Технология литья направленным затвердеванием – высокое качество, производительность, ресурсосбережение бевза В. Ф., Мазько В. С
| Вид материала | Документы |
- Коммерческое предложение ООО «Технология литья», 38.64kb.
- Литература, 390.17kb.
- Рабочая программа по дисциплине: опд. Ф. 16. Управление качеством, 257.74kb.
- Список использованных источников, 297.84kb.
- Автономной Республики Крым, ведущие технологи и специалисты мясоперерабатывающих предприятий., 109.48kb.
- 136. Производительность труда. Показатели и методы ее измерения, пути повышения. Производительность, 31.08kb.
- Адани уп, 10715.79kb.
- Репутация общеобразовательного учреждения, 44.17kb.
- Предпринимателей, 51.65kb.
- Лекция 19. Специальные способы литья, 177.96kb.
ТЕХНОЛОГИЯ ЛИТЬЯ НАПРАВЛЕННЫМ ЗАТВЕРДЕВАНИЕМ – ВЫСОКОЕ КАЧЕСТВО, ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ, РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ
Бевза В.Ф., Мазько В.С., Груша В.П.
ГНУ «Институт технологии металлов НАН Беларуси»
Республика Беларусь, г. Могилев, ул. Бялыницкого Бирули,11 тел. (0222)280153, info@itm.by
В современных условиях литейному производству принадлежит одно из важнейших мест в решении актуальной проблемы увеличения ресурса работы, долговечности и надежности машин и механизмов. Естественно, что решить эту проблему невозможно без существенного повышения физико-механических и эксплуатационных характеристик деталей, из которых эти машины состоят. Наиболее распространенным конструкционным материалом в машиностроении является чугун. Однако в настоящее время большинство отливок из чугуна (особенно серого чугуна с пластинчатым графитом) уже не удовлетворяют требования к деталям машин по прочности, износостойкости, коррозионной стойкости и т.п.
Процессом, ответственным за формирование большинства свойств отливок, является затвердевание металла. Именно в период фазового перехода образуются дефекты в теле отливки, существенно снижающие ее свойства: физическая и химическая неоднородность металла, неудовлетворительная структура, усадочные и газовые раковины и пористость, трещины и т.д. Большинство указанных дефектов можно исключить организацией оптимальных условий отвода теплоты от поверхности затвердевающей отливки и обеспечения постоянного, избыточного питания фронта затвердевания жидким металлом. Наиболее полно этим условиям удовлетворяют способы литья основанные на принципе направленного затвердевания металла.
В ГНУ «ИТМ НАН Беларуси» разработан новый оригинальный метод получения полых цилиндрических заготовок направленным затвердеванием (намораживанием) в непрерывно-циклическом режиме литья. Принципиальной отличительной особенностью метода является то, что внутренняя поверхность отливки получается непосредственно из расплава и определяется только фронтом затвердевания, а наружная формируется рабочей втулкой водоохлаждаемого кристаллизатора, заполненного перегретым расплавом. Затвердевающую в условиях пристеночной кристаллизации корку металла, через определенный промежуток времени (после определенной выдержки) полностью извлекают из кристаллизатора и расплава. Эта корка и составляет тело отливки, которую затем подвергают термообработке за счет первичного тепла отливки без использования внешних источников энергии. При этом в кристаллизатор сифоном подают новую порцию расплава, и цикл повторяется. Таким образом, получают полые заготовки методом направленного затвердевания без применения стержня в непрерывно-циклическом режиме литья.
Описанный метод обеспечивает ряд преимуществ по сравнению с другими способами литья за счет создания оптимального теплового режима на всех этапах формирования отливок. В частности, затвердевание металла в кристаллизаторе происходит в условиях интенсивного одностороннего радиального теплоотвода при наличии постоянного перегрева на фронте кристаллизации. Это устраняет образование усадочной и газовой пористости и обеспечивает получение заготовок с высокодисперсной структурой, повышенной плотностью и прочностью. Сифонная подача расплава в кристаллизатор, практически, исключает брак отливок по неметаллическим включениям. Отсутствие стержня способствует свободной усадке отливок, что предотвращает образование трещин и снижает остаточные напряжения. Извлечение отливок из кристаллизатора с достаточно высокой температурой (внутренняя поверхность отливок имеет температуру солидуса) открывает широкие возможности для управления процессом структурообразования путем использования теплоты, аккумулированной отливками при затвердевании и изменения интенсивности теплоотвода на различных этапах их охлаждения. Это позволяет исключить отбел, получать заготовки из чугуна с заданной структурой и обеспечить стабильность геометрических размеров.
На базе метода непрерывно-циклического литья направленным затвердеванием разработаны принципиально новые технологические процессы получения отливок 30-220 мм и высотой 100-280 мм из чугунов различных типов и марок.
Разработанные технологии легли в основу деятельности ведущего малого инновационного предприятия г. Могилева УЧ НПП «Технолоит». На этом предприятии организовано производство широкой гамы чугунных поршневых и уплотнительных колец различного назначения, гильз цилиндров двигателей внутреннего сгорания и компрессоров и др.
Создание оптимальных условий формирования отливок обеспечивает существенное повышение прочностных и эксплуатационных характеристик деталей. Гидравлические испытания на разрыв, проведенные на Минском моторном заводе, показали, что среднее давление разрушения гильз, полученных по новой технологии, составляло 4042 МПа, в то время как лучшие образцы, когда-либо испытывавшиеся на заводе, выдерживали давление максимум 32 МПа, а серийные – 23-28 МПа. Высокие результаты получены также при изготовлении износостойких вставок из специального хромистого чугуна для пуансонов, применяемых в производстве пустотного силикатного кирпича. Разработанная технология литья и термообработки обеспечила работу втулок пуансонов в течение 10-12 месяцев при 3х сменной работе, в то время как применяемые ранее втулки из сталей различных классов, в том числе цементированные и борированные, имели ресурс работы не более 2х3х недель.
Отливки, получаемые по новой технологии, отличаются также высокими показателями упругих свойств и их сохранением при повышенных температурах. Они нашли широкое применение при изготовлении поршневых и уплотнительных колец различного назначения. Наиболее эффективным оказалось их использование для уплотнительных колец турбокомпрессоров. УЧ НПП «Технолит» полностью обеспечивает потребности сборочного конвейера Борисовского завода агрегатов и всех мотороремонтных заводов республики.
Для реализации разработанной литейной технологии создано высокопроизво-дительное оригинальное компактное малоэнергоемкое оборудование и специальная технологическая оснастка. Производительность литейной установки составляет 100-250 отливок в час; габариты – 3х3х2 м, масса – 1500 кг, установленная мощность – 10 кВт.
Все технологические процессы непрерывно-циклического литья направленным затвердеванием ресурсо- и энергосберегающие, разработаны с учетом комплексного подхода к переработке отходов, получающихся как в процессе литья, так и при механической обработке отливок. Производство, основанное на этих технологиях, экологически чистое, так как исключает такие операции как изготовление стержней и форм, выбивку, обрубку и очистку литья. Они позволяют получать высококачественные заготовки при 100-процентном использовании собственных возвратных отходов, в том числе и стружки, без их специальной подготовки.