Tipuri de turnare. Metode de turnare. Metale rare și prețioase

10.05.2023

Oamenii folosesc de mulți ani capacitatea metalului topit de a umple orice cavități pentru a face diverse produse.

În zilele noastre sunt diverse metode de turnare a metalelor, care diferă unele de altele în tehnologie, deoarece pentru fiecare material este necesar să se creeze anumite condiții, astfel încât să poată umple toate cavitățile unei forme pre-preparate. Acest lucru se datorează fluidității diferite a metalelor - un parametru care caracterizează capacitatea topiturii de a se răspândi rapid.

Să luăm în considerare în detaliu ce metode de turnare a metalelor sunt utilizate în prezent în industrie și ce piese sau piese de prelucrat pot fi obținute folosindu-le.

Cele mai populare metode de turnare a metalului:

aruncarea în pământ;

Turnare la rece;

Turnare centrifuga;

Turnare cu zgură electrică;

Turnare prin injecție;

Umplere statică.

Pentru a înțelege care sunt caracteristicile fiecărei metode, să ne familiarizăm cu tehnologiile lor.

Turnarea metalelor în pământ

Acest proces a fost renumit din cele mai vechi timpuri; în zilele noastre este folosit în principal pentru producția de piese turnate unice.

Cel mai important avantaj al tehnologiei de turnare a metalului în pământ este costul scăzut, iar dezavantajul este intensitatea ridicată a muncii.

Procesul începe cu un model al viitoarei turnări care se realizează într-un atelier special; pentru aceasta se utilizează lemn și alte materiale.

Apoi amestecul de turnare este pregătit; conține pământ și alți aditivi. După aceasta, se realizează o matriță de turnare în care se toarnă topitura.

După răcire, piesa de prelucrat este îndepărtată din matriță și trimisă pentru prelucrare ulterioară; este sablata sau măcinată pentru a îndepărta complet orice pământ de turnare rămas.

Fonta este cea mai potrivită pentru o astfel de turnare, deoarece are o fluiditate excelentă; se folosesc și alte metale.

Turnarea metalului într-o matriță de răcire

Această metodă de turnare constă în faptul că o matriță (matriță), formată din două părți, dintre care una conține un miez, este conectată înainte de începerea procesului.

Metalul lichid este turnat într-o matriță, unde se răcește rapid, iar în câteva minute se obține o turnare finită care poate fi îndepărtată.

Pentru această metodă se folosesc doar acele materiale care au o fluiditate bună, în timp ce turnarea prin injecție este potrivită pentru alte tipuri.

Turnare prin injecție de metal

În acest caz, matrița este umplută cu metal sub presiune ridicată a aerului sau a pistonului. Aplicarea presiunii ajută materialul să preia chiar și cea mai complexă configurație de formă, să-și umple cele mai fine caneluri și să urmeze toate curbele.

Aceste metode de turnare a metalelor necesită matrițe deosebit de puternice, care sunt fabricate din oțel.

Turnare centrifuga

Această metodă de turnare folosește nisip sau matrițe metalice. Particularitatea este că se rotesc în jurul unei axe vertical sau orizontal în timpul procesului.

Topitura este turnată în matriță și, sub acțiunea forțelor centrifuge, își umple periferia, apoi se solidifică.

Această metodă este cea mai indicată pentru producerea de țevi, inele și elemente similare.

Turnare cu zgură electrică

Metalul lichid pentru acest tip de turnare se obtine prin retopirea electrozgura.

Ca matriță de turnare se folosește un cristalizator de cupru răcit cu apă; metalul intră în el după topire, fără a intra în contact cu aerul.

Turnare statică de metal

Aceasta este cea mai simplă metodă, în care topitura este turnată într-o matriță staționară până când este complet umplută. Apoi se intareste si se indeparteaza.

Metodele de turnare a metalelor de acest tip fac posibilă producerea de piese turnate de cea mai simplă formă.

Avantajele și dezavantajele tehnologiei de turnare a metalelor

Fabricarea produselor metalice prin turnare are avantajele și dezavantajele sale.

Avantajele includ simplitatea relativă a tehnologiei și productivitatea ridicată, precum și calitatea bună a pieselor turnate rezultate.

Dezavantaje evidente sunt: necesitatea folosirii cuptoarelor speciale de topire, intensitatea energetică mare a proceselor și imposibilitatea aplicării metodei la anumite tipuri de metal.

În ciuda acestui fapt, multe întreprinderi industriale folosesc tehnologia pentru a produce o mare varietate de piese.

În plus, recent au apărut tehnologii care permit tuturor proceselor să fie automatizate cât mai mult posibil, făcându-le mai puțin intensive în muncă.

Prezentarea echipamentelor si tehnologiilor pentru turnarea metalelor la o expozitie de specialitate

Acesta va avea loc la Targul Expocentre în primăvară.

La evenimentul internațional, expozanții din întreaga lume vor prezenta cele mai recente metode de turnare a metalelor și alte tehnologii de prelucrare, vor demonstra echipamente și unelte și vor prezenta oaspeților cele mai recente evoluții ale acestora.

Puteți comanda chiar acum bilete electronice pentru a nu rata cel mai important eveniment al anului din domeniul prelucrării metalelor.

În ultimii ani, metodele speciale de turnare au fost introduse pe scară largă în industria turnătoriei, care au o serie de avantaje în comparație cu turnarea tradițională în matrițe de nisip-argilă. Ponderea pieselor turnate produse prin metode speciale este în continuă creștere.

Metodele speciale includ turnarea: a) în matrițe metalice permanente (chill), b) centrifugă, c) sub presiune, d) în forme unice cu pereți subțiri, e) turnare cu ceară pierdută, f) turnare în crustă sau coajă, g ) turnare cu zgură electrică.

Metodele speciale de turnare fac posibilă obținerea de piese turnate de dimensiuni mai precise cu o calitate bună a suprafeței, ceea ce ajută la reducerea consumului de metal și a complexității prelucrării; crește proprietățile mecanice ale pieselor turnate și reduce pierderile din defecte; reducerea sau eliminarea semnificativă a consumului de materiale de turnare; reducerea spațiului de producție; îmbunătățirea condițiilor sanitare și igienice și creșterea productivității muncii.

Majoritatea operațiunilor cu metode speciale de turnare pot fi ușor mecanizate și automatizate.

Fezabilitatea economică a înlocuirii turnării în forme de nisip-argilă de o singură dată cu una sau alta metodă specială depinde de scara producției, de forma și dimensiunea pieselor turnate, de aliajele de turnare utilizate etc. Se determină pe baza unei analize tehnice și economice amănunțite a tuturor costurilor asociate noului proces tehnologic.

Una dintre cele mai comune este turnare chill. O matriță de răcire este o matriță metalică solidă sau despicată din fontă sau oțel.

Chill-urile sunt concepute pentru a produce un număr mare de piese turnate identice din aliaje neferoase sau fier-carbon. Durabilitatea matrițelor de răcire depinde de materialul și dimensiunea turnării și a matriței de răcire în sine, precum și de respectarea condițiilor de funcționare ale acesteia. Durabilitatea aproximativă a matrițelor din fontă este de 200.000 staniu-plumb, 150.000 zinc, 50.000 aluminiu sau 100.5000 fontă. Este indicat să folosiți forme de răcire atât în producția de masă, cât și în serie (pentru un lot de piese turnate de cel puțin 300-500 de bucăți).

Înainte de turnarea metalului, matrițele de răcire sunt încălzite la o temperatură de 100–300 °C, iar suprafețele de lucru în contact cu metalul topit sunt acoperite cu straturi de protecție. Acoperirea mărește durata de viață a matriței, previne sudarea metalului pe pereții matriței și facilitează îndepărtarea pieselor turnate. Încălzirea protejează matrița de crăpare și facilitează umplerea matriței cu metal. În timpul funcționării, temperatura necesară a matriței de răcire este menținută datorită căldurii generate de metalul turnat. După întărire, turnarea este îndepărtată prin scuturare sau folosind un împingător.

Turnarea la rece face posibilă reducerea consumului de metal pentru profituri și explozii, obținerea de piese turnate cu o precizie mai mare și finisare a suprafeței și îmbunătățirea proprietăților fizice și mecanice ale acestora. Cu toate acestea, această metodă de turnare are și dezavantaje. Răcirea rapidă a metalului îngreunează obținerea de piese turnate cu pereți subțiri de forme complexe, provocând riscul apariției suprafețelor albite, greu de prelucrat în turnările din fontă.

Turnare prin injecție- una dintre cele mai productive metode de producere a pieselor turnate cu forme precise din metale neferoase. Esența metodei este că metalul lichid sau moale umple matrița și cristalizează sub presiune excesivă, după care matrița este deschisă și turnarea este îndepărtată.

După metoda de creare a presiunii, acestea se disting: turnare sub presiune de piston și gaz, aspirație în vid, ștanțare lichidă.

Cea mai comună formare a pieselor turnate sub presiunea pistonului este la mașinile cu o cameră de compresie caldă sau rece. Aliajele utilizate pentru turnarea prin injecție trebuie să aibă o fluiditate suficientă, un interval îngust temperatură-timp de cristalizare și să nu interacționeze chimic cu materialul matriței. Pentru a produce piese turnate folosind această metodă, se utilizează zinc, magneziu, aliaje de aluminiu și aliaje pe bază de cupru (alama).

Turnarea prin injecție produce piese pentru dispozitive: tamburi de mașini de numărat, corpuri de camere și părți de caroserie cu o greutate de până la 50 kg, chiulase pentru motoare de motociclete. Piesele turnate pot produce găuri, inscripții, filete externe și interne.

Fig.5 Metode speciale de turnare

a – sub presiune; b – centrifugal.

Figura 5, a prezintă secvența obținerii unei turnări pe o mașină cu piston (cu o cameră de compresie verticală rece). Metalul topit este alimentat în porțiuni în camera de presare verticală 2. La deplasarea în jos, pistonul 1 apasă pe metal, mișcă călcâiul 4 în jos, drept urmare canalul de alimentare 3 se deschide și metalul intră în cavitatea matriță 5. După ce umpleți matrița și mențineți timp de 3-30 s pistonul și călcâiul se ridică, în timp ce călcâiul taie spruce și împinge restul de presare b. Partea mobilă a matriței 8 se deplasează spre dreapta, iar turnarea 7 este ușor îndepărtată. Cavitățile interne și găurile din piese turnate sunt realizate cu tije metalice.

Înainte de a începe lucrul, matrița este încălzită și lubrifiată. În timpul funcționării, temperatura necesară este menținută și matrița este lubrifiată periodic.

Formele sunt realizate din oțeluri de scule aliate (3Х2В8, ХВГ, Х12М etc.) și sunt supuse călirii și călirii ridicate. Costul matriței este de 3,5 ori mai mare decât costul matriței.

