 2, iar apoi balonul 4, Modelul este pudrat cu un strat subțire de praf și acoperit cu un amestec de fațare, iar apoi întregul balon este umplut cu un amestec de umplutură. După aceasta, amestecul în exces este îndepărtat de pe partea superioară și canalele de evacuare a gazului 3 sunt perforate. Apoi, jumătatea de matriță este răsucită la 180° și așezată pe

scut (Fig. 4, d). După aceasta, suprafața conectorului este stropită cu nisip de eliberare. Top 5 este plasat pe jumătatea inferioară a modelului, centrându-l strict de-a lungul țepurilor, apoi balonul este îmbătrânit 6, modele de ridicare 7 și împingeri 8 și umpleți-le în aceeași ordine ca jumătatea inferioară a matriței. Apoi, suprafața superioară este netezită, canalele sunt înțepate, contururile vasului de colectare sunt desenate și modelele de ridicare 7 și de împingere sunt extrase. 8. Apoi, jumătatea superioară de matriță este îndepărtată și rotită la 180°. Modelele sunt îndepărtate din ambele jumătăți ale matriței, zonele deteriorate sunt netezite, stropite cu praf, tija este instalată în jumătatea inferioară a matriței, acoperită cu jumătatea superioară a matriței și matrița este fixată sau încărcată pentru turnarea metalului. (Fig. 4, d).

Turnarea în două baloane conform modelului dintr-o singură piesă este prezentată în Fig. 5. Modelul piesei turnate (Fig. 5, A) fără semnul tijei inferioare, se așează pe scut (Fig. 5, b), se acoperă cu parament, apoi se umplu cu amestecul de umplutură și excesul este greblat de sus. Când amestecul cade sub model, semiforma este rotită cu 180° (Fig. 5, V) și tăiați amestecul de-a lungul liniei 3-4 . Neteziți întreaga suprafață a conectorului, presărați-o cu nisip de degajare și puneți marcajul tijei 2 la loc , se așează balonul superior, modelele de ridicare și orificiile de aerisire, îl umplu cu nisip de turnare, deschid matrița, scot modelul, îl termină, îl stropesc cu praf, se așează miezul, îl acoperă cu semiforma superioară, îl încarcă și puneți-l sub turnare (Fig. 5, G).

Producția de turnătorie este una dintre cele mai vechi meșteșuguri stăpânite de omenire. Primul material de turnare a fost bronzul. În antichitate, bronzurile erau aliaje complexe pe bază de cupru cu aditivi de staniu (5-7%), zinc (3-5%), antimoniu și plumb (1-3%) cu adaosuri de arsen, sulf, argint (zecimi de un procent). Originea topirii bronzului și producerea de produse turnate din acesta (arme, bijuterii, vase etc.) în diferite regiuni datează din mileniul III-VII î.Hr. Aparent, topirea argintului nativ, aurului și aliajelor acestora a fost stăpânită aproape simultan. Pe teritoriul în care locuiau slavii răsăriteni, în primele secole d.Hr. a apărut un meșteșug de turnătorie dezvoltat. e.

Principalele metode de producere a pieselor turnate din bronz și aliaje de argint și aur au fost turnarea ij matrițe de piatră și turnarea pe ceară. Formele de piatră au fost făcute din roci de calcar moi, în care a fost tăiată o cavitate de lucru. De obicei, matrițele de piatră au fost turnate deschise, astfel încât o parte a produsului, formată de suprafața deschisă a topiturii, să fie plată. La turnarea pe ceară, modelele din ceară au fost mai întâi făcute ca copii exacte ale produselor viitoare. Aceste modele au fost scufundate într-o soluție de argilă lichidă, care a fost apoi uscată și arsă. Ceara a ars, iar topitura a fost turnată în cavitatea rezultată.

Un mare pas înainte în dezvoltarea turnării bronzului s-a făcut când a început turnarea clopotelor și a tunurilor (secolele XV-XVI). Îndemânarea și arta meșteșugarilor ruși care au realizat turnări unice de bronz sunt cunoscute pe scară largă - „Tarul Tunul” cu o greutate de 40 de tone (Andrei Chokhov, 1586) și „Clopotul Țarului” cu o greutate de 200 de tone (Ivan și Mihail Motorin, 1736).

Bronzul și mai târziu alama au fost materialul principal pentru producția de turnări artistice, monumente și sculpturi timp de multe secole. O sculptură din bronz a împăratului roman Marcus Aurelius (secolul al II-lea d.Hr.) a supraviețuit până în zilele noastre. Monumentele turnate în bronz lui Petru 1 din Leningrad (1775) și monumentul „Mileniul Rusiei” din Novgorod (1862) au devenit celebre în întreaga lume. În vremea noastră, a fost realizat un monument din bronz turnat pentru Iuri Dolgoruky, fondatorul Moscovei (1954).

În secolul al XVIII-lea Noul material de turnătorie, fonta, care a servit drept bază pentru dezvoltarea industriei mașinilor în prima jumătate a secolului al XIX-lea, a ocupat primul loc în ceea ce privește producția de masă și versatilitatea.Până la începutul secolului al XX-lea. producția de turnătorie de metale și aliaje neferoase a constat în producerea de piese turnate modelate din bronz de staniu și alamă și lingouri din cupru, bronz și alamă. Turnările modelate se făceau doar prin turnare în forme de nisip (pe atunci se spunea și scriau „mulaje de pământ”, „turnare în pământ”). Lingourile cu o greutate de cel mult 200 kg au fost produse prin turnare în forme de fontă.

Următoarea etapă în dezvoltarea producției de turnătorie de metale și aliaje neferoase a început în jurul anilor 1910-1920, când au fost dezvoltate noi aliaje, în principal pe bază de aluminiu și, ceva mai târziu, pe bază de magneziu. În același timp, a început dezvoltarea turnării modelate și semifabricate din bronzuri și alame speciale - aluminiu, siliciu, mangan, nichel, precum și dezvoltarea producției de lingouri din nichel și aliajele acestuia. În 1920-1930 Aliajele de zinc sunt create pentru turnarea prin injecție. În 1930-1940 Se dezvoltă turnarea modelată din aliaje de nichel. Perioada 1950-1970 a fost marcată de dezvoltarea tehnologiei de topire și turnare a titanului și a aliajelor acestuia, uraniu și alte metale radioactive, zirconiu și aliaje pe bază de acesta, molibden, wolfram, crom, niobiu, beriliu și metale din pământuri rare.

Dezvoltarea de noi aliaje a necesitat o restructurare radicală a tehnologiei de topire și a echipamentelor de topire, utilizarea de noi materiale de turnare și noi metode de realizare a matrițelor. Natura în masă a producției a contribuit la dezvoltarea unor noi principii de organizare a producției, bazate pe mecanizarea și automatizarea extinsă a proceselor de fabricare a matrițelor și a miezurilor, topirea, turnarea matrițelor și prelucrarea turnărilor.

Necesitatea asigurării de înaltă calitate a pieselor turnate a condus la cercetări științifice aprofundate privind proprietățile metalelor lichide, procesele de interacțiune a topiturii cu gazele, materialele refractare, zguri și fluxuri, procesele de rafinare din incluziuni și gaze, procesele de cristalizare a aliaje metalice la viteze de răcire foarte scăzute și foarte mari, procese de umplere

turnătorii X matrițe cu o topire, solidificarea pieselor turnate cu fenomene însoțitoare - contracție volumetrică și liniară, apariția diferitelor structuri, segregare, tensiuni. Aceste studii au început în 1930-1940. acad. A. A. Bochvar, care a pus bazele teoriei proprietăților de turnare a aliajelor.

Din 1920-1930 Cuptoarele electrice - rezistență, canal de inducție și creuzet - sunt utilizate pe scară largă pentru topirea metalelor și aliajelor neferoase. Topirea metalelor refractare a fost practic posibilă numai prin utilizarea unei descărcări cu arc în vid și încălzire cu fascicul de electroni. Topirea cu plasmă este în prezent în curs de dezvoltare, iar topirea cu fascicul laser este următoarea.

În 1940-1950 A existat o tranziție masivă de la turnarea cu nisip la turnarea metalelor - matrițe frigorifice (aliaje de aluminiu, magneziu și cupru) la turnarea sub presiune (zinc, aluminiu, aliaje de magneziu, alamă). În aceiași ani, în legătură cu producția de pale de turbine turnate din aliaje de nichel rezistente la căldură, vechea metodă de turnare în ceară, numită turnare de precizie și acum numită turnare cu ceară pierdută, a fost reînviată pe o nouă bază. Această metodă a furnizat piese turnate cu alocații de prelucrare foarte mici datorită dimensiunilor foarte precise și finisajului de suprafață ridicat, ceea ce a fost necesar din cauza prelucrabilității extrem de dificile a tuturor aliajelor rezistente la căldură pe bază de nichel și cobalt.

În turnare semifabricată (producția de lingouri pentru deformarea ulterioară în scopul fabricării semifabricatelor) în anii 1920-1930. În loc de fontă au început să fie utilizate pe scară largă formele răcite cu apă.În anii 1940-1950. se introduce turnarea semi-continuă și continuă a lingourilor din aliaje de aluminiu, magneziu, cupru și nichel.

În 1930-1940 Au existat schimbări fundamentale în principiile de construire a tehnologiei de turnare a matrițelor și de solidificare a turnărilor. Aceste modificări s-au datorat atât diferenței puternice între proprietățile noilor aliaje de turnare față de proprietățile fontei cenușii tradiționale și ale bronzului de staniu (formarea de pelicule puternice de oxid, contracție volumetrică mare, schimbarea intervalului de cristalizare de la aliaj la aliaj), cât și creșterea nivelul cerințelor pentru piese turnate în ceea ce privește rezistența, densitatea și omogenitatea.

