|
ФPAГMEHT КНИГИ (...) Бронзы оловянные плавят при температуре 1000 — 1500С, бронзы безоловянные и латуни — при 900 — 1050 °С.
Медные сплавы наряду с достаточной прочностью имеют высокие антифрикционные свойства, хорошо противостоят коррозии в морской воде, пире н других средах, сохраняют высокую пластичность прп низкой температуре. Они немвглитиы, легко полируются н обрабатываются резанием.
Оловянные бронзы широко применяют для изготовления арматур, подшипников, шестерен, втулок, работающих
и условиях трения, повышенного давления воды и водяного пара. Хорошая жндксгтенучссть бронз позволяет литьем в песчаные формы получать сложные по конфигурации отлнвкн. Характерной особенностью сплавов этой группы является широкий интервал кристаллизации 150 — 200 ГС, что обусловливает значительные трудности получения плотных отливок.
Бронзы с высоким содержанием олова (БрОШФ), Бр010Ц2) ввиду его высокой стоимости п дефицитности применяют только для отливок ответствениого назначения. Для обычных отливок используют малооловлпные бронзы.
Наиболее вредными примесями оловянных бронз являются алюминий и кремний. Сотые доли процента этих элементов снижают механические свойства бронз и способствуют увеличению растворимости водорода.
Легирование бронз цинком повышает литейные свойства и снижает стоимость сплавов. Свинец улучшает антифрикционные свойства и снижает стоимость сплавов. Свинец улучшает антифрикционные свойства оловянных бронз, нх обрабатываемость резанием и жидкотекучесть. Фосфор повышает износостойкость и жидкотекучесть,
Бсэоловянные бронзы по механическим, коррозионным и антифрикционным свойствам превосходят оловянные. Наиболее широко применяют алюминиевые бронзы, которые имеют высокую коррозионную стойкость в пресной н морской воде, хорошо противостоят разрушению в условиях кавитации, обладают меньшим, чем оловянные бронзы, антифрикционным износом. Алюминиевые бронзы применяют для изготовления гребных винтов крупных судов, зубчатых колес, корпусов насосов и других отливок. Механические, технологические и эксплуатационные свойства этих сплавов улучшают легированием железом, марганцем и никелем. Железо и марганец устраняют склонность алюминиевых бронз к образованию крупнозернистой структуры, повышают механические свойства. Никель улучшает износостойкость и коррозионные свойства бронз. В процессе выллавкн алюминиевые бронзы склоины к окислению, сопровождающемуся загрязнением расплава твердыми, трудно удаляемыми дисперсными оксидами.
Свинцовые бронзы (БрСЗО) обладают хорошими антифрикционными свойствами прн больших удельных нагрузках н высоких скоростях скольжения, поэтому нх используют как заменители оловянной бронзы при изготовлении вкладышей подшипников. Особенностью свинцовых бронз является предрасположенность к ликвации свинца. Дисперсное распределение свинца может быть достигнуто только при больших скоростях кристаллизации.
Фасонные отливки изготовляют преимущественно из слож-полегнрованиыт латуней, двойные латуни используют срав нителыю редко. Легирование двойных латуней алюминием или кремнием повышает жндкотехучость, коррозионную стойкость, механические свойства сплавов и уменьшает угар ципка при плавке. Вместе с тем алюминий н кремний повышают склонность латуней к газокасыщеиню и образованию пористости. Железо н марганец улучшают механические свойства латуней, по снижают жидкотекучесть. Олово, улучшая механические свойства, не оказывает влияния на их литейные свойства.
Кремнистая латунь ЛЦ16К4 обладает высокой жидкотеку-честью, хорошо обрабатывается резанием н сваривается. Ее применяют для изготовления арматуры, испытывающей повышенное воздушное н гидравлическое давление и работающей в агрессивных средах (морской воде, серной кислоте и т. д.). Эта латунь имеет недостаточную пластичность при высокой температуре, склонна к образованию трещин при затрудненной усадке. Примеси алюминия и олова снижают жндк отеку честь кремнистой латуни н увеличивают склонность к поглощению водорода н образованию газовой пористости.