Durabilitatea matrițelor, în funcție de dimensiunea și forma pieselor turnate, este de 300-500 mii de piese turnate la turnarea din aliaje de zinc, 30-50 mii de piese turnate din aliaje de aluminiu, 5-20 mii de piese turnate din aliaje de cupru. Productivitatea mașinilor cu piston ajunge la 500 de piese turnate pe oră.

În condiții de producție în masă, utilizarea turnării prin injecție este justificată din punct de vedere economic, deoarece această metodă permite reducerea intensității forței de muncă a producției de piese turnate de 10,12 ori și a intensității muncii prelucrărilor mecanice de 5,8 ori.

Datorită preciziei ridicate de fabricație și asigurând proprietăți mecanice sporite ale matrițelor prin injecție, se realizează economii de până la 30-50% de metal în comparație cu turnarea în matrițe unice. Se creează posibilitatea automatizării complete a procesului.

Metoda de turnare centrifuga Este folosit în principal pentru a produce piese turnate goale, cum ar fi corpuri rotative (bucșe, carcase pentru segmente de piston, țevi, căptușeli) din aliaje neferoase și fier-carbon, precum și bimetale. Esența metodei este de a turna metal lichid într-o matriță rotativă de metal sau ceramică. Din cauza forțelor centrifuge, metalul lichid este aruncat spre pereții matriței, se întinde de-a lungul acestora și se întărește.

Având în vedere metoda de turnare, piesele turnate sunt dense, lipsite de gaze și incluziuni nemetalice, cu o structură cu granulație fină.

Turnarea centrifugală este foarte productivă (40–50 de țevi din fontă cu diametrul de 200–300 mm pot fi turnate într-o oră), face posibilă obținerea de piese turnate goale fără utilizarea de tije și piese bimetalice prin turnarea secvențială a două aliaje ( de exemplu, oțel și bronz).

Împreună cu productivitatea ridicată și simplitatea procesului, metoda de turnare centrifugală, în comparație cu turnarea în matrițe staționare de nisip-argilă și metal, oferă piese turnate de calitate superioară, aproape elimină consumul de metal pe profit și orificii și crește randamentul pieselor turnate adecvate. cu 20-60%.

Dezavantajele acestei metode includ costul ridicat al matrițelor și echipamentelor și gama limitată de piese turnate.

Turnare cu ceară pierdută (ceara pierdută). este după cum urmează. Metalul se toarnă într-o matriță ceramică de unică folosință cu pereți subțiri, realizată după modele (și de unică folosință) dintr-o compoziție model cu punct de topire scăzut. Această metodă produce piese turnate precise din orice aliaje cu o greutate de la câteva grame până la 100 kg, care nu necesită practic nicio prelucrare.

Precizia dimensională și curățenia suprafeței pieselor turnate rezultate sunt astfel încât să permită reducerea cantității de prelucrare sau eliminarea acesteia, ceea ce este deosebit de important la fabricarea pieselor din aliaje greu de prelucrat;

Tehnologia de producere a piesei turnate după modelele care se execută cuprinde următoarele etape: producerea matrițelor pentru modele; obținerea modelelor de ceară prin presarea compoziției modelului în matrițe; asamblarea unui bloc de modele pe un alimentator comun (în cazul turnărilor mici); aplicarea unui strat rezistent la foc pe suprafața unui singur model sau bloc; modele de topire din forme refractare (ceramice); calcinarea mucegaiurilor; turnarea metalului în matrițe fierbinți.

Formele despicate sunt realizate din oțel sau alte aliaje conform desenului piesei sau standardului acesteia, ținând cont de contracția masei modelului și a metalului turnat.

Compoziția modelului (de exemplu, din parafină cu adaos de cerezină, bitum de petrol, colofoniu, polietilenă) în stare de pastă este presată în loc folosind o seringă sau pe o mașină de presare.

Modelele rezultate sunt îndepărtate din matrițe și acoperite în mai multe straturi cu un strat rezistent la foc, scufundate de mai multe ori într-o compoziție de liant și stropite cu nisip de cuarț. Fiecare strat de acoperire este uscat. Înainte de acoperire, un model de piese turnate mici este asamblat în blocuri, conectându-le (lipire) la un sistem comun de deschidere, iar apoi blocul este căptușit.

Modelele sunt topite din carcase ceramice folosind aer cald sau apă fierbinte. Materialul modelului este colectat pentru reutilizare, iar matrița de turnare ceramică rezultată cu o suprafață de lucru netedă este trimisă pentru calcinare. Acesta din urmă este necesar pentru a da formei rezistență mecanică și îndepărtarea finală a materialului modelului. Forma se așează într-o cutie de oțel, acoperită cu nisip de cuarț, lăsând vasul de colectare accesibil pentru turnarea metalului și se calcinează la o temperatură de 850–900 °C.

Metalul este turnat într-o matriță fierbinte, ceea ce îmbunătățește fluiditatea metalului și face posibilă obținerea de piese turnate complexe cu pereți subțiri.

După răcire, turnarea este curățată de stratul de acoperire refractar prin suflare manuală sau cu ajutorul vibratoarelor pneumatice. În cavități și găuri, reziduurile de mucegai sunt îndepărtate prin levigare într-o soluție clocotită de sodă caustică, apoi turnarea este spălată în apă caldă cu adaos de sodă.

Separarea sistemului de gating de piese turnate se poate face pe strunguri si masini de frezat, roti abrazive vulcanite si instalatii de vibratii.

Turnarea cu ceară pierdută produce o varietate de piese turnate complexe pentru fabricarea de automobile și tractoare, fabricarea de instrumente, pentru fabricarea de piese de aeronave, palete de turbine, instrumente de tăiere și măsurare.

Costul unei tone de piese turnate produse folosind modele de ceară pierdută este mai mare decât cele produse prin alte metode și depinde de mulți factori (producția în serie a pieselor, nivelul de mecanizare și automatizare a proceselor de turnătorie și a proceselor de prelucrare a pieselor turnate).

În majoritatea cazurilor, reducerea intensității muncii de prelucrare, consumul de metal și unelte de tăiere a metalelor atunci când se folosesc piese turnate de precizie în locul pieselor forjate sau turnate obținute prin alte metode oferă un efect economic semnificativ. Cel mai mare efect este obținut la conversia la turnarea în ceară pierdută a pieselor, în structura de costuri a căror pondere este constituită din costurile de metal și frezare, în special atunci când se utilizează materiale structurale și de scule dificil de prelucrat.

Se acordă multă atenție introducerii turnării cu ceară pierdută, deoarece majoritatea operațiunilor sunt ușor mecanizate și automatizate. Prin eforturile comune ale angajaților institutelor de cercetare și fabricilor avansate, sunt create linii automate de înaltă eficiență și ateliere automatizate pentru turnarea investițiilor.

Turnarea cochiliei folosit pentru a produce piese turnate cu o greutate de până la 100 kg din fontă, oțel și metale neferoase. Formele cu pereți subțiri (grosimea peretelui 6,10 mm) sunt realizate dintr-un amestec nisip-rășină: nisip de cuarț cu granulație fină și rășină sintetică termorezistentă (3,7%). Amestecul nisip-rășină se prepară prin amestecarea nisipului și a rășinii pulbere mărunțite cu adăugarea unui solvent (metoda la rece) sau la o temperatură de 100-120 ° C (metoda la cald), în urma căreia rășina învelește (clade) boabele de nisip. Amestecul este apoi zdrobit în granule individuale acoperite cu rășină și încărcat într-un buncăr. Turnarea se realizează folosind modele metalice.

Modelul din sistemul de deschidere este fixat pe o placă sub-model, încălzit la o temperatură de 200-250 °C și se aplică un strat subțire de agent de degajare pe suprafața sa de lucru. După aceasta, gâtul buncărului este închis cu o placă de model (modelul este în interior) și rotit la 180°. Amestecul cade pe modelul încălzit, rășina se topește și după 15,25 s se formează pe model o coajă (jumătate de matriță) cu grosimea necesară. Buncărul este rotit din nou la 180 °, amestecul rămas cade în fundul buncărului, iar placa model cu o carcasă semisolidă este plasată într-un cuptor pentru întărirea finală la o temperatură de 300 - 400 ° C timp de 40 - 60 °C. s. Folosind ejectoare speciale, semi-multa poate fi îndepărtată cu ușurință de pe model.

Fixarea (asamblarea) semiformelor se realizează cu capse metalice, cleme sau adeziv cu întărire rapidă. Tijele de nisip-rășină pentru turnarea tubulară sunt produse într-un mod similar.

Pentru a le conferi o rigiditate mai mare, matritele de coajă asamblate se pun în baloane, acoperite la exterior cu împușcături de fontă sau nisip uscat și umplute cu metal.După întărirea turnării, matrița de coajă se distruge ușor.

Piesele turnate realizate în matrițe shell se remarcă prin precizie ridicată și curățenia suprafeței, ceea ce face posibilă reducerea greutății pieselor turnate cu 20-40% și complexitatea prelucrării lor cu 40-60%. În comparație cu turnarea în matrițe de nisip-argilă, intensitatea muncii la fabricarea pieselor turnate este redusă de câteva ori. Această metodă produce piese critice ale mașinii - arbori cotiți și cu came, biele, cilindri cu nervuri etc. Procesele de fabricație a carcasei sunt ușor de automatizat.

În ciuda costului mai mare al amestecului nisip-rășină în comparație cu amestecul nisip-argilă, se obține un efect economic semnificativ cu producția în masă și în serie de piese turnate.

Turnarea în carcasă este utilizată pentru a produce piese în principal din aliaje pe bază de fier (fontă, carbon și oțel inoxidabil), precum și din cupru și aliaje speciale.

La Uzina de motociclete din Kiev, cilindrii cu nervuri sunt turnați din fontă modificată cu crom-nichel; la Uzina de automobile Gorki, arborii cotiți sunt fabricați din fontă de înaltă rezistență în matrițe de cochilie.

3. Producerea produselor prin presiune

PRELUCRAREA METALELOR CU PRESIUNE - formarea materialelor metalice prin mijloace mecanice fără îndepărtarea așchiilor.

Formarea metalului este un grup de procese tehnologice în urma cărora forma unei piese de prelucrat metalice este schimbată fără a încălca continuitatea acesteia din cauza deplasării relative a părților sale individuale, adică prin deformare plastică. Principalele tipuri de O. M. D.: laminare, presare, trefilare, forjare și ștanțare. O.M.D. este, de asemenea, utilizat pentru a îmbunătăți calitatea suprafeței.