S-au dezvoltat modele de noi sisteme de deschidere în expansiune în contrast cu cele vechi conice. În sistemele în expansiune, suprafețele secțiunii transversale ale canalelor cresc de la coloană la porțile de alimentare, astfel încât punctul cel mai îngust este secțiunea cilindrului la trecerea la colectorul de zgură. În acest caz, primele porțiuni de metal care curg din zgură în zgură, care nu pot fi umplute, curgerea topiturii din zgură în porți are loc sub influența unei presiuni foarte mici în zgura neumplută. Această presiune mică creează o viteză liniară în mod corespunzător mică a topiturii care intră în cavitatea matriței. Fluxurile de topitură din matriță nu se sparg în picături și nu captează aer; dar filmul de oxid de pe suprafața topiturii din matriță este distrus, topitura nu este contaminată cu pelicule. Datorită acestor avantaje ale sistemelor de extindere a porții, acestea sunt utilizate în prezent pentru a produce piese turnate critice din toate aliajele,

O altă realizare importantă în tehnologia producerii de piese turnate de înaltă calitate, dezvoltată și implementată în timpul dezvoltării turnării modelate din aliaje noi de metale neferoase, este principiul solidificării direcționale a piesei turnate. Experiența acumulată în producerea pieselor turnate din aliaje de turnare tradiționale, „vechi” - fontă cenușie și bronz de staniu - a indicat că este necesar să se disperseze alimentarea cu topitură în matrița de turnare, asigurând, în primul rând, umplerea fiabilă a matriței. cavitate și împiedicând încălzirea locală a acesteia. Volumul fontei cenușii aproape nu se modifică în timpul cristalizării și, prin urmare, piese turnate din acest aliaj nu sunt practic afectate de porozitatea de contracție sau de înveliș și nu au nevoie de câștiguri.

Bronzurile de staniu „vechi” cu 8-10% staniu au avut un interval de cristalizare foarte lung, prin urmare, la turnarea în matrițe de nisip, toată contracția volumetrică din piese turnate s-a manifestat sub formă de porozitate fină împrăștiată, care nu se poate distinge cu ochiul liber. S-a creat impresia că metalul din turnare este dens și că folosirea experienței de producere a pieselor turnate din fontă, cu alimentarea cu metal a părților sale subțiri, este justificată și în cazul turnării produselor din bronz. Profiturile precum valurile tehnologice de pe piese turnate pur și simplu nu au existat. Matrița prevedea doar un orificiu de ventilație - un canal vertical din cavitatea matriței, aspectul unei topituri în care a servit ca semn de umplere a matriței de turnare.

Pentru a obține piese turnate de înaltă calitate din aliaje noi, s-a dovedit a fi necesar să se efectueze solidificarea direcțională din părți subțiri, care se întăresc în mod natural mai întâi, la altele mai masive și apoi la profit. În acest caz, pierderea de volum în timpul cristalizării fiecărei zone solidificate anterior este completată cu topitură din zona care nu a început încă să se solidifice și, în final, din câștigurile care se solidifică ultimele. O astfel de solidificare direcționată necesită o alegere foarte competentă a locației pentru alimentarea topiturii în matriță. Este imposibil să furnizați topitură în cea mai subțire secțiune a matriței; este mai rațional să furnizați metalul lichid în apropierea profitului, astfel încât această parte a matriței să se încălzească în timpul umplerii. Pentru a crea solidificare direcțională, este necesar să se înghețe în mod intenționat acele părți ale matriței în care solidificarea ar trebui să aibă loc mai repede. Acest lucru se realizează folosind frigidere în forme de nisip sau răcire specială în forme metalice. Acolo unde întărirea ar trebui să aibă loc ultima, matrița este izolată sau încălzită în mod deliberat.

Principiul solidificării direcționale, realizat și formulat în timpul dezvoltării producției de piese turnate din aliaje de aluminiu și magneziu, este acum absolut obligatoriu pentru obținerea de piese turnate de înaltă calitate din orice aliaje.

Dezvoltarea principiilor științifice de topire a aliajelor de metale neferoase, cristalizarea lor și dezvoltarea tehnologiei de producere a pieselor turnate și lingourilor modelate este meritul unui grup mare de oameni de știință, mulți dintre ei fiind strâns asociați cu învățământul superior. Aceștia includ în primul rând A. A. Bochvar, S. M. Voronov, I. E. Gorshkov, I. F. Kolobnev, N. V. Okromeshko, A. G. Spassky, M. V. Sharov.

Evoluțiile științifice și procesele de producție în domeniul producției de turnătorie a metalelor neferoase în țara noastră corespund realizărilor avansate ale progresului științific și tehnologic. Rezultatul lor, în special, a fost crearea unor magazine moderne de turnare sub presiune și turnare prin injecție la uzina de automobile Volzhsky și o serie de alte întreprinderi. La uzina de motoare Zavolzhsky funcționează cu succes mașini mari de turnat prin injecție, cu o forță de blocare a matriței de 35 MN, care produc blocuri de cilindri din aliaje de aluminiu pentru mașina Volga. Uzina de motoare din Altai a stăpânit o linie automată pentru producerea de piese turnate prin injecție. În Uniunea Sovietică, pentru prima dată în lume, a fost dezvoltat și stăpânit procesul de turnare continuă a lingourilor de aliaj de aluminiu într-un cristalizator electromagnetic. Această metodă îmbunătățește semnificativ calitatea lingourilor și reduce cantitatea de deșeuri sub formă de așchii în timpul strunjirii.

Sarcina principală cu care se confruntă industria de turnătorie din țara noastră este o îmbunătățire generală semnificativă a calității pieselor turnate, care ar trebui să își găsească expresie în reducerea grosimii peretelui, reducerea toleranțelor pentru prelucrare și pentru sistemele de alimentare cu porți, păstrând în același timp proprietățile de performanță corespunzătoare ale produselor. Rezultatul final al acestei lucrări)) ar trebui să fie satisfacerea nevoilor crescute ale ingineriei mecanice cu cantitatea necesară de piese turnate fără o creștere semnificativă a producției totale de piese turnate în greutate.

Problema îmbunătățirii calității pieselor turnate este strâns legată de problema utilizării economice a metalului. Când sunt aplicate metalelor neferoase, ambele probleme devin deosebit de acute. Datorită epuizării depozitelor bogate de metale neferoase, costul producției acestora crește constant și semnificativ. Acum, metalele neferoase sunt de cinci până la zece ori sau de mai multe ori mai scumpe decât fonta și oțelul carbon. Prin urmare, utilizarea economică a metalelor neferoase, reducerea pierderilor și utilizarea rezonabilă a deșeurilor sunt o condiție indispensabilă pentru dezvoltarea producției de turnătorie.

În industrie, ponderea aliajelor de metale neferoase obținute prin prelucrarea deșeurilor - tuns, așchii, diverse resturi și zguri - este în continuă creștere. Aceste aliaje conțin o cantitate crescută de diverse impurități care le pot reduce proprietățile tehnologice și caracteristicile de performanță ale produselor. Prin urmare, în prezent se desfășoară cercetări ample pentru a dezvolta metode de rafinare a unor astfel de topituri și pentru dezvoltarea tehnologiei pentru producerea taglelor turnate de înaltă calitate.

CERINȚE PENTRU turnarea

Piesele turnate din aliaje de metale neferoase trebuie să aibă o anumită compoziție chimică, un anumit nivel de proprietăți mecanice, precizia dimensională necesară și curățenia suprafeței fără defecte exterioare și interne.La piese turnate nu sunt permise fisuri, antialunecare, găuri de trecere și slăbiciune. Suprafețele care stau la bază pentru prelucrare nu trebuie să prezinte înclinare sau deteriorare.Defectele acceptabile, numărul lor, metodele de detectare și metodele de corectare sunt reglementate de standardele industriale (OST) și specificațiile tehnice.

Piesele turnate sunt furnizate cu spru-urile tăiate și spru-urile tăiate. Zonele de tuns și cioșnire de pe suprafețele netratate sunt curățate la nivel. Corectarea defectelor prin sudare și impregnare este permisă. Necesitatea tratamentului termic este determinată de condițiile tehnice.

Precizia dimensională a pieselor turnate trebuie să îndeplinească cerințele OST 1.41154-72. Toleranțele, care includ suma tuturor abaterilor de la dimensiunile desenului care apar în diferite etape ale producției de turnare, cu excepția abaterilor datorate prezenței pantelor de turnare, trebuie să corespundă uneia dintre cele șapte clase de precizie (Tabelul 20). În fiecare clasă de precizie, toate toleranțele pentru orice dimensiune de un tip (D, T sau M) sunt egale pentru o dată turnare și sunt stabilite în funcție de cea mai mare dimensiune totală.

Suprafețele prelucrate ale pieselor turnate trebuie să aibă o toleranță pentru prelucrare. Alocația minimă trebuie să fie mai mare decât toleranța. Valoarea alocației este determinată de dimensiunile totale și clasa de precizie a pieselor turnate.

Curățenia suprafeței pieselor turnate trebuie să corespundă clasei de rugozitate specificate. Depinde de metoda de realizare a piesei turnate, de materialele folosite la realizarea matritelor, de calitatea pregătirii suprafeței modelelor, matrițelor și matrițelor. Pentru a obține piese turnate care îndeplinesc cerințele de mai sus, se folosesc diverse metode de turnare în matrițe unice și reutilizabile.

CLASIFICAREA TURNATELOR

În funcție de condițiile de serviciu, indiferent de metoda de fabricație, piesele turnate se împart în trei grupe: generale, responsabile și mai ales responsabile.

Grupul de uz general include piese turnate pentru piese care nu sunt concepute pentru rezistență. Configurația și dimensiunile lor sunt determinate numai de considerente de proiectare și tehnologia. Astfel de piese turnate nu sunt supuse inspecției cu raze X.

Piesele turnate pentru scopuri critice sunt utilizate pentru fabricarea pieselor proiectate pentru rezistență și funcționare sub sarcini statice. Ei sunt supuși unei inspecții selective cu raze X.

Grupul de scopuri deosebit de critice include piese turnate pentru piese proiectate pentru rezistență și funcționare sub sarcini ciclice și dinamice. Acestea sunt supuse inspecției individuale cu raze X, inspecției cu fluorescență și inspecției cu curent turbionar.

În funcție de volumul testelor de acceptare, standardele industriale OST11.90021-71, OST 1.90016-72, OST1.90248-77 prevăd împărțirea pieselor turnate din aliaje de metale neferoase în trei grupe.

Grupa 1 include piese turnate ale căror proprietăți mecanice sunt monitorizate selectiv pe eșantioane tăiate din corpul pieselor turnate de control, cu testarea simultană a proprietăților mecanice pe probe turnate separat din fiecare turnare sau testare bucată cu bucată pe probe tăiate din semifabricate turnate la fiecare turnare; precum și controlul densității de testare bucată cu bucată (raze X).