Алюминиевые латуни, обладающие хорошей коррозионной стойкостью в морской воде, широко применяют в судостроении. Марганцовые латуни применяют для изготовления жаростойких и коррозионно-стойких отливок, легирование оловом повышает их коррозионную стойкость в морской воде. Свинцовую латунь используют как антифрикционный материал.
Плавку медных сплавов ведут в тигельных н шахтных индукционных н отражательных печах, футерованных шамотом илн кварцем. При плавке на воздухе медные сплавы окисляются к насыщаются водородом. Окисляются в первую очередь компоненты, имеющие более высокий, чем медь, изобарный потенциал образования оксида. По этой причине легирующие элементы (Al, Be, Sn. Zn и др.) раскисляют медь, образуя твердые, жидкие и газообразные оксиды. Твердые оксиды медленно всплывают (осаждаются) в расплавах. Они могут попасть в отлнвкн.
Медные сплавь, за исключением латуней, интенсивно поглощают водород и при кристаллизации склонны к образованию газовой пористости. В ббльшей мере этому подвержены сплавы с широким интервалом кристаллизации. В зависимости от состава бронз и условий их плавки растворимость водорода в них может достигать 20 см4 на 100 г сплава. О повышением температуры интенсивность взаимодействия с газами увеличивается; взаимодействию с газами наиболее подвержены алюминиевые и кремниевые бронзы и латуки.
Для зашиты от окисления плавку мед ныл сплавив ведут вид покровом древесного угля или флюсов на основе фторидов, стекли или соды. Чтобы предупредить образование твердых нерастворимых оксидов, медь перед введением легирующих элементов раскисляют 0,1 — 0,15% фосфора.
Для очистки расплавов от растворенного водорода и твердых неметаллических включении нх подвергают продувке газами, впкуумнрованию, обработке флюсами и фильтрованию. Наиболее глубокую очистку расплавов дает фильтрование через зернистые фильтры из фторидов кальция н магния. Фильтры перед использованием подогревают до 700 — 800С.
Медные сплавы модифицируют, чтобы измельчить зерна и нейтрализовать вредные примеси Для измельчения зерна в сплавы вводят 0,15 — 0,2 % тугоплавких элементов (TI, V. 2г. В, W, Мо). Для нейтрализации вредного влияния примесей висмута, сурьмы, мышьяка и свинца в двойные латуни вводят до 0,2 % кальция, до 0,3 % церия или 0,4 % циркония.
Технология изготовления фасонных отлнвок во многом определяется интервалом кристаллизации сплавов и их склонностью к окислению в процессе заполнения литейных форм. Для сплавов с узким интервалом кристаллизации (латуни ЛЦ40С, алюминиевых бронз и латуней) характерно образование сосредоточенных усадочных раковин и почти полное отсутствие пористости. Изготовление отлнвок из таких сплавов требует установки в тепловых узлах массивных прибылен. Сплавы с широким интервалом кристаллизации (оловянные бронзы, медно-ннкелсвые сплавы, кремнистые бронзы и др.) схлониы к образованию рассеянной газоусэдочноЯ пористости, предотвратить появление которой с помощью прибылей затруднительно. Поэтому отливкн из этих сплавов изготовляют с малыми по объему прибылями нлн без них.
Алюминиевые бронзы и другие сплавы с легкоокисляюшн-ыися компонентами заливают через расширяющиеся литниковые системы, предназначенные для отделения оксидных плен и обеспечения минимально допустимой скорости течения металла на выходе нз питателей. Как правило, используют расширяющиеся литниковые системы с нижним нлн сифонным подводом металла; предусматривают устройство центробежных шлакоуловителей, установку сеток и зернистых фильтров. Более простые литниковые системы применяют при литье оловянных бронз.
При медленном охлаждении ыедяые сплавы (кроче кремнистых бронз и латуней н оловянных бронз с высоким содержанием олова) не склонны к образованию горячих трещин. При резком охлаждении трешииообраэованню бола подвержены сплавы с широким интервалом кристаллизации. По этой причине пх почти не применяют для литья в кокиль и под давлением.