Introducerea proceselor tehnologice bazate pe O.M.D., în comparație cu alte tipuri de prelucrare a metalelor (turnare, tăiere), este în continuă expansiune, ceea ce se explică prin scăderea pierderilor de metal și posibilitatea asigurării unui nivel ridicat de mecanizare și automatizare a proceselor tehnologice. .

O.M.D. poate realiza produse cu secțiune transversală constantă sau în schimbare periodică (laminare, tragere, presare) și produse în bucată de diverse forme (forjare, ștanțare), corespunzătoare ca formă și dimensiune pieselor finite sau ușor diferite de acestea. Produsele bucăți sunt de obicei prelucrate prin tăiere. Volumul de metal îndepărtat depinde de gradul de aproximare a formei și dimensiunilor forjarii sau ștanțarii la forma și dimensiunile piesei finite. În unele cazuri, O.M.D. produce produse care nu necesită tăiere (șuruburi, șuruburi și majoritatea produselor de ștanțare din tablă).

Împreună cu formarea, tratamentul sub presiune poate îmbunătăți calitatea și proprietățile mecanice ale metalului. Prelucrarea sub presiune a metalelor se realizează fie în stare „caldă” (încălzită) fie „rece” (corespunzător temperaturii camerei). La formarea multor metale și aliaje, procesul este mai întâi prelucrat la cald pentru a profita de ductilitatea crescută a materialului încălzit, urmat de un proces final la rece pentru a obține o calitate ridicată a suprafeței și dimensiuni precise. Metode de bază de formare a metalelor- forjare, ștanțare, laminare, presare.

Forjare și ștanțare. Forjarea manuală a fost din punct de vedere istoric prima metodă de prelucrare prin schimbarea formei a metalelor încă folosită. Primul ciocan de abur, care a apărut în 1843, a deformat metalul prin forța unei sarcini în cădere, iar aburul a servit la ridicarea acestuia din urmă. În urma acestui ciocan cu o singură acțiune, în 1888 a apărut un ciocan cu dublă acțiune, a cărui „femeie” superioară, atunci când se mișcă în jos, este accelerată suplimentar de puterea aburului. Forjarea și forjarea cu matriță se pot face cu un ciocan sau o presă. Forjarea poate fi gratuită și în matrițe. Matrițele de ștanțare volumetrice pentru presele cu ciocan și ștanțare la cald sunt formate dintr-o parte superioară (fixată pe capul superior al ciocanului sau presei) și părți inferioare, pe suprafețele de contact ale cărora există fluxuri pentru modelarea secvențială a produselor. Matricele pentru ștanțarea foii (tăiere, perforare, îndoire etc.) sunt formate din două părți principale - o matrice și un poanson incluse în ea, iar uneori aceeași parte a ștampilei servește atât ca perforator, cât și ca matrice.

Rulare. Reducerea prin laminare este cel mai comun proces de formare a metalelor. Deși „părintele” metodelor moderne de laminare este considerat a fi G. Cort, a cărui primă laminare datează din aproximativ 1783, documentele istorice indică faptul că aurul și argintul pentru monedă au fost laminate în foi în Franța încă din 1753. Există multe diferite tipuri de laminoare, dar în aproape toate astfel de instalații, compresia este efectuată de două role care se rotesc una spre alta. Rolele apucă piesa de prelucrat și aceasta iese din ele, scăzând în grosime și crescând în lungime. Lărgirea laterală sau transversală rezultată este în majoritatea cazurilor nesemnificativă. Denumirile unui laminor indică de obicei tipul de produs produs: înflorit, placă, foaie, bandă, placă. După temperatura metalului laminat, se disting laminoare la cald și la rece.

Presare. Multe metale și aliaje sunt atât de plastice la temperaturi ridicate încât pot fi stoarse sub presiune printr-un orificiu al matricei, precum pasta de dinți dintr-un tub. Această metodă de presare prin extrudare, sau extrudare, poate produce produse cu secțiuni transversale complexe. Extrudarea produce, de exemplu, tije, țevi, produse modelate și cabluri învelite cu plumb. Apăsarea fără expirare este utilizată, în special, pentru a efectua operațiuni de embotire adâncă - transformarea unei piese de prelucrat plată într-un manșon.

Firmware. Operația de perforare este utilizată la fabricarea țevilor fără sudură din semifabricate cilindrice turnate și tije extrudate. Piesa de prelucrat încălzită este capturată de două role oblice (conice) ale morii de perforare, care se rotesc una spre alta, și este împinsă în timpul rulării elicoidale transversale (helicoidale) pe un dorn fixat la mijloc între role. Dintre diferitele dispozitive pentru producția de țevi fără sudură, cel mai faimos este moara de piercing Mannesmann. Nu toate metalele și aliajele pot fi perforate, dar oțelul, cuprul și unele aliaje pe bază de cupru sunt suficient de ductile pentru o astfel de prelucrare, care necesită o deformare foarte mare.

Desen. Tije și sârmă. Diametrul tijei obținute prin extrudare sau laminare poate fi redus trăgând-o prin orificiul planșei de desen (lupi, sau matrice). Prin tragere printr-o serie de matrițe cu găuri succesiv mai mici, se poate obține o tijă de diametru mic. În același mod, sârma poate fi obținută dintr-o bară de cel mai mic diametru. Sertizarea sârmei, în special a sârmei foarte subțiri, se face adesea prin tragerea lui continuă printr-o serie de matrițe, al căror număr poate ajunge la 12.

Conducte. Desenarea țevii este de obicei folosită pentru a reduce diametrul exterior al unei țevi sau grosimea peretelui acesteia, sau ambele. Trefilarea la rece oferă o suprafață netedă a țevii, dimensiuni precise și proprietăți mecanice îmbunătățite. O astfel de „reducere” la calibrarea țevilor se realizează prin tragere printr-o matriță cu o gaură ușor redusă, în centrul căreia este fixat un dorn. Reducerea grosimii peretelui conductei este determinată de diametrul dornului.

extrudare. Metalul subțire este format prin extrudare pe un strung, apăsându-l pe un dorn rotativ. Această metodă este potrivită numai pentru fabricarea de produse simetrice cu o secțiune transversală circulară. Pentru a extruda produse cu diametru variabil de-a lungul axei, sunt necesare dornuri pliabile care permit îndepărtarea produsului finit.

4. Fabricarea rosturilor permanente

Sudare automată cu arc scufundat. Esența procesului este că arcul de sudură 2 arde între firul de electrod 1 și produsul sudat 9 sub un strat de flux liber 6. Căldura arcului topește metalul de bază, firul de sudură și fluxul. Sârma este introdusă mecanic în zona de ardere a arcului, iar mașina, folosind un motor electric, se deplasează de-a lungul marginilor de sudat; acest proces de sudare se numește automat; dacă numai alimentarea sârmei este mecanizată, atunci aceasta este sudarea cu arc submers mecanizat. La topire, fluxul formează o bulă de gaz flux 3 și zgură lichidă 5. Metalul topit 4 cristalizează în timpul procesului de răcire pentru a forma o sudură 8. Aproape simultan cu cristalizarea metalului topit, fluxul topit - zgura lichidă - se întărește, formând o crustă de zgură 7 (Fig. 1). Presiunea din bula de gaz este de 5-9 g/cm3 (0,5-0,9 kPa). Dacă arcul se declanșează în timpul procesului de sudare, aceasta indică un strat de flux insuficient. Varietățile de sudare cu arc scufundat sunt prezentate în Fig. 2, cu acest tip de sudare se realizează o productivitate ridicată a muncii și se asigură o sudură de rezistență egală cu metalul de bază.

Orez. 1. Diagrama procesului de sudare automată cu arc scufundat:

1 - electrod, 2 - arc de sudare, 3 - bule de gaz de flux, 4 - metal topit, 5 - zgură lichidă, 6 - flux, 7 - crustă de zgură, 8 - sudare, 9 - produs de sudat

Orez. 2. Tipuri de sudare cu arc scufundat:

a - cu un singur arc, b - cu un singur arc cu un electrod divizat, c - cu două arcuri, d - cu trei faze;

1 - produs de sudat, 2 - flux, 3 - fire de sudură care furnizează curent de sudare de la sursa de alimentare la arcul de sudare, 4 - electrod

Sudarea cu zgură electrică. Esența procesului este următoarea. În perioada inițială, are loc un arc de sudare sub arc scufundat; din cauza căldurii arcului, fluxul se topește și se formează zgură conductoare electric, care trebuie să aibă o rezistență ohmică semnificativă. Arcul de sudare, după topirea fluxului cu formarea de zgură conductoare electric, se estompează - este șuntat, iar curentul, care trece prin zgura topită conducătoare electric, eliberează o astfel de cantitate de căldură care este suficientă pentru a topi porțiunea ulterioară de fluxul, metalul de bază și sârma. Metalul topit al bazinului de sudură, cristalizând, formează o sudură (Fig. 3, b).

Orez. 3. Diagrama sudării cu zgură electrică:

1 - electrod, 2 - metal de sudat, 3 - flux topit - zgură conductoare de electricitate, 4 - metal topit, 5 - lame de cupru, 6 - alimentare cu apă pentru răcirea lamelor, 7 - sudare, 8 - flux; Vw - viteza de sudare

În practică, acest proces (Fig. 3, a) are loc între marginile metalului de bază 2, care sunt situate vertical cu un spațiu mare. Pentru a forma o cusătură, adică pentru a ține metalul topit al bazinului de sudură, glisoare de cupru 5, răcite cu apă, sunt instalate pe ambele părți ale îmbinării. Sârma de electrod 1 este introdusă în zona de sudare, care se află sub un strat de flux 8 și excită arderea arcului de sudare.

Avantajele acestui tip de sudare:

capacitatea de a suda metal gros într-o singură trecere;

nu este nevoie să îndepărtați zgura și să reglați modul de sudare pentru a efectua o trecere ulterioară, așa cum se face cu alte tipuri de sudare;

capacitatea de a efectua suduri fără margini de tăiere și eliminarea stropilor de metal;

capacitatea de a utiliza un număr aproape nelimitat de electrozi (sârme) pentru sudare;

eliminarea tratamentului termic al sudurii la sudarea oțelurilor predispuse la formarea de fisuri de contracție;

productivitate ridicată și economie de flux.

Dezavantajele acestui tip de sudare:

posibilitate de sudare a metalului cu o grosime de minim 16 mm;

sudarea este practic posibilă numai în poziție verticală;

formarea de structuri nefavorabile este posibilă datorită tratamentului termic al cusăturii și zonei afectate de căldură.

În funcție de tipul de electrod, sudarea cu zgură electrică este împărțită în sudare cu un electrod de sârmă, un electrod cu placă și o duză consumabilă; prin prezenta vibratiilor electrozilor - fara vibratii si cu vibratii electrozilor; prin numărul de electrozi cu o sursă comună de curent de sudare - un singur electrod, doi electrozi și multi-electrod.