Grupa a II-a include piese turnate, ale căror proprietăți mecanice sunt determinate pe probe turnate separat sau pe probe tăiate din semifabricate turnate la turnare și, la cererea fabricii consumatoare, pe mostre tăiate din piese turnate (selectiv), precum și pe bucată. -piesa sau controlul selectiv al densitatii pieselor turnate prin metoda cu raze X. (Pentru piese turnate din grupa IIa nu se efectuează controlul densității).

Grupa III este formată din piese turnate în care se controlează doar duritatea. La solicitarea uzinei de consum, proprietățile mecanice sunt monitorizate pe probe turnate separat.

Atribuirea pieselor turnate la grupul corespunzător se face de proiectant și se precizează în desen.

În funcție de metoda de fabricație, configurația suprafeței, masele de dimensiune geometrică maximă, grosimea peretelui, caracteristicile mortarelor, nervurilor, îngroșări, găuri, numărul de tije, natura prelucrării și rugozitatea suprafețelor prelucrate, scopul și cerințele tehnice speciale, piesele turnate sunt împărțite. în 5-6 grupe complexe (turnare în forme de nisip și sub presiune - 6 grupuri; turnare în forme de răcire, forme de ceară pierdută și forme de coajă - 5 grupe). În acest caz, numărul de caracteristici de potrivire ar trebui să fie de cel puțin cinci sau patru pentru șase sau, respectiv, cinci grupuri de complexitate. Dacă există un număr mai mic de caracteristici de potrivire, se folosește o metodă de grupare a acestora prin alocarea lor secvențială pornind de la grupuri de complexitate mai mare către cele mai mici și oprindu-se la grupul de complexitate la care este atins numărul necesar de caracteristici de potrivire condiționată. Dacă numărul de caracteristici din două grupuri este egal, este dificil să atribuiți turnarea grupului în care a fost utilizată caracteristica „configurație de suprafață” pentru a o determina.

BAZELE TEHNOLOGIEI DE TOPIRE

Având informații despre proprietățile materialelor și interacțiunile acestora cu gazele și materialele refractare, este posibil să se creeze o tehnologie de topire bazată științific. Dezvoltarea tehnologiei de topire pentru o situație specifică include alegerea unei unități de topire, tipul de energie, alegerea materialului de căptușeală a cuptorului și determinarea compoziției necesare a atmosferei din cuptor în timpul topirii. Atunci când creează tehnologie, ei decid modalitățile de prevenire a posibilei contaminări a topiturii și metodele de rafinare a acesteia. Este de asemenea luată în considerare necesitatea dezoxidării și modificării aliajului.

O problemă foarte importantă este alegerea corectă a materialelor de încărcare, adică acele materiale care sunt supuse fuziunii. Atunci când se creează tehnologii, acestea asigură și o reducere a consumului de metale, materiale auxiliare, energie și forță de muncă. Aceste probleme pot fi rezolvate doar într-o situație foarte specifică.

Trebuie avut în vedere faptul că informațiile de mai sus despre proprietățile metalelor și procesele în desfășurare sunt legate de condițiile unui experiment „pur”, când influența altor procese a fost redusă în mod deliberat. Într-o situație reală, această influență poate schimba semnificativ proprietățile individuale. În plus, într-o situație reală, topirea ca sistem nu este niciodată în echilibru cu mediul; se dovedește a fi suprasaturată sau subsaturată. În acest sens, partea cinetică a procesului devine de mare importanță. O evaluare cantitativă a cineticii este foarte dificilă din cauza incertitudinii ecuațiilor care descriu procesele temporale de saturare a gazelor, degazare, interacțiune cu căptușeala etc. Prin urmare, în final, se dovedește că pentru o judecată corectă a fenomenelor. care au loc în timpul topirii, nu numai calculele cantitative ale proceselor individuale sunt importante, ci și o contabilitate și o evaluare mai completă a celui mai mare număr de aceste procese.

DEZVOLTAREA TEHNOLOGIEI DE TOPIRE

Punctele de plecare atunci când se creează o tehnologie pentru topirea unui metal sau aliaj sunt compoziția acestuia, care include baza, componentele de aliere și impuritățile și un anumit nivel de proprietăți mecanice și alte proprietăți ale aliajului în turnare. În plus, se ia în considerare cererea cantitativă de topitură pe unitatea de timp. Tipul de cuptor de topire este selectat pe baza temperaturii de topire a componentei principale a aliajului și a activității chimice atât a acestuia, cât și a tuturor componentelor de aliere și a impurităților cele mai dăunătoare; în același timp, problema materialului de căptușeală a cuptorului este rezolvată. .

În cele mai multe cazuri, topirea se realizează în aer. Dacă interacțiunea cu aerul este limitată la formarea de compuși insolubili în topitură de la suprafață și filmul rezultat al acestor compuși încetinește semnificativ interacțiunea ulterioară, atunci de obicei nu se iau măsuri pentru a suprima o astfel de interacțiune. În acest caz, topirea se realizează în contact direct al topiturii cu atmosfera. Acest lucru se realizează la prepararea majorității aliajelor de aluminiu, zinc și staniu-plumb. Dacă filmul rezultat de compuși insolubili este fragil și nu poate proteja topitura de interacțiuni ulterioare (magneziu

și aliajele sale), apoi luați măsuri speciale folosind fluxuri sau o atmosferă protectoare.

Protecția topiturii împotriva interacțiunii cu gazele este absolut necesară dacă gazul se dizolvă în metalul lichid. Ei se străduiesc în principal să prevină interacțiunea topiturii cu oxigenul. Acest lucru se aplică la topirea aliajelor pe bază de nichel și a aliajelor de cupru capabile să dizolve oxigenul, unde topiturile sunt în mod necesar protejate de interacțiunea cu atmosfera cuptorului. Protecția topiturii se realizează în primul rând prin utilizarea de zguri, fluxuri și alte acoperiri de protecție. Dacă astfel de măsuri se dovedesc a fi insuficiente sau imposibile, se recurge la topirea într-o atmosferă de gaze protectoare sau inerte. În cele din urmă, topirea este utilizată în vid, adică la o presiune a gazului redusă la un anumit nivel. În unele cazuri, pentru a reduce intensitatea interacțiunii topiturii cu oxigenul, se introduc în ea aditivi de beriliu (sutimi de procente în aliaje de aluminiu-magneziu și magneziu), siliciu și aluminiu (zecimi de procente în alamă).

În ciuda protecției, topiturile de metal sunt încă contaminate cu diverse impurități peste limita permisă. Adesea, materialele de încărcare conțin prea multe impurități. Prin urmare, în timpul topirii, topiturile sunt adesea rafinate - purificate din impuritățile solubile și insolubile, precum și deoxidate - îndepărtat oxigenul dizolvat. Multe aliaje își găsesc aplicație într-o stare modificată, atunci când capătă o structură fin-cristalină și proprietăți mecanice sau tehnologice superioare. Operația de modificare se realizează ca una dintre ultimele etape ale procesului de topire imediat înainte de turnare. La dezvoltarea unei tehnologii de topire, se ține cont de faptul că masa metalului lichid rezultat va fi întotdeauna puțin mai mică decât masa încărcăturii metalice din cauza pierderilor de metal în zgură și a pierderilor de deșeuri. Aceste pierderi se ridică la 2-5% în total, iar cu cât masa unei singure topituri este mai mare, cu atât pierderile sunt mai mici.

Zgura, care apare întotdeauna pe suprafața topiturii, este un sistem complex de soluții de aliaje și amestecuri de oxizi ai componentului principal al aliajului, componente de aliere și impurități. În plus, zgura conține în mod necesar oxizi din căptușeala cuptorului de topire. O astfel de zgură primară care apare în mod natural pe topitură poate fi complet lichidă, parțial lichidă (închegată) și solidă. Pe lângă oxizi, zgura conțin întotdeauna o anumită cantitate de metal liber. În zgura lichidă și coagulată, metalul liber se găsește sub formă de picături separate - margele. Dacă oxizii care formează zgura sunt sub punctul lor de topire, atunci ei sunt solizi. Când se agită topitura și se încearcă îndepărtarea zgurii din aceasta, acești oxizi, adesea sub formă de peliculă, sunt amestecați în topitură. Astfel, în ciuda refractarității oxizilor, zgura formată și îndepărtată are o consistență lichidă, care se datorează cantității mari de topitură prinsă. Într-o astfel de zgură, cantitatea de metal liber este de aproximativ 50% din masa totală a zgurii îndepărtate, în timp ce în zgura cu adevărat lichidă conținutul său nu depășește 10-30%.

Pierderea metalelor în timpul topirii deșeurilor este determinată de evaporarea acestora și de interacțiunea cu căptușeala, exprimată în metalizarea acesteia.

Metalul continut de zgura poate fi returnat in productie. Acest lucru se realizează cel mai simplu în legătură cu un metal liber care nu este legat de niciun compus. Zdrobirea și cernerea zgurii vă permite să returnați 70-80% din metalul liber. Zgura rămasă este o materie primă metalurgică de înaltă calitate și este trimisă la uzinele metalurgice pentru a izola cele mai valoroase componente.

La determinarea pierderilor de metal în timpul topirii pentru deșeuri și cu zgură, nu trebuie să uităm de contaminarea materialelor de încărcare cu impurități străine nemetalice și incluziuni sub formă de reziduuri de ulei, emulsie, apă, zgură, turnare și amestecuri de miez. Dacă munca nu este efectuată cu atenție, masa acestor impurități este socotită automat ca masa metalului care este topit, iar rezultatul este o valoare nerezonabilă a pierderilor în timpul topirii.