Для создания направленной кристаллизации прн литье в разовые формы широко используют холодильники. Разовые формы изготовляют из мелкозернистых смесей с высоким содержанием глины до 12 % Чтобы предупредить пригар, в смеси для форы вводят до 2 % мазута. Для этой же цели ив рабочую поверхность высушенных форм наносят графитные покрытия. Мелкие и сложные отлнвкн нз медных сплавов получают в оболочковых формах н литьем по выплавляемым моделям.
8.1. Заливка литейных форм
Разливочные ковши. Ковш — это металлическая {стальная или чугунная) емкость, предназначенная для кратковременного хранения, перемещения и заливки в литейные формы расплава. Внутренняя поверхность н крышка ковша футерована огнеупорным материалом.
Ковш перемещают грузоподъемным оборудованием или вручную с помощью приспособлений, закрепленных на корпусе ковша. На приспособлениях установлены замковые устройства (загцелкн). предотвращающие опрокидывание ковша при его перемешивании.
Опрокидывание ковша при заливке литейных форм осуществляют самотормозящнмнся червячными механизмами, которые приводят в действие от ручного штурвала или электродвигателя
Прн изготовления мелких отлнвок расплав нз плавильной печн заливают в ковш вместимостью 0.5 — 1.5 т, а затем из него в ковш вместимостью 30 — 80 кг. Ковш меньшей вместимости предназначен для заливки литейных форм. Ковш большей вместимости устанавливают нз специальный поворотный стенд вблизи места разливки расплава по литейным формам.
Ручные ковшн (рис. 8.1, а. 6} применяют в основном для эалнвки стержневых каркасов на плацу прн разливке расплавов в мелкие литейные формы в условиях маломеханнаированных производств.
Для разливки чугунного расплава используют ковш барабанного нлн конического (рис. 8.1, в) типа различной вместимости.
Стопорные ковши (рнс. 6.1, г), предназначенные для разливки стального расплава, имеют огнеупорную втулку, закрепленную в днище ковша. Отверстие втулки, через которое расплав поступает в литейную форму, закрывается с помощью рычажного механизма. Рычагн и штанги облицованы огнеупорным материалом.
Для залнвкн форм расплавом цветных металлов используют различные конструкции ковшей вместимостью до 1,0 т. Ковши чайннкового типа применяют при разливке магниевых расплавов из стационарных тиглей. Внутри ковшей на расстоянии 20 — 30 мм от днища расположена трубка, обеспечивающая заливку расплава через нижнюю часть носика. Прн такой конструкции оксиды и флюсы не попадают в литейную форму.
Основные требования к подготовке разливочных ковшей заключаются в следующем:
ковши очищают от шлака и настылей. Носнкн ковшей обмазывают огнеупорным составом, окрашивают н подсушивают;
проверяют футеровку, исправность поворотного механизма, стопорного устройства. Ковши с недостаточной футеровкой не применяют, чтобы предотвратить кнпение расплава; на рабочее место устанавливают технологические пробы.
К отливкам из чугуна предъявляют следующие требования. Их поверхность не должна иметь пригара, механических повреждений и дефектов, снижающих прочность н ухудшающих товарный вид. Площадь дефектов нз необрабатываемых поверхностях (раковин, засоров п др.) не должна быть больше установленной по технической инструкции. Допускаются остатки металлизированного пригара в углах, карманах и других труднодоступных для очистки местах, если это не влияет на качество детали. На обрабатываемых поверхностях не допускаются дефекты, превышающие припуск на обработку резанием.
Для организации работ но устранению брака ОТК должно иметь систематизированные сведения о видах брака, причини и виновниках. Брак оформляют соответствующими документами — извещениями о браке. При этом определяют процент брака по отдельным причинам (общий брак принимают за 100%).
В целях систематической работы по повышению качества отливок в цехе организуют площадку брака. Иа площадке брака собирают все бракованные отливки, изготовленные за сутки. Ежедневно в присутствии технического руководства цеха, пачальшшов смен, участков, мастеров и представителей ОТК производят анализ брака.
Целями анализа являются своевременное и полное выявление всех случаев появления брака; эффективная борьба с браком путем выявления бракованных деталей, а также операций где процент брака значителен; выявление конкретных виновников для принятия мер по усилению ответственности, материальному возмещению убытков за счет виновников для укрепления дисциплины среди работающих; получение информации о недостатках в работе производственных участков, машин, агрегатов для принятия соответствующих мер; получение статистических материалов для составления годовых и квартальных отчетов по качеству продукции.