Sudarea cu fascicul de electroni. Acest tip de sudare se realizeaza in camere cu un vid de pana la 10-4-10-6 mm Hg. Artă. Pa. Căldura este generată prin bombardarea suprafeței metalice cu electroni de mare viteză; anodul este partea care se sudează, iar catodul este spirala de tungsten.

Sudarea cu fascicul de electroni se poate realiza fără oscilație și cu oscilația fasciculului de electroni. Pe baza direcției de vibrație, sudarea cu fascicul de electroni se distinge prin vibrații longitudinale, transversale, verticale și complexe ale fasciculului de electroni.

Sudarea cu gaz se bazează pe topirea metalelor sudate și de adaos cu o flacără de gaz oxigen la temperatură înaltă. Acetilena, hidrogenul, amestecul propan-butan, vaporii de kerosen, benzină, oraș, naturale, iluminat, ulei, cocs și alte gaze sunt folosite drept combustibil pentru arderea oxigenului.

Sudare usoaraÎn funcție de tipul sursei de lumină, aceasta este împărțită în surse de lumină solară, laser și artificială. În practică, până acum se folosește în principal doar sudarea cu laser. Acest tip de sudare se bazează pe utilizarea unui fascicul de lumină special care topește metalul. Sistemele laser sunt folosite pentru a produce un fascicul de lumină puternic.

Sudarea cu termita constă în faptul că piesele de sudat sunt așezate într-o matriță refractară, iar termita, un amestec pulverulent de aluminiu cu solzi de fier, se toarnă într-un creuzet instalat deasupra. Când termita arde, se dezvoltă o temperatură ridicată (mai mult de 2000ºC), se formează metal lichid care, la umplerea matriței, topește marginile produselor sudate și umple golul, formând o sudură.

sudura prin contact. La acest tip de sudare, îmbinarea este încălzită și topită de căldura generată atunci când un curent electric trece prin locurile de contact ale pieselor sudate; atunci când se aplică o forță de compresiune în acest loc, se formează o îmbinare sudată. După forma îmbinării sudate, se disting sudura prin punct, cusătură, cap la cap, relief, contact cusătură-cap la cap și sudarea prin metoda Ignatiev. Sudarea în puncte, la rândul său, este împărțită în unul, două și multi-punct.

Sudarea cap la capÎn funcție de natura procesului, acesta este împărțit în sudare cu intermitent și continuu și sudare prin rezistență. Sudarea prin rezistență se poate realiza cu curent continuu, alternativ și pulsatoriu. În funcție de tipul sursei de energie, sudarea prin rezistență se împarte în condensator, baterie, energie acumulată într-un câmp magnetic și într-un sistem motor-generator.

Sudarea prin difuzie se realizează datorită difuzării reciproce a atomilor părților în contact sub expunere relativ lungă la temperatură ridicată și deformare plastică ușoară.

Sudare prin presa de gaz se bazează pe încălzirea capetelor tijelor sau țevilor de-a lungul întregii circumferințe cu arzătoare cu flacără multiplă până la starea plastică sau topirea și comprimarea ulterioară a tijelor prin forță externă.

Sudarea cu ultrasunete se bazează pe efectul combinat al vibrațiilor mecanice de frecvență ultrasonică și al forțelor mici de compresiune asupra pieselor sudate.

Sudarea prin frecare. Când una dintre tije se rotește și capătul său intră în contact cu capătul tijei fixe, capetele tijelor sunt încălzite și sudate cu aplicarea unei forțe axiale.

Sudarea la rece bazat pe capacitatea cristalelor metalice de a crește împreună sub presiune semnificativă.

Sudare prin presa prin inducție. Acest tip de sudare se bazează pe încălzirea capetelor tijelor sau țevilor îmbinate la o stare plastică cu curenți de înaltă frecvență, urmată de aplicarea unor forțe axiale pentru a obține o legătură permanentă.

5. Tehnologii de prelucrare a metalelor

Majoritatea pieselor mașinii sunt fabricate prin tăiere. Semifabricatele unor astfel de piese sunt produse laminate, piese turnate, forjate, matrițe etc.

Procesul de prelucrare a pieselor prin așchiere se bazează pe formarea de noi suprafețe prin deformare și separarea ulterioară a straturilor de suprafață ale materialului cu formarea de așchii. Acea parte a metalului care este îndepărtată în timpul procesării se numește alocație. Sau, altfel spus, o alocație este un strat în exces (peste dimensiunea desenului) al piesei de prelucrat lăsat pentru îndepărtare de către o unealtă de tăiere în timpul operațiunilor de tăiere.

După îndepărtarea adaosului pe mașinile de tăiat metal, piesa de prelucrat capătă forma și dimensiunile corespunzătoare desenului de lucru al piesei. Pentru a reduce intensitatea forței de muncă și costul de fabricație a unei piese, precum și pentru a economisi metalul, dimensiunea alocației ar trebui să fie minimă, dar în același timp suficientă pentru a obține o piesă de bună calitate și cu rugozitatea de suprafață necesară.

În ingineria mecanică modernă există tendința de a reduce volumul de tăiere a metalului prin creșterea preciziei pieselor originale.

Metode de bază de tăiere a metalelor.În funcție de natura lucrărilor efectuate și de tipul sculei de tăiere, se disting următoarele metode de tăiere a metalelor: strunjire, frezare, găurire, frezare, dăltuire, broșare, alezare etc. (Fig. 12).

Cotitură- operarea corpurilor de prelucrare de revolutie, suprafete elicoidale si spiralate prin taiere cu freze pe strung. La răsucire (Fig. 12.1), piesa de prelucrat primește o mișcare de rotație (mișcare principală), iar sculei de tăiere (cutter) o mișcare de translație lentă în direcția longitudinală sau transversală (mișcare de avans).

Frezarea- un proces performant si larg raspandit de prelucrare a materialelor prin aschiere, realizat la masini de frezat. Mișcarea principală (de rotație) este primită de tăietor, iar mișcarea de avans pe direcția longitudinală este recepționată de piesa de prelucrat (Fig. 12.2).

foraj- operatia de taiere a unui material pentru a produce o gaura. Instrumentul de tăiere este un burghiu, care efectuează o mișcare de rotație (mișcare principală) de tăiere și o mișcare de avans axială. Găurirea se face pe mașini de găurit (Fig. 12.3).

Rindeluirea- o metodă de prelucrare prin tăiere plane sau suprafețe riglate. Mișcarea principală (în linie dreaptă alternativă) este efectuată de freza curbată, iar mișcarea de avans (în linie dreaptă, perpendiculară pe mișcarea principală, intermitentă) este realizată de piesa de prelucrat. Rindeaua se realizează pe mașini de rindeluit (Fig. 12.4).

Dăltuire- o metodă de prelucrare a planelor sau a suprafețelor modelate cu un tăietor. Mișcarea principală (rectilinie alternativă) este efectuată de tăietor, iar mișcarea de avans (rectilie, perpendiculară pe mișcarea principală, intermitentă) este realizată de piesa de prelucrat. Slotarea se efectuează pe mașini de crestat (Fig. 12.5).

măcinare- procesul de finisare și prelucrare de finisare a pieselor de mașini și unelte prin îndepărtarea de pe suprafața acestora a unui strat subțire de metal cu roți de șlefuit, pe suprafața căruia se află granule abrazive.

Mișcarea principală este de rotație, care este efectuată de roata de șlefuit. În timpul șlefuirii cilindrice (Fig. 12.6), piesa de prelucrat se rotește în același timp. În șlefuirea plată, avansarea longitudinală este de obicei efectuată de piesa de prelucrat, iar avansarea transversală este efectuată de discul de rectificat sau piesa de prelucrat (Fig. 12.7).

Ajungând- un proces în care productivitatea este de câteva ori mai mare decât cea a rindelui și chiar a frezării. Mișcarea principală este liniară și mai rar de rotație (Fig. 12.8).

În fabricarea pieselor din materiale greu de tăiat, tăierea ocupă un loc din ce în ce mai important. metode de prelucrare electrică și chimică. Acest lucru se explică prin proprietățile fizice și mecanice speciale ale acestor materiale, în primul rând rezistența și duritatea ridicată, atingând sau chiar depășind acești indicatori în materialele de scule moderne, ceea ce face imposibilă în unele cazuri utilizarea eficientă a metodei convenționale de tăiere. În plus, metodele electrice și chimice fac posibilă producerea de suprafețe de forme complexe, oferă o precizie mai mare de prelucrare și o calitate a suprafeței, ceea ce îmbunătățește caracteristicile de performanță ale pieselor fabricate.

În fabricarea instrumentelor, metodele de procesare electron-ion (elionica), adică utilizarea fasciculelor de electroni și ioni pentru fabricarea de circuite integrate și dispozitive semiconductoare, sunt de o importanță deosebită. Difracția electronilor face posibilă obținerea de structuri de dimensiuni submicroscopice.

Electric se numesc metode de procesare care folosesc energia electrica direct in scopuri tehnologice prin furnizarea acesteia in zona de procesare fara conversie intermediara in alte tipuri de energie. Conversia energiei electrice într-un alt tip de energie (termică, chimică etc.) are loc direct în materialul care este prelucrat. În conformitate cu aceasta, metodele de prelucrare electrică sunt împărțite în

electrotermic, folosind predominant efectul termic al curentului electric

electrochimic, folosind acțiunea sa chimică,

electroerozive, folosind acțiunea erozivă a curentului,

electromecanice folosind acţiunea sa mecanică.

Prelucrarea electrochimică (ECM) se realizează folosind curent continuu de joasă tensiune într-un mediu de lichide conductoare în mișcare - electroliți. Îndepărtarea materialului stratului îndepărtat are loc datorită dizolvării sale anodice, adică conversiei energiei electrice în energia legăturilor chimice; Ca rezultat, materialul stratului îndepărtat este transformat în compuși chimici care pot fi îndepărtați cu ușurință din zona de tratament.

Prelucrarea cu descărcare electrică (EDM) se realizează prin intermediul unei descărcări electrice de gaz pulsate, provocând distrugerea erozivă a materialului stratului îndepărtat.

Prelucrarea electromecanica (EMM) foloseste actiunea mecanica a curentului electric; Astfel, prelucrarea electrohidraulică folosește acțiunea undelor de șoc apărute ca urmare a defalcării în impulsuri a unui mediu lichid, formarea electromagnetică utilizează formarea în impulsuri prin interacțiunea curentului magnetic al conductorului cu câmpul magnetic indus în piesa de prelucrat.

Metodele de procesare a fasciculului (JIMO) se bazează pe utilizarea unui fascicul focalizat cu densitate mare de energie pentru a îndepărta materialul; Îndepărtarea materialului are loc prin evaporare datorită conversiei energiei electrice direct în căldură.