Un aspect important al tehnologiei este regimul de temperatură de topire, ordinea încărcării materialelor de încărcare și introducerea componentelor individuale de aliaj, succesiunea operațiilor tehnologice de prelucrare metalurgică a topiturii. Topirea se efectuează întotdeauna într-un cuptor preîncălzit, temperatura la care ar trebui să fie cu 100-200 ° C mai mare decât punctul de topire al componentei principale a aliajului. Este indicat ca toate materialele încărcate în cuptor să fie încălzite la 150-200°C, astfel încât să nu rămână umezeală în ele. Primul material de încărcare care reprezintă cea mai mare parte din probă este încărcat în cuptorul de topire. Când se prepară un aliaj din metale pure, componenta principală a aliajului este întotdeauna încărcată prima. Dacă topirea se realizează folosind zguri și fluxuri, acestea sunt de obicei turnate deasupra încărcăturii metalice încărcate. Dacă condițiile de producție permit, se începe o nouă topitură, lăsând o anumită cantitate de topitură din topitura anterioară în cuptor. Încărcarea încărcăturii într-o baie de lichid accelerează semnificativ procesul de topire și reduce pierderile de metal. Mai întâi, o încărcătură mai refractară este încărcată în baia de lichid. Adăugați periodic zgură sau flux proaspăt și, dacă este necesar, îndepărtați-l pe cel vechi. Dacă tehnologia necesită dezoxidarea topiturii (îndepărtarea oxigenului dizolvat), atunci se realizează astfel încât să se evite formarea de incluziuni nemetalice greu de îndepărtat și dăunătoare în topitură și să se asigure o îndepărtare fiabilă a produse de dezoxidare (vezi mai jos). În cele din urmă, componentele volatile și chimice active ale aliajului sunt introduse în topitură pentru a reduce pierderile acestora. Apoi topitura este rafinată. Imediat înainte de turnare, topitura este modificată.

Este recomandabil să se determine condițiile pentru introducerea unor tipuri individuale de încărcături sau componente de aliaj într-o baie de lichid, comparând temperatura de topire a materialului încărcat și densitatea acestuia cu temperatura de topire și densitatea aliajului. De asemenea, este necesar să se cunoască cel puțin diagrame duble ale stării componentei principale a aliajului cu componente de aliere, impurități și aditivi modificatori.

În marea majoritate a cazurilor, toate componentele de aliere și impuritățile sunt dizolvate în baza lichidă a aliajului, astfel încât topitura poate fi considerată o soluție. Cu toate acestea, prepararea și formarea unei astfel de soluții se realizează în moduri diferite. Dacă următorul aditiv solid are o temperatură de topire mai mare decât topitura, atunci este posibilă doar dizolvarea obișnuită a unui solid într-un lichid. Acest lucru necesită amestecare activă forțată. Aditivul refractar specificat poate avea o densitate mai mică decât densitatea topiturii, iar în acest caz va pluti la suprafață, unde se poate oxida și se încurcă în zgură. Acest lucru ridică pericolul de a nu îndeplini compoziția de aliaj specificată. Dacă un astfel de aditiv „ușor” are un punct de topire mai scăzut decât topitura, acesta intră într-o stare lichidă și, prin urmare, dizolvarea sa ulterioară în topitură este facilitată semnificativ. În unele cazuri, pentru a evita oxidarea și pierderea, astfel de aditivi sunt introduși în topitură folosind un așa-numit clopot - o sticlă perforată în care este plasat aditivul adăugat și apoi scufundați în topitură. Dacă aditivul este mai greu decât topitura, se scufundă pe fundul băii de lichid, deci este puțin probabil să se oxideze. Cu toate acestea, este dificil de monitorizat dizolvarea unor astfel de aditivi, mai ales dacă aceștia sunt mai refractari decât topitura. Este necesară o amestecare suficient de lungă și minuțioasă a întregii mase a topiturii pentru a asigura dizolvarea completă.

Aliajele sunt adesea folosite pentru prepararea aliajelor. Acesta este denumirea dată aliajelor intermediare, constând de obicei din componenta principală a aliajului de lucru cu una sau mai multe componente de aliaj, dar în conținut semnificativ mai mare decât în ​​aliajul de lucru. Utilizarea ligaturii trebuie recursă la cazurile în care introducerea componentei aditive în forma sa pură este dificilă din diverse motive. Astfel de motive pot fi durata procesului de dizolvare, pierderile din oxidare, evaporare și formarea de zgură.

Ligaturile sunt folosite si la introducerea de aditivi chimic activi, care in forma libera in aer pot interactiona cu oxigenul si azotul. Aliajele sunt, de asemenea, utilizate pe scară largă în cazurile în care un element aditiv pur este prea scump sau nu este disponibil deloc, dar producția de aliaje de aliaj a fost deja stăpânită, sunt disponibile și destul de ieftine.

În cele din urmă, este recomandabil să se folosească aliaje atunci când este necesar să se introducă aditivi foarte mici în aliaj. Cantitatea de aditiv pur poate fi de numai câteva sute de grame la câteva sute de kilograme de topitură. Este aproape imposibil să introduceți în mod fiabil o cantitate atât de mică de componentă de aliere din cauza diferitelor tipuri de pierderi și distribuției neuniforme. Folosirea unei ligaturi, care este introdusă într-o cantitate mult mai mare, elimină aceste dificultăți.

Trebuie remarcat faptul că regula generală a tehnologiei de topire a aliajelor este de a menține timpul de proces cât mai scurt posibil. Acest lucru ajută la reducerea costurilor cu energie, a pierderilor de metal și a contaminării topiturii cu gaze și impurități. În același timp, trebuie avut în vedere că, pentru a dizolva complet toate componentele și pentru a face o medie a compoziției aliajului, este necesar să „fierbeți” topitura - mențineți-o la cea mai înaltă temperatură permisă timp de 10-15 minute.

CLASIFICAREA CUPTORULUI DE TOPIRE

În funcție de scara producției, de cerințele privind calitatea metalului topit și de o serie de alți factori, în atelierele de turnare semifabricată și profilată a metalelor neferoase sunt utilizate diferite tipuri de cuptoare de topire.

În funcție de tipul de energie utilizat pentru topirea aliajelor, toate cuptoarele de topire sunt împărțite în combustibil și electrice. Cuptoarele cu combustibil sunt împărțite în cuptoare cu creuzet, cu reverberație și cuptoare cu baie. Cuptoarele electrice sunt clasificate în funcție de metoda de transformare a energiei electrice în căldură. Turnătorii folosesc cuptoare cu rezistență, inducție, arc electric, fascicul de electroni și plasmă.

În cuptoarele cu rezistență electrică, încălzirea și topirea încărcăturii se realizează datorită energiei termice furnizate de elementele electrice de încălzire instalate în acoperișul sau pereții cuptorului de topire. Aceste cuptoare sunt folosite pentru topirea aliajelor de aluminiu, magneziu, zinc, staniu și plumb.

Pe baza principiului și designului lor de funcționare, cuptoarele cu inducție sunt împărțite în creuzet și cuptoare cu canal. Cuptoarele cu creuzet, în funcție de frecvența curentului de alimentare, se clasifică în cuptoare cu frecvență [(0,15-10)-10^6 per/s] crescută și industrială (50 per/s).

Indiferent de frecvența curentului de alimentare, principiul de funcționare al tuturor cuptoarelor cu creuzet cu inducție se bazează pe inducerea energiei electromagnetice în metalul încălzit (curenți Foucault) și conversia acesteia în căldură. La topirea în metal sau alte creuzete din materiale conductoare electric, energia termică este transferată și metalului încălzit de pereții creuzetului. Cuptoarele cu creuzet cu inducție sunt folosite pentru topirea aluminiului, magneziului, cuprului, aliajelor de nichel, precum și a oțelurilor și a fontelor.

Cuptoarele cu inducție cu canal sunt utilizate pentru topirea aliajelor de aluminiu, cupru, nichel și zinc. Pe lângă cuptoarele de topire, se folosesc și mixere cu canale de inducție, care servesc la rafinarea și menținerea temperaturii metalului lichid la un anumit nivel. Complexele de topire și turnare, constând dintr-un cuptor de topire - mixer - mașină de turnare, sunt utilizate pentru turnarea lingourilor din aliaje de aluminiu, magneziu și cupru prin metoda continuă. Principiul funcționării termice a cuptoarelor cu inducție cu canal este similar cu principiul funcționării unui transformator de curent electric de putere, care, după cum se știe, constă dintr-o bobină primară, un circuit magnetic și o bobină secundară. Rolul bobinei secundare în cuptor este jucat de un canal scurtcircuitat umplut cu metal lichid. Când curentul este trecut prin inductorul cuptorului (bobina primară), un curent electric mare este indus într-un canal umplut cu metal lichid, care încălzește metalul lichid conținut în acesta. Energia termică eliberată în canal încălzește și topește metalul situat deasupra canalului în baia cuptorului.

Cuptoarele cu arc electric, bazate pe principiul transferului de căldură de la un arc electric la metalul încălzit, sunt împărțite în cuptoare de încălzire directă și indirectă.

În cuptoarele de încălzire indirectă, cea mai mare parte a energiei termice din arcul fierbinte este transferată metalului încălzit prin radiație, iar în cuptoarele de încălzire directă - prin radiație și conductivitate termică. Cuptoarele indirecte sunt utilizate în prezent într-o măsură limitată. Cuptoarele cu acțiune directă (cuptoarele cu vid cu arc electric cu un electrod consumabil) sunt utilizate pentru topirea metalelor și aliajelor refractare, active din punct de vedere chimic, precum și a oțelurilor aliate, a nichelului și a altor aliaje. Conform proiectării și principiului lor de funcționare, cuptoarele cu arc electric direct sunt împărțite în două grupe: cuptoare pentru topire într-un creuzet cu scull și cuptoare pentru topire într-o matriță sau cristalizator.