Брак может возникнуть но техническим или организационным причинах. Техническими причинами считают наличие ошибок п неточностей в чертежах или ТУ, неправильно выбранный
технологический процесс получения отливок, неправильную эксплуатацию оборудования и т. п. К организационным причинам относят неправильный инструктаж, низкую квалификацию рабочих, нарушение технологической дисциплины, сроков снабжения материалами и г. п.
Правильно и своевременно определить причину брака важно дли устранения самой причины. Работа затрудняется прн появлении одного вида брака по нескольким причинам. Замеченный па любой операции брак должен быть изолирован и рассортирован на исправимый и неисправимый. Чтобы уменьшить брак, необходимо более широко контролировать все операции технологического цикла.
Причины брака подразделяют па систематические нелучайные. К систематическим относят износ а ослабление крепления оснастки и др. Они могут быть устранены профилактическими мероприятиями и периодическим контролем. К случайным относят внезапные (непредвиденные) изменения температуры, влажности, ошибки измерений (выход нэ строя контрольных средств) и т. п.
На отливки, впервые изготовленные в цехе, оформляют акт проверки их качества.
Статистические методы контроля включают в себп статистическое регулирование технологических процессов и статистический приемочный контроль.
Статистическое регулирование основано на исследовании точности н стабильности технологических процессов. При этом изучают основные закономерности протекания технологических процессов, устанавливают причины получения некачественной продукции, связь между значениями параметров технологического процесса к качеством отливки. Например, связь между химическим составом, температурой металла и качеством заполнения формы нлн связь между газопроницаемостью н влажностью формовочной смсси и образованием газовых рэковнп в отливках. Это позволяет определить такие значения параметров технологического процесса, при которых отлнвкн не имеют дефектов, а также отклонения значений параметров, при которых брак неизбежен. Использование методов математической статистики позволяет предсказать вероятность появления отклонений параметров технологического процесса н появления брака. Заведомо осуществляя корректировку параметров технологического процесса, можно предотвратить появление брака.
Статистический прнемечнын контроль позволяет значительно сократить время на приемку продукции заданного качества. Такой контроль проводят прн изготовлении отлнвок в массовом ц крупносерийном производстве. Статистика помогает обнаружить источники н впды ошибок в (троизполствениом прл-цессе.
Приемочный статистический контроль проводят различными способами:
1. Ms партии выбирают изделий. Если среди ник не более определенного числа дефектных отливок, то принимаю; всю партню.
2. Из партии выбирают ftf изделий. Если все выбранные kt изделия годны, всю партию принимают. Если оказывается, что одно изделие в выборке бракованное, отбирают еще к, изделий. Если брак не обнаруживается, всю партию принимают, если во второй выборке обнаруживают еще одно бракованное изделие, то всю партию бракуют.
3. Предположим, что годность изделия определяется рлзме. рои х, который не должен превышать значения а. Из партии выбирают Aj изделий, например 5 шт. Для них определяют среднее аначеипе размера х = (л1 + х3+...+Хз/5). Партия принимается, если х — о 2,5s, где s= 2 (jcj — л) — дисперсия размера х.
Забракованные партии могут быть направлены на сплошной контроль, чтобы установить все дефекты, или на переплавку как неисправимый брак. Объем выборки в случае трудоемкого контроля, в также прн’ использовании разрушающих методов контроля стремятся принять минимальным. Но для повышения надежности контроля объем выборки нужно увеличить. Если принятый объем выборки показывает высокое качество изделий, допускается использовать так называемые облегченные методы контроля с меньшим числом контролируемых отливок. По результатам выборочного контроля ведется анализ показателей качества, определяется комплекс мероприятий для повышения качества продукции.
Статистический анализ отдельных операции технологического процесса, состояния оборудования, качества отливок направлен на регулирование процесса в целом и на своевременное обнаружение начала нарушения процесса и ухудшения качества продукции.
Статистические методы контроля могут быть использованы в массовом производстве (реже в серийном и мелкосерийном). Для каждого типа производства размер партий отливок является определенный и зависит от типа производства, характеристики отливок и т. п.
|