Metodele de prelucrare chimică sunt cele care utilizează energia chimică direct în scopuri tehnologice; în acest caz, prelucrarea piesei, adică îndepărtarea unui anumit strat de metal, se realizează într-un mediu activ din punct de vedere chimic. Aceasta include, de exemplu, măcinarea chimică.

Se numesc metode chimice de prelucrare a materialelor în care îndepărtarea unui strat de material are loc din cauza reacțiilor chimice din zona de prelucrare. Avantajele metodelor de prelucrare chimică:

a) productivitate ridicată, asigurată de viteze de reacție relativ mari, în primul rând absența dependenței productivității de mărimea suprafeței tratate și de forma acesteia;

b) capacitatea de a prelucra materiale deosebit de dure sau vâscoase;

c) efecte mecanice și termice extrem de scăzute în timpul prelucrării, ceea ce face posibilă prelucrarea pieselor cu rigiditate scăzută cu precizie și calitate a suprafeței suficient de ridicate.

Gravarea dimensională profundă (frezarea chimică) este cea mai comună metodă de procesare chimică. Este recomandabil să folosiți această metodă pentru prelucrarea suprafețelor de forme complexe pe piese cu pereți subțiri, obținerea de piese tubulare sau foi cu o schimbare lină a grosimii pe lungime, precum și la prelucrarea unui număr semnificativ de piese mici sau de piese rotunde cu mari dimensiuni. ; numărul de zone tratate (perforarea suprafețelor țevilor cilindrice). Prin îndepărtarea locală a materialului în exces în zonele descărcate sau ușor încărcate prin această metodă, greutatea totală a aeronavelor și a rachetelor poate fi redusă fără a compromite rezistența și rigiditatea acestora. În SUA, utilizarea frezării chimice a făcut posibilă reducerea greutății unei aripi de bombardier supersonic cu 270 kg. Această metodă vă permite să creați noi elemente structurale, de exemplu foile 1 de grosime variabilă. Frezarea chimică este utilizată și la fabricarea circuitelor imprimate ale echipamentelor electronice. În acest caz, dintr-un panou din material izolator, acoperit pe una sau ambele fețe cu folie de cupru, zonele specificate de circuit sunt îndepărtate prin gravare.

Productivitatea măcinarii chimice este determinată de rata de îndepărtare a materialului în profunzime. Rata de gravare crește odată cu creșterea temperaturii soluției cu aproximativ 50-60% pentru fiecare 10 ° C și depinde, de asemenea, de tipul soluției, concentrația și puritatea acesteia. Soluția poate fi agitată în timpul procesului de gravare folosind aer comprimat. Procesul de gravare este determinat de o reacție exotermă, astfel că alimentarea cu aer comprimat îl răcește oarecum, dar practic temperatura constantă este asigurată prin plasarea serpentinelor de apă în baie.

Gravarea prin imersare are o serie de dezavantaje - utilizarea muncii manuale, defalcarea parțială a foliilor de protecție pe suprafețele netratate. Atunci când se prelucrează un număr de piese, metoda de gravare cu jet, în care alcalii sunt furnizate prin duze, este mai promițătoare.

Un mijloc de creștere a productivității măcinarii chimice este utilizarea vibrațiilor ultrasonice cu o frecvență de 15-40 kHz; în acest caz, productivitatea procesării crește de 1,5-2,5 ori - până la 10 mm/h. Procesul de prelucrare chimică este, de asemenea, accelerat semnificativ de radiația infraroșie vizată. În aceste condiții, nu este nevoie să se aplice acoperiri de protecție, deoarece metalul este supus unei încălziri puternice de-a lungul unui circuit de încălzire dat, iar zonele rămase, fiind reci, practic nu se dizolvă.

Metodele combinate de tăiere folosesc pentru îndepărtarea unui anumit strat de metal prin expunerea simultană la mai multe fenomene care diferă prin natura lor fizică sau prin combinarea diferitelor metode de furnizare a energiei. Exemple de metode de prelucrare combinate sunt metodele de prelucrare discutate mai sus, bazate pe efecte termomecanice - taiere cu incalzire a pieselor de prelucrat; metode de prelucrare bazate pe efecte mecanice și chimice simultane asupra stratului tăiat, de exemplu prelucrarea mecanică cu alimentarea cu fluide de tăiere active în zona de tăiere. Aceasta o include și pe cea discutată mai jos. contact electric prelucrare (ECO), care se realizează prin îndepărtarea materialului stratului tăiat ca urmare a unei combinații de influențe electrotermice, electroerozive și mecanice. Un alt exemplu este anodic-mecanic prelucrare (AMO) - folosește efecte electrochimice, electroerozive și mecanice asupra piesei de prelucrat. În prezent, metoda de prelucrare anodic-mecanică a materialelor greu de tăiat cu aplicarea vibrațiilor de frecvențe joase și ultrasonice, metoda de găurire prin vibrații cu introducerea de curent continuu în zona de tăiere, descărcare electrică și prelucrare electrochimică cu ultrasunete. se dezvoltă vibraţiile electrodului.

Turnatoria este procesul de producere a produselor modelate (piese turnate) prin turnarea metalului topit într-o matriță goală care reproduce forma și dimensiunile piesei viitoare. După ce metalul se întărește în matriță, se obține o turnare - o piesă de prelucrat sau piesă. Piesele turnate sunt utilizate pe scară largă în inginerie mecanică, metalurgie și construcții.

Cu toată varietatea tehnicilor de turnare care s-au dezvoltat pe o perioadă lungă de dezvoltare a tehnologiei sale, schema fundamentală a procesului de turnare a rămas practic neschimbată de-a lungul a peste 70 de secole de dezvoltare și include patru etape principale: topirea metalului, realizarea o matriță, turnând metal lichid în matriță, îndepărtând turnarea solidificată din formă.

Metodele speciale includ turnarea:

a) în forme metalice permanente (chill),

b) centrifugă,

c) sub presiune,

d) în forme unice cu pereți subțiri,

e) conform modelelor de ceară pierdută,

e) corticală, sau înveliș,

g) turnare electrozgură.

Una dintre cele mai comune este turnarea la rece. O matriță de răcire este o matriță metalică solidă sau despicată din fontă sau oțel.

Înainte de turnarea metalului, matrițele de răcire sunt încălzite la o temperatură de 100...300°C, iar suprafețele de lucru în contact cu metalul topit sunt acoperite cu straturi de protecție. Acoperirea mărește durata de viață a matriței, previne sudarea metalului pe pereții matriței și facilitează îndepărtarea pieselor turnate. Încălzirea protejează matrița de crăpare și facilitează umplerea matriței cu metal. În timpul funcționării, temperatura necesară a matriței de răcire este menținută datorită căldurii generate de metalul turnat. După întărire, turnarea este îndepărtată prin scuturare sau cu ajutorul unui împingător.

Turnarea sub presiune este una dintre cele mai productive metode de producere a piesei turnate de precizie din metale neferoase. Esența metodei este că metalul lichid sau moale umple matrița și cristalizează sub presiune excesivă, după care matrița este deschisă și turnarea este îndepărtată.

După metoda de creare a presiunii, acestea se disting: turnare sub presiune de piston și gaz, aspirație în vid, ștanțare lichidă.

Cea mai comună formare a pieselor turnate sub presiunea pistonului este la mașinile cu o cameră de compresie caldă sau rece. Aliajele utilizate pentru turnarea prin injecție trebuie să aibă o fluiditate suficientă, un interval îngust temperatură-timp de cristalizare și să nu interacționeze chimic cu materialul matriței. Pentru a produce piese turnate folosind metoda în cauză, se folosesc aliaje de zinc, magneziu, aluminiu și aliaje pe bază de cupru (alama) (Fig. 1).

Orez. 1 - Metode speciale de turnare: a - sub presiune; b - centrifugal

Metoda de turnare centrifugală este utilizată în principal pentru a produce piese turnate goale, cum ar fi corpuri rotative (bucșe, carcase pentru segmente de piston, țevi, căptușeli) din aliaje neferoase și fier-carbon, precum și bimetale. Esența metodei este de a turna metal lichid într-o matriță rotativă de metal sau ceramică. Din cauza forțelor centrifuge, metalul lichid este aruncat spre pereții matriței, se întinde de-a lungul acestora și se întărește.

Pe mașinile cu axă de rotație orizontală sunt turnate țevile și manșoanele lungi, bucșele scurte și coroanele de diametru mare sunt turnate pe mașinile cu axa verticală de rotație.

Turnarea cu ceară pierdută (ceara pierdută) constă în următoarele. Metalul se toarnă într-o matriță ceramică de unică folosință cu pereți subțiri, realizată după modele (și de unică folosință) dintr-o compoziție model cu punct de topire scăzut. Această metodă produce piese turnate precise, practic fără prelucrare, din orice aliaj cu o greutate de la câteva grame la 100 kg.

Costul pentru 1 tonă de piese turnate produse folosind modele de ceară pierdută este mai mare decât cele produse prin alte metode și depinde de mulți factori (producția în serie de piese, nivelul de mecanizare și automatizare a proceselor de turnătorie și a proceselor de prelucrare a pieselor turnate).

Turnarea cu matriță în cochilie este utilizată pentru a produce piese turnate cu o greutate de până la 100 kg din fontă, oțel și metale neferoase.

Formele cu pereți subțiri (grosimea peretelui 6...10 mm) sunt realizate dintr-un amestec nisip-rășină: nisip de cuarț cu granulație fină și rășină sintetică termorezistentă (3...7%). Amestecul nisip-rășină se prepară prin amestecarea nisipului și rășinii pulbere mărunțite cu adăugarea unui solvent (metoda la rece) sau la o temperatură de 100... 120 ° C (metoda la cald), în urma căreia rășina învelește ( clade) boabele de nisip. Amestecul este apoi zdrobit în granule individuale acoperite cu rășină și încărcat într-un buncăr. Turnarea se realizează folosind modele metalice.

Modelul din sistemul de gating este fixat pe o placă sub-model, încălzit la o temperatură de 200...250 °C și pe suprafața de lucru este aplicat un strat subțire de agent de degajare. După aceasta, gâtul buncărului este închis cu o placă de model (modelul este în interior) și rotit la 180°. Amestecul cade pe modelul încălzit, rășina se îndreaptă și după 15...25 s se formează pe model o coajă (jumătate de matriță) cu grosimea necesară. Buncărul este din nou rotit la 180°, amestecul rămas cade pe fundul buncărului, iar placa model cu o înveliș semisolidă este introdusă într-un cuptor pentru întărirea finală la o temperatură de 300...400 "C timp de 40°C. ...60 s. Cu ajutorul ejectoarelor speciale se formează semi-multa Se demontează cu ușurință de pe model.