Cuptoarele de topire cu fascicul de electroni sunt utilizate pentru topirea metalelor și aliajelor refractare și active chimic pe bază de niobiu, titan, zirconiu, molibden, wolfram, precum și pentru o serie de grade de oțel și alte aliaje. Principiul încălzirii fasciculului de electroni se bazează pe conversia energiei cinetice a fluxului de electroni în energie termică atunci când se întâlnesc cu suprafața sarcinii încălzite. Eliberarea de energie termică are loc într-un strat subțire de suprafață al metalului. Încălzirea și topirea se efectuează în vid la o presiune reziduală de 1,3-10^-3 Pa. Topirea cu fascicul de electroni este utilizată pentru a produce lingouri și piese turnate modelate. Odată cu topirea fasciculului de electroni, este posibilă supraîncălzirea semnificativă a metalului lichid și menținerea acestuia în stare lichidă pentru o lungă perioadă de timp. Acest avantaj vă permite să rafinați eficient topitura și să o curățați de o serie de impurități. Folosind fascicul de electroni

Topiturile de metal pot elimina toate impuritățile a căror presiune de vapori depășește semnificativ presiunea de vapori a metalului de bază. Temperatura ridicată și vidul profund ajută, de asemenea, la curățarea metalului de impurități datorită disocierii termice a oxizilor de nitrură și a altor compuși găsiți în metal. Cuptor de topire electrozgură ESR conform principiului de funcționare Este un cuptor cu rezistență la încălzire indirectă, în care sursa de căldură este o baie de zgură topită cu o compoziție chimică dată. Metalul care urmează să fie topit sub formă de electrod consumabil este scufundat într-un strat (baie) de zgură lichidă conductoare de electricitate. Un curent electric trece prin electrodul consumabil și prin zgură. Zgura este încălzită, capătul electrodului consumabil este topit și picăturile de metal lichid, care trec printr-un strat de zgură activă chimic, sunt curățate ca urmare a contactului cu acesta și se formează în matriță sub formă de lingou. Zgura protejează metalul lichid de interacțiunea cu atmosfera aerului. Cuptoarele ESR sunt utilizate în principal pentru a produce lingouri din oțeluri de înaltă calitate, rezistente la căldură, inoxidabile și alte aliaje. Metoda ESR este, de asemenea, utilizată pentru producerea de piese turnate cu forme mari: arbori cotiți, carcase, fitinguri și alte produse.

În cuptoarele de topire cu plasmă, sursa de energie termică este un flux de gaz ionizat încălzit la o temperatură ridicată (arc de plasmă), care, la contactul cu metalul, îl încălzește și îl topește. Pentru a obține un flux de plasmă, cuptoarele de topire sunt echipate cu dispozitive speciale - plasmatroni. Metoda cu plasmă de încălzire și topire a aliajelor este utilizată în cuptoarele tip baie, în instalațiile de topire pentru producerea lingourilor într-un cristalizator și pentru topirea metalelor într-un creuzet cranian.

Cuptoarele cu plasmă de tip baie sunt utilizate în principal pentru topirea oțelurilor și aliajelor pe bază de nichel. Cuptoarele cu plasmă pentru topirea într-un cristalizator pot fi utilizate pentru a produce lingouri de oțel, beriliu, molibden, niobiu, titan și alte metale. Cuptoarele cu plasmă pentru topirea într-un creuzet de craniu sunt proiectate pentru turnarea în formă a oțelurilor, a metalelor refractare și chimic active.

PRODUCEREA DE TURNARE DE ALIE DE ALUMINIU

Turnare cu nisip

Dintre metodele de turnare de mai sus în matrițe unice, cea mai utilizată în fabricarea pieselor turnate din aliaje de aluminiu este turnarea în forme de nisip umed. Acest lucru se datorează densității scăzute a aliajelor, efectului de forță mică al metalului asupra matriței și temperaturilor scăzute de turnare (680-800C).

Pentru fabricarea matrițelor de nisip se folosesc amestecuri de turnare și miez, preparate din nisipuri de cuarț și argilă (GOST 2138-74), argile de turnare (GOST 3226-76), lianți și materiale auxiliare. Crearea cavităților în piese turnate se realizează folosind miezuri, fabricate în principal folosind cutii de miez fierbinți (220-300 ° C). În acest scop, se folosește nisip de cuarț placat sau un amestec de nisip cu rășină termorezistabilă și catalizator. Pentru producția de tije, sunt utilizate pe scară largă mașini și instalații de aruncare a nisipului cu o singură poziție, precum și instalații de carusel cu mai multe poziții. Tijele de uscare sunt realizate folosind mașini de scuturat, suflat și împușcat nisip sau manual din amestecuri cu ulei (4ГУ, С) sau lianți solubili în apă. Durata uscării (de la 3 la 12 ore) depinde de greutatea și dimensiunea tijei și este de obicei determinată experimental. Temperatura de uscare este prescrisă în funcție de natura liantului: pentru lianții pe bază de ulei 250-280 °C, iar pentru lianții solubili în apă 160-200 °C. Pentru fabricarea tijelor masive mari, amestecurile de întărire la rece (CMC) sau amestecurile lichide de autoîntărire (LCS) sunt din ce în ce mai utilizate. Amestecuri de întărire la rece conțin rășini sintetice ca liant, iar catalizatorul de întărire la rece este de obicei acid fosforic. Amestecurile LCS conțin un surfactant care promovează formarea spumei.

Tijele sunt conectate în noduri prin lipire sau prin turnarea topiturii de aluminiu în găuri speciale din părțile simbolice. Contracția aliajului în timpul răcirii asigură rezistența necesară a conexiunii.

Umplerea lină a matrițelor de turnare fără șocuri sau vârtejuri este asigurată prin utilizarea sistemelor de deschidere expansive cu raportul zonelor transversale ale elementelor principale Fst: Fshp: Fpit 1:2:3; 1:2:4; 1:3:6, respectiv, pentru alimentarea inferioară, cu fante sau pe mai multe niveluri de metal în cavitatea matriței. Viteza de ridicare a metalului în cavitatea matriței de turnare nu trebuie să depășească 4,5/6, unde 6 este grosimea predominantă a pereților turnării, cm.Rata minimă de ridicare a metalului în matriță (cm/ s) se determină prin formula lui A. A. Lebedev Vmin = 3/§ .

Tipul de sistem de blocare este selectat ținând cont de dimensiunile turnării, de complexitatea configurației sale și de amplasarea în matriță. Formele de turnare pentru turnări de configurații complexe de înălțime mică se efectuează, de regulă, folosind sisteme de închidere inferioare. Pentru înălțimi mari de turnare și pereți subțiri, este de preferat să folosiți sisteme de fante verticale sau combinate. Formele pentru piese turnate de dimensiuni mici pot fi umplute prin sistemele de închidere superioare. În acest caz, înălțimea căderii crustei metalice în cavitatea matriței nu trebuie să depășească 80 mm.

Pentru a reduce viteza de mișcare a topiturii la intrarea în cavitatea matriței și pentru a separa mai bine filmele de oxid și incluziunile de zgură suspendate în aceasta, în sistemele de închidere se introduce o rezistență hidraulică suplimentară - se instalează ochiuri (metalice sau fibră de sticlă) sau se toarnă prin granulare. filtre.

Sprue (alimentatoarele), de regulă, sunt aduse în secțiuni subțiri (pereți) de piese turnate distribuite de-a lungul perimetrului, ținând cont de comoditatea separării lor ulterioare în timpul procesării. Furnizarea de metal a unităților masive este inacceptabilă, deoarece provoacă formarea de cavități de contracție, macro-slăbire și „cufundări” de contracție pe suprafața pieselor turnate. În secțiune transversală, canalele de deschidere au cel mai adesea o formă dreptunghiulară, cu latura lată de 15-20 mm și latura îngustă de 5-7 mm.

Aliajele cu un interval de cristalizare îngust (AL2, AL4, AL), AL34, AK9, AL25, ALZO) sunt predispuse la formarea de cavități de contracție concentrate în unitățile termice ale turnărilor. Pentru a aduce aceste cochilii dincolo de turnare, instalarea de profituri masive este utilizată pe scară largă. Pentru piese turnate cu pereți subțiri (4-5 mm) și mici, masa profitului este de 2-3 ori masa pieselor turnate, pentru cele cu pereți groși este de până la 1,5 ori. Înălțimea profitului se alege în funcție de înălțimea turnării. Dacă înălțimea este mai mică de 150 mm, înălțimea profitului Nprib se consideră egală cu înălțimea turnării Notl. Pentru piese turnate superioare, raportul Nprib/Notl este considerat egal cu 0,3–0,5. Raportul dintre înălțimea profitului și grosimea acestuia este în medie de 2-3. Cea mai mare aplicație în turnarea aliajelor de aluminiu se găsește în profiturile superioare deschise de secțiune transversală rotundă sau ovală; În cele mai multe cazuri, profiturile secundare sunt închise. Pentru a crește eficiența profiturilor, acestea sunt izolate, umplute cu metal fierbinte și completate. Izolarea se realizează de obicei prin lipirea foilor de azbest pe suprafața matriței, urmată de uscare cu o flacără de gaz. Aliajele cu o gamă largă de cristalizare (AL1, AL7, AL8, AL19, ALZZ) sunt predispuse la formarea porozității de contracție împrăștiate. Impregnarea porilor de contracție cu ajutorul profiturilor este ineficientă. Prin urmare, atunci când se realizează piese turnate din aliajele enumerate, nu se recomandă utilizarea instalării de profituri masive. Pentru a obține piese turnate de înaltă calitate, se realizează cristalizarea direcțională, folosind pe scară largă în acest scop instalarea frigiderelor din fontă și aliaje de aluminiu. Condițiile optime pentru cristalizarea direcțională sunt create de un sistem de deschidere verticală. Pentru a preveni degajarea gazului în timpul cristalizării și a preveni formarea porozității de contracție a gazului în piese turnate cu pereți groși, cristalizarea la o presiune de 0,4-0,5 MPa este utilizată pe scară largă. Pentru a face acest lucru, matrițele de turnare sunt plasate în autoclave înainte de turnare, sunt umplute cu metal și piesele turnate sunt cristalizate sub presiune de aer. Pentru a produce piese turnate cu pereți subțiri de dimensiuni mari (până la 2-3 m înălțime), se utilizează o metodă de turnare cu solidificare direcționată secvenţial. Esența metodei este cristalizarea secvențială a turnării de jos în sus. Pentru a face acest lucru, matrița de turnare este așezată pe masa unui lift hidraulic și tuburi metalice cu un diametru de 12-20 mm, încălzite la 500-700 °C, sunt coborâte în ea, îndeplinind funcția de ridicare. Tuburile sunt fixate fix în vasul de colectare, iar orificiile din ele sunt închise cu dopuri. După umplerea vasului de colectare cu topitură, dopurile sunt ridicate, iar aliajul curge prin tuburi în puțuri de închidere conectate la cavitatea matriței prin canale cu fante (alimentatoare). După ce nivelul topiturii din puțuri crește cu 20-30 mm deasupra capătului inferior al tuburilor, mecanismul hidraulic de coborâre a mesei este pornit. Viteza de coborâre este luată astfel încât matrița să fie umplută sub nivelul inundat și metalul fierbinte curge continuu în părțile superioare ale matriței. Acest lucru asigură solidificarea direcțională și permite producerea de piese turnate complexe fără defecte de contracție.