Fixarea (asamblarea) semiformelor se realizează cu capse metalice, cleme sau adeziv cu întărire rapidă. Tijele de nisip-rășină pentru turnarea tubulară sunt produse într-un mod similar.

Pentru a le conferi o rigiditate mai mare, matrițele de coajă asamblate sunt așezate în baloane, acoperite la exterior cu împușcături de fontă sau nisip uscat și umplute cu metal. După ce turnarea se întărește, matrița de coajă este ușor distrusă.

Piesele turnate realizate în matrițe de cochilie se remarcă prin precizie ridicată și curățenia suprafeței, ceea ce permite reducerea greutății pieselor turnate cu 20...40% și a complexității prelucrării acestora cu 40...60%. În comparație cu turnarea în matrițe de nisip-argilă, intensitatea muncii la fabricarea pieselor turnate este redusă de câteva ori. Această metodă produce piese critice ale mașinii - arbori cotiți și cu came, biele, cilindri cu nervuri etc. Procesele de fabricație Shell sunt ușor de automatizat.

Printre metodele speciale de turnare, turnarea cu matrițe metalice, turnarea centrifugală, turnarea prin injecție, turnarea cu investiții de precizie, turnarea prin aspirație în vid și turnarea cu matriță în carcasă sunt în prezent comune.

Îmbunătățirea și introducerea unor tipuri speciale de turnare face posibilă obținerea de piese turnate atât de apropiate de forma finală a produsului, încât prelucrarea mecanică poate fi limitată doar la finisare și șlefuire.

Turnare în matrițe metalice (turnare la rece)

La turnarea în matrițe metalice, se obțin piese turnate cu proprietăți mecanice bune datorită structurii cu granulație fină a metalului datorită răcirii rapide. Piesele turnate au contururi destul de precise, care nu necesită aproape nicio prelucrare, iar dacă includ o alocație pentru prelucrare, aceasta este de câteva ori mai mică decât la turnarea în nisip. La turnarea în matrițe metalice, managementul terenului, baloanele și cuptoarele de uscare sunt eliminate, iar condițiile de lucru devin mai igienice (fără praf din solul de turnare). Datorită masivității matriței metalice, greutatea pieselor turnate este limitată.

In prezent se folosesc cu succes masini automate de turnare, in care inchiderea si deschiderea matritei metalice este mecanizata. Îndepărtarea gazelor din matrițele etanșe la gaz se realizează prin orificii de aerisire, prin fante triunghiulare și canale de filet de ventilație în planul despărțirii matriței, care au o secțiune transversală suficientă pentru evacuarea gazelor, dar nu suficientă pentru scurgerea metalului.

Materialul pentru realizarea unei matrițe metalice se ia în funcție de aliajul turnat în ea; De obicei se folosește fontă cenușie, mai rar oțel cu emisii scăzute de carbon. Temperatura matriței înainte de turnare trebuie să fie de cel puțin 200 o C pentru oțel; pentru fontă - 200-300 o C; pentru aliaje de aluminiu - 250-350 o C; pentru aliaje de cupru - 150-200 o C (pentru turnate masive - 120-150 o C).

Pentru a le prelungi durata de viață, matrițele sunt lubrifiate cu unul dintre următoarele materiale refractare: SiO 2 (făină de cuarț sau marshalit), MgO (magnezit), Al 2 O 3 (alumină, argilă refractară sau bentonită). FeO · Cr 2 O 3 (minereu de crom de fier). Liantul în acest caz este de obicei din sticlă lichidă.

Înainte de turnarea aliajelor de cupru, matrița metalică nu este acoperită, ci vopsită cu o vopsea specială din ulei fiert cu grafit (4%) sau pur și simplu ulei lubrifiant cu parafină (50% fiecare), etc. Pentru aliajele de aluminiu, matrițele sunt lubrifiate. cu o compoziție de 30 g de oxid de zinc și 30 g de sticlă lichidă la 1 litru de apă sau 200 g de cretă și 30 g de sticlă lichidă la 1 litru de apă.

Turnare centrifuga

Cu turnarea centrifugă, metalul topit este turnat într-o matriță rotativă, care, sub influența forțelor centrifuge, îl presează pe pereți și, solidificându-se, ia forma dorită. Piesele turnate sunt dense, deoarece incluziunile străine, precum și gazele, fiind mai ușoare decât metalul, sunt împinse prin forța centrifugă către suprafața interioară a matriței, iar corpul principal al turnării capătă o structură densă, sănătoasă.

În turnarea centrifugă, matrițele sunt realizate din fontă și oțel crom-nichel. Pe interiorul suprafeței ung suprafața cu un strat de material refractar.

Piesele alungite (cilindri, bucșe) sunt turnate pe o mașină cu axă orizontală, iar roți dințate, cercuri, inele, creste, șuruburi și fitinguri sunt turnate pe o mașină centrifugă cu axă verticală.

Cu turnarea centrifugă, este posibil să obțineți piese turnate de orice formă, nu doar corpuri de revoluție. Cu așa-numita turnare semi-centrifugă, configurația pieselor turnate se formează nu numai prin forța centrifugă, ci și cu ajutorul tijelor. Axa de rotație a matriței coincide cu axa de simetrie a turnării. În timpul centrifugării, metalul este alimentat în matriță printr-o coloană în centru și intră în cavitatea matrițelor situate pe o masă orizontală prin canale de deschidere. In acest fel se pot obtine piese turnate care nu au axa de simetrie. Orice configurație.

Turnare prin injecție

În turnarea prin injecție, metalul topit este forțat, sub presiunea unui piston sau a aerului comprimat, să umple forme de oțel și să se solidifice în ele. Odată scoasă din matriță, turnarea finită nu necesită prelucrare ulterioară.

Folosind turnarea prin injecție, este posibil să se producă piese cu pereți foarte subțiri (până la 0,1 mm) cu fire, găuri și forme complexe. Precizia dimensională a pieselor turnate prin injecție este foarte mare (0,1-0,01 mm). Toate piesele turnate sunt exact aceleași și interschimbabile. Produsele au o structură cu granulație foarte fină, care oferă calități mecanice sporite.

Productivitatea unei mașini ajunge la 4000 sau mai multe piese turnate pe schimb.

Recent, metoda de turnare prin injecție a avut mare succes în turnarea nu numai a pieselor din metale cu punct de topire scăzut și aliaje ușoare, ci și din aliaje de cupru - bronz, alamă. Turnarea prin injecție este folosită și pentru produsele armate, de exemplu, cele din aliaje de zinc și aluminiu cu bucșe, miezuri etc. turnate în oțel, alamă și bronz.

Pentru aliajele de plumb și staniu cu punct de topire scăzut, matrițele sunt fabricate din oțel carbon, care poate rezista până la 50 de mii. turnări Pentru aliajele de zinc se folosește oțel crom-nichel, care poate rezista până la 100 de mii de turnări. Pentru turnarea din aliaj de aluminiu, cel mai bun material pentru matrițe este oțelul crom-tungsten.

Dezavantajele turnării prin injecție sunt nevoia de matrițe scumpe din oțel și o unitate specială de aer comprimat, precum și dimensiunea și greutatea limitată a pieselor turnate. Turnarea prin injecție a pieselor din oțel prezintă mari dificultăți.

Turnare în forme de coajă (corticale).

Metodele tehnologice avansate de turnare, care fac posibilă producerea celor mai precise piese turnate, cu o prelucrare mecanică minimă și cu o reducere a consumului de metal pentru așchii, includ turnarea în carcasă.

Pentru a obține turnarea în formă de coajă, un strat de amestec nisip-bachelit este aplicat pe plăci metalice încălzite cu modele metalice și un sistem de blocare atașat la acestea. Echipamentul de modelare încălzit la 150-200 o C topește bachelita. Care umezește granulele materialului de turnare care aderă la model. Excesul de amestec care nu se lipeste de model se indeparteaza, iar placa de model cu o crusta de amestec de 7-10 mm grosime se pune in cuptorul incalzit la 300-350 o C, unde crusta se intareste rapid (1-3 minute) pe modelul. Crusta tare scoasă de pe model (semi-multă) este împerecheată cu o altă semi-multă de coajă corespunzătoare acesteia și umplută cu metal.

Materialul pentru matrițele de coajă umplute cu fontă sau metale și aliaje neferoase este nisip de cuarț cu granulație fină cu rășină bachelită 10%. Pentru a îmbunătăți suprafața pieselor turnate din oțel, se folosesc uneori minereu de crom fier, magnezit de crom, magnezit și alți aditivi care măresc rezistența la foc, dar cresc costul amestecului nisip-rășină.

Înlocuirea unei matrițe de nisip convenționale cu doar o coajă (crusta) reduce consumul de nisipuri de turnare cu 50-90%, crește acuratețea dimensională și curățarea suprafeței turnării, crește îndepărtarea pe metru pătrat de suprafață de producție și reduce costul turnării.

Turnare cu ceară pierdută de precizie

În această metodă de turnare, modelele sunt realizate din material ușor de topit - parafină cu stearina etc. Modelele realizate cu mare precizie sunt acoperite cu o carcasă durabilă, care asigură operațiunile de topire a modelelor, calcinare și turnare a metalului lichid fără utilizarea de umpluturi și baloane, care anterior îngreunau producerea de piese precise.Turnare cu ceară pierdută. Pe modelul cu ceară pierdută se aplică mai multe (2-5 straturi) formate din făină de cuarț și o soluție hidrolizată de silicat de etil (sau înlocuitori ai acestora). Ultimul strat se aplică dintr-o masă care conferă învelișului ceramic rezistența necesară după ce modelul este topit și coaja este calcinată. Rezultate bune sunt asigurate de o compoziție de: 40-45% soluție de sticlă lichidă cu greutatea specifică de 1,32 și 60-65% din greutate făină de cuarț (marshalit, nisip de cuarț măcinat sau cuarț topit), cernută printr-o sită nr. 100. straturi aplicate presarate cu nisip, sunt supuse uscarii la aer la o temperatura de 20-25 o C timp de cel putin 4 ore. Sau uscare electrică (10 min).

Cu uscare electrică, modelul este încălzit în același timp, iar cu uscare cu aer, modelul este încălzit timp de 20-40 de minute. Intr-un termostat incalzit la 150-180 o C. La incalzire, seturile de model se aseaza cu vasul de colectare in jos.

După topirea modelului, carcasa este încălzită într-un cuptor de calcinare încălzit la o temperatură de 600-650 o C. Apoi temperatura se ridică la 900 o C cu o viteză de aproximativ 100-150 o C pe oră. La atingerea temperaturii de 900 o C în cuptor, calcinarea se termină, învelișul este îndepărtat din cuptor și furnizat pentru umplere.