Formele de nisip sunt turnate cu metal din oalele căptușite cu material refractar. Înainte de a umple cu metal, oalele cu căptușeală proaspătă sunt uscate și calcinate la 780-800 °C pentru a îndepărta umezeala. Înainte de turnare, mențin temperatura de topire la 720-780 °C. Formele pentru piese turnate cu pereți subțiri sunt umplute cu topituri încălzite la 730-750 °C, iar pentru cele cu pereți groși la 700-720 °C.

Turnare în forme de ipsos

Turnarea în matrițe de ipsos este utilizată în cazurile în care sunt impuse pretenții sporite asupra pieselor turnate în ceea ce privește acuratețea, curățarea suprafeței și reproducerea celor mai mici detalii în relief. În comparație cu matrițele din gips nisip, acestea au o rezistență mai mare, precizie dimensională, o rezistență mai bună la temperaturi ridicate și fac posibilă producerea de piese turnate de configurații complexe cu o grosime a peretelui de 1,5 mm conform clasei de precizie a 5-6-a. Formele sunt realizate folosind modele cromate cu ceară sau metal (alama, oțel) cu o conicitate în dimensiuni exterioare de cel mult 30" și în dimensiuni interioare de la 30" la 3°. Plăcile de model sunt realizate din aliaje de aluminiu. Pentru a facilita îndepărtarea modelelor din matrițe, suprafața acestora este acoperită cu un strat subțire de grăsime kerosen-stearina.

Formele de dimensiuni mici și mijlocii pentru turnări complexe cu pereți subțiri sunt realizate dintr-un amestec format din 80% gips, 20% nisip de cuarț sau azbest și 60-70% apă (din greutatea amestecului uscat).Compoziția amestecului pt. matrite medii si mari: 30% gips, 60% nisip, 10% azbest, 40-50% apa.Amestecul pentru fabricarea baghetelor contine 50% gips, 40% nisip, 10% azbest, 40-50% apa.Pentru intarzierea prizei , în amestec se adaugă 1-2% var stins.Rezistența necesară a formelor se realizează prin hidratarea gipsului anhidru sau semiapos.Pentru a reduce rezistența și a crește permeabilitatea la gaze, formele de gips brut sunt supuse tratamentului hidrotermal - păstrate într-o autoclavă timp de 6-10 ore sub o presiune a vaporilor de apă de 0,13-0,14 MPa și apoi zile în aer. După aceasta, formele sunt supuse uscării treptate la 350-500 °C.

O caracteristică a matrițelor de gips este conductivitatea lor termică scăzută. Această împrejurare face dificilă obținerea de piese turnate dense din aliaje de aluminiu cu o gamă largă de cristalizare. Prin urmare, sarcina principală atunci când se dezvoltă un sistem de închidere pentru matrițe de gips este de a preveni formarea cavităților de contracție, slăbirea, peliculele de oxid, fisurile fierbinți și umplerea insuficientă a pereților subțiri. Acest lucru se realizează prin utilizarea sistemelor de închidere în expansiune (Fst: Fshl: EFpit == 1: 2: 4), asigurarea vitezei reduse de deplasare a topiturii în cavitatea matriței, solidificarea direcționată a unităților termice către profituri folosind frigidere, creșterea conformității matriței datorită creșterea conținutului de nisip cuarțos din amestec. Piesele turnate cu pereți subțiri sunt turnate în matrițe încălzite la 100--200 °C prin aspirație în vid, ceea ce permite umplerea cavităților de până la 0,2 mm grosime. Piesele turnate cu pereți groși (mai mult de 10 mm) sunt produse prin turnarea matrițelor în autoclave. Cristalizarea metalului în acest caz se realizează la o presiune de 0,4-0,5 MPa.

Turnarea cochiliei

Este recomandabil să se folosească turnarea în carcasă pentru producția în serie și la scară mare de piese turnate de dimensiuni limitate, cu o curățare sporită a suprafeței, o precizie dimensională mai mare și o prelucrare mai mică decât turnarea cu nisip.

Formele de cochilie sunt realizate folosind echipamente metalice fierbinți (250-300 °C) (oțel, fontă), folosind metoda buncărului. Echipamentele de modelare sunt realizate conform claselor de precizie 4-5 cu pante de turnare de la 0,5 la 1,5%. Cojile sunt realizate din două straturi: primul strat este dintr-un amestec cu 6-10% rășină termorezistentă, al doilea este dintr-un amestec cu 2% rășină. Pentru o mai bună îndepărtare a carcasei, înainte de a umple amestecul de modelare, placa de model este acoperită cu un strat subțire de emulsie de degajare (5% lichid siliconic nr. 5; 3% săpun de rufe; 92% apă).

Pentru fabricarea matrițelor de coajă se folosesc nisipuri de cuarț cu granulație fină care conțin cel puțin 96% silice. Legarea jumătăților se realizează prin lipire pe prese speciale cu știfturi. Compoziția adezivului: 40% rășină MF17; 60% marshalit și 1,5% clorură de aluminiu (catalizator de întărire). Formele asamblate se toarnă în recipiente. La turnarea în forme de coajă, se folosesc aceleași sisteme de blocare și condiții de temperatură ca și la turnarea în forme de nisip.

Viteza scăzută de cristalizare a metalului în matrițe de coajă și posibilitățile mai mici de creare a cristalizării direcționale duc la producerea de piese turnate cu proprietăți mai mici decât la turnarea în forme de nisip brut.

Turnare cu ceară pierdută

Turnarea cu ceară pierdută este folosită pentru a produce piese turnate cu precizie sporită (clasa 3-5) și curățenia suprafeței (clasa 4-6 rugozitate), pentru care această metodă este singura posibilă sau optimă.

Modelele în cele mai multe cazuri sunt realizate din compoziții de parafină-stearina (1: 1) sub formă de pastă prin presare în matrițe metalice (turnate și prefabricate) pe instalații staționare sau rotative. La producerea de piese turnate complexe cu dimensiuni mai mari de 200 mm, pentru a evita deformarea modelului, în masa modelului se introduc substanțe care le măresc temperatura de înmuiere (topire).

O suspensie de silicat de etil hidrolizat (30-40%) și cuarț prăfuit (70-60%) este utilizată ca acoperire refractară la fabricarea matrițelor ceramice. Blocurile model sunt acoperite cu nisip calcinat 1KO16A sau 1K025A. Fiecare strat de acoperire se usucă la aer timp de 10-12 ore sau într-o atmosferă care conține vapori de amoniac timp de 0,5-1 ore Rezistența necesară a matriței ceramice se realizează cu o grosime a cochiliei de 4-6 mm (4-6 straturi de acoperire refractară). Pentru a asigura umplerea lină a matriței, se folosesc sisteme de deschidere extensibilă pentru a furniza metal secțiuni groase și unități masive. Piesele turnate sunt de obicei alimentate dintr-un colț masiv prin canale îngroșate (alimentatoare). Pentru turnările complexe, este permisă folosirea profiturilor masive pentru a alimenta unitățile masive superioare cu umplerea obligatorie a acestora din colț.

Topirea modelelor din matrițe se realizează în apă fierbinte (85-90 C), acidulată cu acid clorhidric (0,5-1 cm3 per litru de apă) pentru a preveni saponificarea stearinei. După topirea modelelor, matrițele ceramice se usucă la 150-170 °C timp de 1-2 ore, se pun în recipiente, se umplu cu umplutură uscată și se calcinează la 600-700 °C timp de 5-8 ore Turnarea se efectuează la rece. si matrite incalzite. Temperatura de încălzire (50-300 °C) a matrițelor este determinată de grosimea pereților de turnare. Umplerea matrițelor cu metal se realizează în mod obișnuit, precum și folosind vid sau forță centrifugă. Majoritatea aliajelor de aluminiu sunt încălzite la 720-750 °C înainte de turnare.

Chill turning

Turnarea la rece este principala metodă de producție în serie și în masă a pieselor turnate din aliaje de aluminiu, ceea ce face posibilă obținerea de piese turnate de 4-6 clase de precizie cu o rugozitate a suprafeței Rz = 50-20 și o grosime minimă a peretelui de 3-4 mm. La turnarea într-o matriță de răcire, împreună cu defecte cauzate de vitezele mari de mișcare a topiturii în cavitatea matriței și nerespectarea cerințelor de solidificare direcțională (porozitatea gazului, peliculele de oxid, slăbirea de contracție), principalele tipuri de defectele de turnare sunt subumplere și fisuri. Apariția fisurilor este cauzată de o contracție dificilă. Crăpăturile apar mai ales în piesele turnate din aliaje cu o gamă largă de cristalizare și cu contracție liniară mare (1,25-1,35%). Prevenirea formării acestor defecte se realizează prin diferite metode tehnologice.

Pentru a asigura o curgere lină și liniștită a metalului în cavitatea matriței de turnare, separarea fiabilă a filmelor de zgură și oxid formate în metal în timpul procesului de topire și deplasarea de-a lungul canalelor de deschidere și pentru a preveni formarea lor în matrița de turnare , atunci când turnați într-o matriță de răcire, formele cu deschidere expandată sunt utilizate sisteme cu alimentare cu fund, fantă și mai multe niveluri de metal pentru secțiunile subțiri ale pieselor turnate. În cazul alimentării cu metal a secțiunilor groase, trebuie să se prevadă alimentarea locului de aprovizionare prin instalarea unui șef de alimentare (profit). Toate elementele sistemelor de deschidere sunt situate de-a lungul conectorului matriței. Se recomandă următoarele rapoarte ale secțiunii transversale ale canalelor de deschidere: pentru piese turnate mici EFst: EFshl: EFpit = 1: 2: 3; pentru piese turnate mari EFst: EFsh: EFpit = 1: 3: 6.

Pentru a reduce viteza de curgere a topiturii în cavitatea matriței, se folosesc coloane curbate, plase din fibră de sticlă sau metal și filtre granulare. Calitatea pieselor turnate din aliaj de aluminiu depinde de rata de creștere a topiturii în cavitatea matriței de turnare. Această viteză trebuie să fie suficientă pentru a garanta umplerea secțiunilor subțiri ale pieselor turnate în condiții de disipare crescută a căldurii și, în același timp, să nu provoace subumplere din cauza eliberării incomplete de aer și gaze prin conductele de ventilație și profituri, turbulențe și țâșnire a topiturii în timpul trecerea de la secțiuni înguste la cele largi. Rata de ridicare a metalului în cavitatea matriței la turnarea într-o matriță de răcire se presupune a fi ușor mai mare decât la turnarea în forme de nisip. Viteza minimă de ridicare admisă este calculată folosind formulele lui A. A. Lebedev și N. M. Galdin (a se vedea secțiunea „Turnare cu nisip”).

Pentru a obține piese turnate dense se creează solidificare dirijată, ca și în turnarea cu nisip, prin poziționarea corectă a turnării în matriță și reglarea disipării căldurii. De regulă, unitățile de turnare masive (groase) sunt situate în partea superioară a matriței. Acest lucru face posibilă compensarea reducerii volumului lor în timpul solidificării direct din profiturile instalate deasupra lor. Reglarea intensității eliminării căldurii pentru a crea solidificare direcțională se realizează prin răcirea sau izolarea diferitelor secțiuni ale matriței de turnare. Pentru a crește la nivel local îndepărtarea căldurii, sunt utilizate pe scară largă inserțiile din cupru termoconductor, ele asigură o creștere a suprafeței de răcire a matriței de răcire datorită aripioarelor și efectuează răcirea locală a matrițelor de răcire cu aer comprimat sau apă. Pentru a reduce intensitatea eliminării căldurii, se aplică un strat de vopsea de 0,1-0,5 mm grosime pe suprafața de lucru a matriței de răcire. În acest scop, se aplică un strat de vopsea de 1-1,5 mm grosime pe suprafața canalelor de deschidere și profit. Încetinirea răcirii metalului din matriță poate fi realizată și prin îngroșarea locală a pereților matriței, utilizarea diferitelor acoperiri cu conductivitate termică scăzută și izolarea matriței cu autocolante din azbest. Vopsirea suprafeței de lucru a matriței de răcire îmbunătățește aspectul pieselor turnate, ajută la eliminarea găurilor de gaz și a foliilor de pe suprafața acestora și crește durabilitatea formelor de răcire. Înainte de vopsire, matrițele de răcire sunt încălzite la 100-120 °C. O temperatură de încălzire excesiv de ridicată este nedorită, deoarece aceasta reduce viteza de solidificare a piesei turnate și durata de viață a matriței. Încălzirea reduce diferența de temperatură dintre turnare și matriță și dilatarea matriței datorită încălzirii acesteia de către metalul turnat. Ca urmare, tensiunile de tracțiune din turnare, care provoacă fisuri, sunt reduse. Cu toate acestea, numai încălzirea matriței nu este suficientă pentru a elimina posibilitatea apariției fisurilor. Este necesară îndepărtarea în timp util a turnării din matriță. Turnarea trebuie îndepărtată din matriță înainte de momentul în care temperatura sa devine egală cu temperatura matriței și tensiunea de contracție atinge valoarea maximă. De obicei, turnarea este îndepărtată în momentul în care este atât de puternică încât poate fi mutată fără distrugere (450-500 ° C). În acest moment, sistemul de porți nu a dobândit încă o rezistență suficientă și este distrus de impacturi ușoare. Durata de menținere a turnării în matriță este determinată de viteza de solidificare și depinde de temperatura metalului, temperatura matriței și viteza de turnare. Aliajele de aluminiu, în funcție de compoziția și complexitatea configurației de turnare, sunt turnate în forme de răcire la 680-750 °C. Viteza de umplere cu greutate este de 0,15-3 kg/s. Piesele turnate cu pereți subțiri sunt turnate la viteze mai mari decât cu cele groase.

Pentru a elimina aderența metalelor, a crește durata de viață și a facilita îndepărtarea, tijele metalice sunt lubrifiate în timpul funcționării. Cel mai comun lubrifiant este o suspensie apă-grafit (3-5% grafit).

Părțile matrițelor care creează contururile exterioare ale pieselor turnate sunt realizate din fontă gri. Grosimea peretelui matrițelor este determinată în funcție de grosimea peretelui pieselor turnate, în conformitate cu recomandările GOST 16237-70. Cavitățile interioare din piese turnate sunt realizate folosind tije de metal (oțel) și nisip. Tijele de nisip sunt folosite pentru a forma cavități complexe care nu pot fi realizate cu tije metalice. Pentru a facilita îndepărtarea pieselor turnate din matrițe, suprafețele exterioare ale pieselor turnate trebuie să aibă o pantă de turnare de 30" până la 3° spre conector. Suprafețele interioare ale pieselor turnate realizate cu tije metalice trebuie să aibă o pantă de cel puțin 6°. Tranzițiile ascuțite de la secțiunile groase la secțiunile subțiri nu sunt permise în turnare. Razele de curbură trebuie să fie de cel puțin 3 mm. Găurile cu un diametru mai mare de 8 mm pentru turnările mici, 10 mm pentru medii și 12 mm pentru cele mari sunt realizate cu tije. Raportul optim dintre adâncimea găurii și diametrul acesteia este de 0,7 - 1. Cantitatea de alocație pentru prelucrare atunci când turnarea la rece costă de două ori mai puțin decât turnarea cu nisip.

Aerul și gazele sunt îndepărtate din cavitatea matriței folosind canale de ventilație plasate în planul de separare și dopuri plasate în pereții din apropierea cavităților adânci.

În turnătoriile moderne, matrițele chill sunt instalate pe mașini de turnare semiautomate cu o singură poziție sau cu mai multe poziții, în care închiderea și deschiderea matriței chill, montarea și îndepărtarea miezurilor, scoaterea și scoaterea turnării din matriță sunt automate. . Există, de asemenea, controlul automat al temperaturii de încălzire a matriței de răcire. Umplerea matrițelor de răcire pe mașini se realizează folosind dozatoare.

Pentru a îmbunătăți umplerea cavităților subțiri ale matrițelor și pentru a elimina aerul și gazele degajate în timpul distrugerii lianților, matrițele sunt evacuate și umplute la presiune scăzută sau folosind forța centrifugă.

Strângeți turnarea

Turnarea prin presare este un tip de turnare la rece, destinată producerii de piese turnate tip panou de dimensiuni mari (2500x1400 mm) cu o grosime a peretelui de 2-3 mm (Fig. 63). În acest scop, se folosesc semiforme metalice, care sunt montate pe mașini specializate de turnare și presare cu abordare unilaterală sau bifață a semiformelor. O caracteristică distinctivă a acestei metode de turnare este umplerea forțată a cavității matriței cu un flux larg de topitură pe măsură ce jumătățile de matriță se apropie una de cealaltă. Matrița de turnare nu conține elemente ale unui sistem de închidere convențional. Folosind această metodă, turnările sunt realizate din aliaje AL2, AL4, AL9, AL34, care au un interval de cristalizare îngust.

^ Rata admisibilă de creștere a topiturii în zona de lucru a cavității matriței la turnarea panourilor din aliaje de aluminiu ar trebui să fie în intervalul 0,5-0,7 m/s. O viteză mai mică poate duce la neumplerea secțiunilor subțiri ale pieselor turnate; o viteză excesiv de mare poate duce la defecte de natură hidrodinamică: ondulații, suprafețe neuniforme ale pieselor turnate, captarea bulelor de aer, eroziunea miezurilor de nisip și formarea de fisuri. din cauza rupturii curgerii. Metalul este turnat în recipiente metalice încălzite la 250--350 °C. Viteza de răcire a topiturii este reglată prin aplicarea cavității matriței pe suprafața de lucru

înveliș termoizolant de diferite grosimi (0,05-1 mm). Supraîncălzirea aliajelor înainte de turnare nu trebuie să depășească 15-20° peste temperatura lichidus. Durata de apropiere a semiformelor este de 5-3 s.

Turnare la presiune joasă

Turnarea la presiune joasă este o altă variantă a turnării sub presiune. Este utilizat la fabricarea pieselor turnate cu pereți subțiri de dimensiuni mari din aliaje de aluminiu cu un interval de cristalizare îngust (AL2, AL4, AL9, AL34). Ca și în cazul turnării la rece, suprafețele exterioare ale pieselor turnate sunt realizate cu o matriță de metal, iar cavitățile interne sunt realizate cu tije de metal sau nisip.

Pentru a realiza tijele, utilizați un amestec format din 55% nisip de cuarț 1K016A; 13,5% nisip semigras P01; 27% cuarț pulverizat; 0,8% adeziv pectină; 3,2% gudron M și 0,5% kerosen. Acest amestec nu formează o arsură mecanică. Umplerea matrițelor cu metal se realizează prin presiunea aerului comprimat uscat (18-80 kPa) furnizat la suprafața topiturii într-un creuzet încălzit la 720-750 °C. Sub influența acestei presiuni, topitura este forțată să iasă din creuzet în țeava metalică și din aceasta în colectorul sistemului de deschidere și mai departe în cavitatea matriței de turnare. Avantajul turnării la presiune joasă este capacitatea de a controla automat rata de creștere a metalului în cavitatea matriței, ceea ce face posibilă obținerea de piese turnate cu pereți subțiri de o calitate superioară decât atunci când sunt turnate sub influența gravitației.

Cristalizarea aliajelor într-o matriță se realizează la o presiune de 10-30 kPa înainte de formarea unei cruste metalice solide și 50-80 kPa după formarea unei cruste.

Piesele turnate din aliaj de aluminiu mai dense sunt produse prin turnare la presiune joasă. Umplerea cavității matriței în timpul turnării cu contrapresiune se realizează datorită diferenței de presiune în creuzet și în matriță (10-60 kPa). Cristalizarea metalului în matriță se realizează la o presiune de 0,4-0,5 MPa. Acest lucru previne eliberarea hidrogenului dizolvat în metal și formarea porilor de gaz. Presiunea crescută contribuie la o nutriție mai bună a unităților de turnare masive. În caz contrar, tehnologia de turnare sub presiune nu este diferită de tehnologia de turnare la presiune joasă.

Turnarea sub presiune combină cu succes avantajele turnării la presiune joasă și cristalizării sub presiune.