Pentru a evita formarea depunerilor pe turnare din cauza accesului aerului prin carcasă și din motive de siguranță, înainte de turnarea metalului, carcasa este plasată într-o carcasă subțire de fier pe un palet și golul este umplut cu nisip uscat (și, dacă este necesară o răcire rapidă, cu împușcătură de metal), acoperită cu un vas conic de colectare a capacului. Capacul este îndepărtat înainte de turnarea metalului.

Piesele turnate sunt obținute fără cusături (multițele nu au conectori), dimensiunile pieselor turnate sunt precise decât la turnarea în pământ, deoarece aici sunt motivele pierderii preciziei de la modelul care rupe matrița la îndepărtarea acesteia, distorsiunea. a jumătăților de matriță, ridicarea balonului superior și umflarea formei sub presiunea lichidului sunt eliminate metal etc. Precizia pieselor turnate produse folosind modele de ceară pierdută ajunge la ± 0,05 mm pe 25 mm lungime de turnare, iar finisarea suprafeței este în gradele 4-6 conform GOST 2789-51.

Folosind această metodă, produsele de la câteva grame până la 50 kg sunt turnate din oțel, fontă și metale neferoase și piese turnate de artă - până la 100 kg și dimensiuni de până la 1,5 m.

Utilizarea turnării de precizie este recomandată pentru fabricarea pieselor; 1) din oțel și aliaje greu de prelucrat sau nu pot fi prelucrate (o unealtă de tăiere care necesită doar ascuțirea tăișului său pe o roată de smirghel); 2) o configurație complexă care necesită prelucrare îndelungată și complexă, un număr mare de dispozitive de fixare și unelte speciale de tăiere, cu pierderea inevitabilă a metalului valoros sub formă de așchii în timpul prelucrării (lame ale turbinei, părți ale mecanismului mașinilor de cusut, puști de vânătoare , mașini de numărat); 3) turnare artistică din aliaje feroase și neferoase.

Există multe alte aplicații pentru turnarea cu investiții de precizie.

Turnare cu aspirație în vid

Esența turnării folosind metoda de aspirare în vid este aceea că o matriță cu pereți subțiri, răcită continuu cu apă, conectată la un sistem de vid, este scufundată într-o baie de metal topit.

Aspirația în vid umple cavitatea cristalizatorului, ai cărui pereți, datorită răcirii cu apă, asigură o cristalizare intensivă de la pereți spre centru.

Grosimea necesară a peretelui de turnare este reglată de durata de expunere a cristalizatorului sub vid.

Producția de piese turnate folosind metoda de aspirare în vid se realizează într-o instalație specială. Durata de menținere a cristalizatorului sub vid poate fi ajustată cu o precizie de 0,1 secunde. cu instalarea automată a vidului pornit și oprit.

După îndepărtarea vidului, partea de mătură care nu a avut timp să se cristalizeze curge înapoi în baie. Tagla turnată cade singură din cauza contracției metalului și a conicității matriței.

Piesele turnate din bronz produse prin aspirare în vid au o structură mai bună și proprietăți mecanice mai mari decât piesele turnate produse prin alte metode de turnare.

Producția de piese turnate prin aspirație în vid este utilizată cu succes, de exemplu, în producția de semifabricate pentru bucșe din metale neferoase. Această metodă elimină defectele datorate găurilor de gaz și porozității.

Controlul knockout, încălțare, curățare și turnare

În producția individuală, turnarea este îndepărtată manual din matrița de căpșuni, scoțând amestecul de formare din baloane, slăbindu-l cu o rangă și lovind suprafața formei și pereții balonului.

În turnătoriile moderne, piesele turnate și miezurile sunt scoase din piese turnate prin mijloace mecanizate pe grilajele deformate.

Pământul deformat cade printr-o grilă de matrițe montate pe suporturi. Vibratoarele sunt alimentate de aer comprimat, care este furnizat printr-o conductă prin apăsarea pedalei cu piciorul.

Miezurile sunt îndepărtate din piese turnate manual sau folosind mașini pneumatice cu vibrații sau prin jet de apă într-o cameră hidraulică. Turnarea în cameră este așezată pe o masă cu zăbrele rotativă și un curent de apă sub o presiune de 25-100 atm este îndreptat către aceasta dintr-o duză cu diametrul de 4-8 mm. Apa cu amestecul de miez este scursă prin podeaua răzuită a camerei în bazin.

Piesele turnate sunt scoase pe grătare la o temperatură de aproximativ 1000 o, și sunt transportate la departamentul de curățare și tundere prin benzi transportoare de răcire.

Spru-urile și profiturile de pe piesele turnate din oțel sunt îndepărtate cu un ferăstrău circular și pe piesele turnate din alte metale vâscoase cu ferăstrău cu bandă. Tăierea gazelor este, de asemenea, folosită pentru a elimina profiturile.

Tăierea manuală a coloanelor se face folosind un ciocan și o daltă. Pentru piese turnate de dimensiuni mici și mijlocii, spruturile sunt îndepărtate în prese de tăiere; Pentru piese turnate foarte mici, pentru a evita spargerea lor, folosiți un ferăstrău cu bandă. Golurile și alte nereguli sunt netezite cu ajutorul dălților manuale sau pneumatice.

Suprafața pieselor turnate mici este curățată cu succes de nisip în tamburi rotativi, în care stele albe din fontă sunt încărcate împreună cu piesele turnate; În plus, produsele sunt curățate cu mașini de sablare.

Curățarea cu mașini de sablare se realizează cu un curent de aer comprimat care transportă nisip cuarțos. Granulele de nisip, lovind cu forță suprafața turnării, îndepărtează pământul ars de pe acesta, iar suprafața devine curată, mată.

Recent, în loc de nisip, au început să folosească împușcătura de fontă albă, produsă prin pulverizarea unui jet de fontă lichidă cu un jet de apă sau aer. Picături mici de fontă, răcite rapid cu apă, obțin duritatea fontei albe. Sunt cernute sub formă de pelete cu dimensiunea de 0,5-2 mm, iar cele mai mari sunt zdrobite și se adaugă fragmente în unghi ascuțit. La împrăștierea fontă există mai puțin praf și lucrul se desfășoară în condiții mai igienice. Consumul de împușcături este de 2,4-3,5 kg la 1 tonă de turnare (de 25-35 de ori mai mic decât consumul de nisip) la o presiune a aerului de până la 5-6 at.

Pentru a curăța piese turnate masive de configurație complexă, se utilizează curățarea hidraulică a jeturilor de apă sub presiune de până la 150 atm. Curățarea se realizează rapid și în absența completă a prafului, ceea ce este foarte important din punctul de vedere al siguranței lucrătorilor. În timpul curățării hidraulice, tijele sunt, de asemenea, spălate din piese turnate.

Mecanizarea scoaterii tijelor din piese turnate prin introducerea unui dispozitiv de hidro-curățare și îndepărtarea tijelor împreună cu curățarea suprafeței pieselor turnate din amestecul ars (curățare nisip-hidraulică) reduce intensitatea muncii de curățare de aproximativ 10 ori.

Înainte de tăierea coloanelor și curățarea, turnarea este inspectată pentru a afla dacă există defecte grave în piesele turnate, în urma cărora nu ar mai fi practic transferul turnării pentru curățare și tăiere. Există diferiți clasificatori de defecte (tabele și instrucțiuni). Sunt folosite nu numai pentru controlul turnărilor, ci și pentru combaterea și prevenirea defectelor.

Obiectivele controlului tehnic sunt analiza defectelor din turnătorie. Determinarea diferitelor tipuri si cauze ale defectiunilor si luarea de contramasuri impreuna cu administrarea turnatoriei.

Controlul materiilor prime și materialelor care intră în turnătorie, echipamentele de modelare și balon, verificarea proceselor tehnologice și a produselor finite se realizează în baza condițiilor tehnice existente. Departamentul de control raportează direct directorului fabricii.

Toate metalele pot fi turnate. Dar nu toate metalele au aceleași proprietăți de turnare, în special fluiditatea - capacitatea de a umple o matriță de turnare de orice configurație. Proprietățile de turnare depind în principal de compoziția chimică și structura metalului. Temperatura de topire este importantă. Metalele cu puncte de topire scăzute sunt ușor de turnat industrial. Dintre metalele comune, oțelul are cel mai înalt punct de topire. Metalele sunt împărțite în feroase și neferoase. Metalele feroase sunt oțelul, fonta ductilă și fonta. Metalele neferoase includ toate celelalte metale care nu conțin cantități semnificative de fier. Pentru turnare se folosesc în special aliaje pe bază de cupru, nichel, aluminiu, magneziu, plumb și zinc. ALIAJE.

Metale negre.

Deveni.

Există cinci clase de oțeluri pentru turnarea industrială: 1) cu conținut scăzut de carbon (cu un conținut de carbon mai mic de 0,2%); 2) cu carbon mediu (0,2–0,5% carbon); 3) cu conținut ridicat de carbon (mai mult de 0,5% carbon); 4) slab aliate (mai puțin de 8% elemente de aliere) și 5) puternic aliate (mai mult de 8% elemente de aliere). Oțelurile cu carbon mediu reprezintă cea mai mare parte a turnărilor de metale feroase; Astfel de piese turnate sunt, de regulă, produse industriale de calitate standardizată. Diferite tipuri de oțeluri aliate sunt proiectate pentru a obține rezistență ridicată, ductilitate, tenacitate, rezistență la coroziune, rezistență la căldură și rezistență la oboseală. Oțelurile turnate au proprietăți similare cu oțelul forjat. Rezistența la tracțiune a unui astfel de oțel variază de la 400 la 1500 MPa. Masa piesei turnate poate varia într-o gamă largă - de la 100 g la 200 de tone sau mai mult, grosimea în secțiune - de la 5 mm la 1,5 m. Lungimea turnării poate depăși 30 m. Oțelul este un material universal pentru turnare. Datorită rezistenței și ductilității sale ridicate, este un material excelent pentru inginerie mecanică.

Fontă maleabilă.

Există două clase principale de fontă ductilă: obișnuită și perlitică. Piesele turnate sunt, de asemenea, realizate din unele fonte maleabile aliate. Rezistența la tracțiune a fontei ductile este de 250-550 MPa. Rezistența la oboseală, rigiditatea ridicată și prelucrabilitatea bună îl fac ideal pentru mașini-unelte și multe alte aplicații de producție în masă. Masa pieselor turnate variază de la 100 g la câteva sute de kilograme, iar grosimea secțiunii transversale nu este de obicei mai mare de 5 cm.

Fontă.