Turnare prin injecție

Prin turnare prin injecție din aliaje de aluminiu AL2, ALZ, AL1, ALO, AL11, AL13, AL22, AL28, AL32, AL34, sunt produse piese turnate de configurație complexă de 1-3 clase de precizie cu grosimi de perete de la 1 mm și mai sus, găuri turnate cu un diametru de până la 1,2 mm,

filete exterioare și interioare turnate cu un pas minim de 1 mm și un diametru de 6 mm. Curățenia suprafeței acestor piese turnate corespunde claselor de rugozitate 5-8. Producția de astfel de piese turnate se realizează pe mașini cu camere de presare orizontale sau verticale la rece, cu o presiune specifică de presare de 30-70 MPa. Se preferă mașinile cu o cameră de presare orizontală.

Dimensiunile și greutatea pieselor turnate sunt limitate de capacitățile mașinilor de turnat prin injecție: volumul camerei de presare, presiunea specifică de presare (p) și forța de blocare (0). Zona de proiecție (F) a turnării, canalelor de canalizare și a camerei de presare pe placa mobilă a matriței nu trebuie să depășească valorile determinate de formula F = 0,85 0/r.

Pentru a evita formele neumplute și foile neumplute, grosimea peretelui măslinelor din aliaje de aluminiu se determină ținând cont de suprafața acestora:

Suprafață

piese turnate, cm2 Până la 25 25-150 150-250 250-500 Peste 500

Grosimea peretelui, mm. 1-2 1,5-3 2-4 2,5-6 3-8

Valorile optime ale pantei pentru suprafețele exterioare sunt 45"; pentru suprafețele interne 1°. Raza minimă de curbură este de 0,5-1" mm. Găurile mai mari de 2,5 mm în diametru sunt realizate prin turnare. Piesele turnate din aliaje de aluminiu, de regulă, sunt prelucrate numai de-a lungul suprafețelor de așezare. Alocația de prelucrare este atribuită ținând cont de dimensiunile turnării și variază de la 0,3 la 1 mm.

Pentru realizarea matrițelor se folosesc diverse materiale. Părțile matrițelor în contact cu metalul lichid sunt fabricate din oțeluri ZH2V8, 4Х8В2, 4ХВ2С, plăcile de fixare și cuștile matrice sunt din oțeluri 35, 45, 50, știfturile, bucșele și coloanele de ghidare sunt din oțel U8A.

Alimentarea cu metal în cavitatea matriței se realizează folosind sisteme de închidere externe și interne. Alimentatoarele sunt aduse în zona de turnare pentru a fi prelucrate. Grosimea lor este determinată în funcție de grosimea peretelui de turnare la punctul de alimentare și de natura specificată a umplerii matriței. Această dependență este determinată de raportul dintre grosimea alimentatorului și grosimea peretelui de turnare. Umplerea lină a matrițelor, fără turbulențe sau captarea aerului, are loc dacă raportul este aproape de unitate. Pentru piese turnate cu o grosime a peretelui de până la 2 mm, alimentatoarele au o grosime de 0,8 mm; cu o grosime a peretelui de 3 mm, grosimea alimentatoarelor este de 1,2 mm; cu grosimea peretelui de 4-6 mm-2 mm.

Pentru a primi prima porțiune de topitură, îmbogățită cu incluziuni de aer, lângă cavitatea matriței sunt amplasate rezervoare speciale de spălare, al căror volum poate ajunge la 20-40% din volumul de turnare. Saibele sunt conectate la cavitatea matritei prin canale a caror grosime este egala cu grosimea alimentatoarelor. Aerul și gazele sunt îndepărtate din cavitatea matriței prin canale speciale de ventilație și goluri dintre tije (ejectoare) și matricea matriței. Canalele de ventilație sunt realizate în planul conectorului pe partea staționară a matriței, precum și de-a lungul tijelor și ejectoarelor mobile. Adâncimea canalelor de ventilație la turnarea aliajelor de aluminiu este considerată a fi de 0,05-0,15 mm, iar lățimea este de 10-30 mm pentru a îmbunătăți ventilația matrițelor; cavitățile șaibelor sunt conectate la atmosferă prin canale subțiri. (0,2-0,5 mm).

Principalele defecte ale pieselor turnate obținute prin turnare prin injecție sunt porozitatea subcorticală a aerului (gaz), cauzată de captarea aerului la viteze mari de intrare a metalului în cavitatea matriței și porozitatea (sau cavitățile) de contracție în unitățile termice. Formarea acestor defecte este foarte influențată de parametrii tehnologiei de turnare - viteza de presare, presiunea de presare și condițiile termice ale matriței.

Viteza de presare determină modul de umplere a matriței. Cu cât viteza de presare este mai mare, cu atât viteza topiturii se deplasează prin canalele de deschidere, cu atât viteza de intrare a topiturii în cavitatea matriței este mai mare. Vitezele mari de presare contribuie la umplerea mai bună a cavităților subțiri și alungite. În același timp, ele fac ca metalul să rețină aerul și să formeze porozitate subcorticală. La turnarea aliajelor de aluminiu, viteze mari de presare sunt utilizate numai pentru producerea de piese turnate complexe cu pereți subțiri. Presiunea are o mare influență asupra calității pieselor turnate. Pe măsură ce crește, densitatea pieselor turnate crește.

Mărimea presiunii de presare este de obicei limitată de mărimea forței de blocare a mașinii, care trebuie să depășească presiunea exercitată de metal asupra matricei mobile (pF). Prin urmare, prepresarea locală a pieselor turnate cu pereți groși, cunoscută sub numele de „procesul Ashigai”, câștigă un mare interes. Viteza redusă de intrare a metalului în cavitatea matrițelor prin alimentatoare de secțiune mare și prepresarea eficientă a topiturii de cristalizare cu ajutorul unui piston dublu fac posibilă obținerea de piese turnate dense.

Calitatea pieselor turnate este influențată semnificativ și de temperatura aliajului și a matriței. Atunci când se produc piese turnate cu pereți groși de configurație simplă, topitura este turnată la o temperatură cu 20-30 °C sub temperatura lichidus. Turnările cu pereți subțiri necesită utilizarea unei topituri supraîncălzite peste temperatura lichidus cu 10-15 °C. Pentru a reduce amploarea tensiunilor de contracție și pentru a preveni formarea de fisuri în piese turnate, matrițele sunt încălzite înainte de turnare. Se recomandă următoarele temperaturi de încălzire:

Grosimea peretelui de turnare, mm 1 - 2 2-3 3-5 5-8

Temperatura de incalzire

matrite, °C 250-280 200-250 160-200 120-160

Stabilitatea regimului termic este asigurata prin incalzirea (electrica) sau racirea (apa) a matritelor.

Pentru a proteja suprafața de lucru a matrițelor de efectele de lipire și eroziune ale topiturii, pentru a reduce frecarea la îndepărtarea miezurilor și pentru a facilita îndepărtarea pieselor turnate, matrițele sunt lubrifiate. In acest scop se folosesc lubrifianti grasi (ulei cu grafit sau pulbere de aluminiu) sau aposi (solutii sarate, preparate apoase pe baza de grafit coloidal).

Densitatea pieselor turnate din aliaj de aluminiu crește semnificativ la turnarea cu matrițe în vid. Pentru a face acest lucru, matrița este plasată într-o carcasă etanșă, în care se creează vidul necesar. Rezultate bune pot fi obținute folosind „procesul cu oxigen”. Pentru a face acest lucru, aerul din cavitatea matriței este înlocuit cu oxigen. La rate mari de intrare a metalului în cavitatea matriței, provocând captarea oxigenului de către topitură, porozitatea subcorticală nu se formează în piese turnate, deoarece tot oxigenul prins este cheltuit pentru formarea de oxizi de aluminiu fin dispersați, care nu afectează în mod vizibil. proprietățile mecanice ale pieselor turnate. Astfel de piese turnate pot fi supuse unui tratament termic.

Controlul calității pieselor turnate și corectarea defectelor acestora

În funcție de cerințele tehnice, piesele turnate din aliaje de aluminiu pot fi supuse diferitelor tipuri de inspecție: detecție cu raze X, defect gamma sau ultrasonică pentru detectarea defectelor interne; marcaje pentru determinarea abaterilor dimensionale; luminiscent pentru detectarea fisurilor de suprafață; control hidro- sau pneumatic pentru a evalua etanșeitatea. Frecvența tipurilor de control enumerate este prevăzută de condiții tehnice sau determinată de departamentul metalurgistului șef al uzinei. Defectele identificate, dacă sunt permise de specificațiile tehnice, sunt eliminate prin sudare sau impregnare. Sudarea cu arc cu argon este utilizată pentru sudarea umpluturilor, cavităților și fisurilor libere. Inainte de sudare se taie zona defectuoasa astfel incat peretii nisurilor sa aiba o panta de 30-42.Piesele turnate sunt supuse incalzirii locale sau generale la 300-350C. Încălzirea locală se realizează cu o flacără de oxigen-acetilenă, încălzirea generală se realizează în cuptoare cu cameră. Sudarea se realizează cu aceleași aliaje din care sunt realizate piesele turnate, folosind un electrod de tungsten neconsumabil cu diametrul de 2-6 mm la un debit de argon de 5-12 l/min.Forța curentului de sudare este de obicei 25 -40 A pe 1 mm diametrul electrodului.

Porozitatea în piese turnate se elimină prin impregnare cu lac de bachelit, lac asfaltic, ulei de uscare sau sticlă lichidă. Impregnarea se realizează în cazane speciale la o presiune de 490-590 kPa cu expunerea prealabilă a pieselor turnate în atmosferă rarefiată (1,3-6,5 kPa). Temperatura lichidului de impregnare se menține la 100°C. După impregnare, piesele turnate sunt uscate la 65-200°C, timp în care lichidul de impregnare se întărește, și reinspectate.

Bibliografie

1. Aliaje de turnare și tehnologii pentru topirea lor în inginerie mecanică. M.: Inginerie mecanică. 1984.
2. Teoria proceselor de turnătorie. L.: Inginerie mecanică. 1976.
3. Piese turnate din aliaje de aluminiu. M.: Inginerie mecanică. 1970.
4. Productie de piese turnate din aliaje de metale neferoase. M.: Metalurgie. 1986.
5. Productie piese din aluminiu turnat. M.: Metalurgie. 1979.
6. Aliaje de aluminiu. Director. M.: Metalurgie. 1983.