Fontele includ o gamă largă de aliaje de fier cu carbon și siliciu care conțin 2-4% carbon. Există patru tipuri principale de fontă folosită pentru turnare: gri, albă, albită și semiturnată. Rezistența la tracțiune a fontei este de 140–420 MPa, iar unele din fonta aliată este de până la 550 MPa. Fonta se caracterizează prin ductilitate scăzută și rezistență scăzută la impact; printre designeri este considerat un material fragil. Masa pieselor turnate variază de la 100 g la câteva tone. Piesele turnate de fier de turnare sunt folosite în aproape toate industriile. Costul lor este mic și pot fi prelucrate ușor prin tăiere.

Fontă nodulară.

Incluziunile sferice de grafit conferă fontei ductilitate și alte proprietăți care o deosebesc favorabil de fonta cenușie. Forma sferică a incluziunilor de grafit este obținută prin tratarea fontei cu magneziu sau ceriu imediat înainte de turnare. Rezistența la tracțiune a fontei nodulare este de 400–850 MPa, ductilitatea este de la 20 la 1%. Adevărat, fonta nodulară se caracterizează prin rezistența scăzută la impact a probei crestate. Piesele turnate pot avea atât grosime mare, cât și mică în secțiune transversală, greutate - de la 0,5 kg la câteva tone.

Metale neferoase.

Cupru, alamă și bronz.

Există multe aliaje diferite pe bază de cupru, potrivite pentru turnare. Cuprul este utilizat în cazurile în care este necesară o conductivitate termică și electrică ridicată. Alama (un aliaj de cupru și zinc) este utilizată atunci când se dorește un material ieftin, moderat rezistent la coroziune pentru o varietate de produse de uz general. Rezistența la tracțiune a alamei turnate este de 180–300 MPa. Bronzul (un aliaj de cupru și staniu, la care se pot adăuga zinc și nichel) este utilizat în cazurile în care este necesară o rezistență sporită. Rezistența la tracțiune a bronzurilor turnate este de 250–850 MPa.

Nichel.

Aliajele cupru-nichel (cum ar fi metalul Monel) au o rezistență ridicată la coroziune. Aliajele nichel-crom (cum ar fi Inconel și nicrom) se caracterizează prin rezistență termică ridicată. Aliajele de molibden-nichel sunt foarte rezistente la acidul clorhidric și acizii oxidanți la temperaturi ridicate.

Aluminiu.

Produsele turnate din aliaje de aluminiu au fost recent folosite din ce în ce mai mult datorită ușurinței și rezistenței lor. Astfel de aliaje au o rezistență la coroziune destul de mare și o conductivitate termică și electrică bună. Rezistența la tracțiune a aliajelor de aluminiu turnat variază de la 150 la 350 MPa.

Magneziu.

Aliajele de magneziu sunt folosite acolo unde cerința de ușurință este pe primul loc. Rezistența la tracțiune a aliajelor de magneziu turnate este de 170–260 MPa.

Titan.

Titanul, un material puternic și ușor, este topit în vid și turnat în forme de grafit. Faptul este că în timpul procesului de răcire, suprafața de titan poate fi contaminată din cauza unei reacții cu materialul matriței. Prin urmare, titanul turnat în alte forme decât cele realizate din pulbere de grafit prelucrat și presat este puternic contaminat la suprafață, ceea ce se manifestă prin duritate crescută și ductilitate scăzută la încovoiere. Turnarea de titan este folosită în principal în industria aerospațială. Rezistența la tracțiune a titanului turnat este de peste 1000 MPa cu o alungire relativă de 5%.

Metale rare și prețioase.

Turnările din aur, argint, platină și metale rare sunt folosite în bijuterii, tehnologia dentară (coroane, obturații); unele părți ale componentelor electronice sunt realizate și prin turnare.

METODE DE TURNARE

Principalele metode de turnare sunt: turnarea statică, turnarea prin injecție, turnarea centrifugă și turnarea în vid.

Umplere statică.

Cel mai adesea, se folosește umplutura statică, de exemplu. turnarea intr-o matrita fixa. Cu această metodă, metalul topit (sau nemetal - plastic, sticlă, suspensie ceramică) este pur și simplu turnat în cavitatea unei matrițe staționare până când este umplut și menținut până când se solidifică.

Turnare prin injecție.

O mașină de turnare umple o matriță de metal (oțel) (care este de obicei numită matriță și poate fi cu mai multe cavități) cu metal topit la o presiune de 7 până la 700 MPa. Avantajele acestei metode sunt productivitatea ridicată, calitatea înaltă a suprafeței, dimensiunile precise ale produsului turnat și necesitatea minimă de prelucrare. Metalele tipice pentru turnarea sub presiune sunt zincul, aluminiul, cuprul și aliajele staniu-plumb. Datorită punctului lor de topire scăzut, astfel de aliaje sunt foarte tehnologice și permit toleranțe dimensionale strânse și caracteristici excelente de turnare.

Complexitatea configurației pieselor turnate în cazul turnării prin injecție este limitată de faptul că turnarea poate fi deteriorată atunci când este separată de matriță. În plus, grosimea produselor este oarecum limitată; mai preferabile sunt produsele cu secțiune subțire, în care topitura se solidifică rapid și uniform.

Există două tipuri de mașini de turnat prin injecție - cameră rece și cameră caldă. Mașinile de presat cu cameră fierbinte sunt utilizate în principal pentru aliajele pe bază de zinc. Camera de presare la cald este scufundată în metal topit; sub o presiune ușoară a aerului comprimat sau sub acțiunea unui piston, metalul lichid este forțat să iasă din camera de presare la cald în matriță. În mașinile de turnare cu cameră rece, aliajul de aluminiu, magneziu sau cupru topit umple matrița sub presiune de la 35 la 700 MPa.

Piesele turnate obținute prin turnare prin injecție sunt utilizate în multe aparate de uz casnic (aspiratoare, mașini de spălat, telefoane, lămpi, mașini de scris) și pe scară largă în industria auto și în producția de calculatoare. Piesele turnate pot cântări de la câteva zeci de grame până la 50 kg sau mai mult.

Turnare centrifuga.

În turnarea centrifugă, metalul topit este turnat într-o matriță de nisip sau metal care se rotește în jurul unei axe orizontale sau verticale. Sub influența forțelor centrifuge, metalul este aruncat din canalul central spre periferia matriței, umplându-și cavitățile și se solidifică, formând o turnare. Turnarea centrifuga este economica si pentru unele tipuri de produse (axisimetrice precum tevi, inele, carcase etc.) este mai potrivita decat turnarea statica.

Umplere cu vid.

Metalele precum titanul, oțelurile aliate și aliajele la temperatură înaltă sunt topite în vid și turnate în forme multiple, cum ar fi grafitul, plasate în vid. Această metodă reduce semnificativ conținutul de gaz din metal. Lingourile și piesele turnate produse prin turnare în vid nu cântăresc mai mult de câteva sute de kilograme. În cazuri rare, cantități mari de oțel (100 de tone sau mai mult), topite folosind tehnologia convențională, sunt turnate într-o cameră de vid în matrițe sau oale de turnătorie instalate în ea pentru turnare ulterioară în aer. Camerele metalurgice mari cu vid sunt evacuate prin sisteme cu mai multe pompe. Oțelul obținut prin această metodă este utilizat pentru fabricarea produselor speciale prin forjare sau turnare; acest proces se numește degazare în vid.

Matrite de turnare

Formele de turnare sunt împărțite în forme multiple și unice (nisip). Formele multiple sunt din metal (matrițe și forme de răcire) sau refractare din grafit sau ceramică.

Forme multiple.

Formele metalice (matrițe și forme de răcire) pentru oțel sunt de obicei realizate din fontă, uneori din oțel rezistent la căldură. Pentru turnarea metalelor neferoase, cum ar fi alama, zincul și aluminiul, se folosesc matrițe din fontă, cupru și alamă.

Matrite.

Acesta este cel mai comun tip de matrițe de turnare multiplă. Cel mai adesea, matrițele sunt fabricate din fontă și sunt folosite pentru a produce lingouri de oțel în etapa inițială a producției de oțel forjat sau laminat. Formele aparțin formelor de turnare deschisă, deoarece metalul le umple de sus prin gravitație. Se mai folosesc forme „prin”, deschise atât sus, cât și jos. Înălțimea matrițelor poate fi de 1–4,5 m, diametrul – de la 0,3 la 3 m. Grosimea peretelui de turnare depinde de dimensiunea matriței. Configurația poate fi diferită - de la rotundă la dreptunghiulară. Cavitatea matriței se extinde ușor în sus, ceea ce este necesar pentru îndepărtarea lingoului.

Forma, gata de turnare, se pune pe o placă groasă de fontă. De regulă, matrițele sunt umplute de sus. Pereții cavității matriței trebuie să fie netezi și curați; Când turnați, trebuie să vă asigurați că metalul nu se varsă sau stropește pe pereți. Metalul turnat se întărește în matriță, după care lingoul este îndepărtat („decaparea lingoului”). După ce matrița s-a răcit, se curăță din interior, se pulverizează cu vopsea de turnare și se folosește din nou. O matriță vă permite să produceți 70–100 de lingouri. Pentru prelucrare ulterioară prin forjare sau laminare, lingoul este încălzit la o temperatură ridicată.

Kokili.

Acestea sunt matrițe închise de turnare metalice cu o cavitate interioară corespunzătoare configurației produsului și un sistem de turnare, care sunt realizate prin prelucrare într-un bloc de fontă, bronz, aluminiu sau oțel. Forma de răcire este formată din două sau mai multe părți, după conectare, doar un mic orificiu rămâne în partea de sus pentru turnarea metalului topit. Pentru a forma cavități interne, în matriță se pun gips, nisip, sticlă, metal sau ceramică. Chill turning produce piese turnate din aliaje pe bază de aluminiu, cupru, zinc, magneziu, staniu și plumb.

Turnarea la rece se folosește numai în cazurile în care este necesară obținerea a cel puțin 1000 de piese turnate. Durata de viață a matriței de răcire ajunge la câteva sute de mii de piese turnate. Forma de răcire intră în deșeuri atunci când (din cauza arderii treptate a metalului topit) calitatea suprafeței pieselor turnate începe să se deterioreze intolerabil și toleranțele calculate pentru dimensiunile lor nu mai sunt îndeplinite.

Matrite din grafit si ignifuge.

Astfel de forme constau din două sau mai multe părți, atunci când sunt conectate, se formează cavitatea necesară. Forma poate avea o suprafață de despărțire verticală, orizontală sau înclinată sau poate fi dezasamblată în blocuri separate; acest lucru facilitează îndepărtarea turnării. Odată îndepărtată, matrița poate fi reasamblată și utilizată din nou. Formele din grafit permit sute de turnări, ceramică - doar câteva.

Formele multiple din grafit pot fi realizate prin prelucrarea grafitului, iar cele ceramice sunt ușor de format, deci sunt semnificativ mai ieftine decât matrițele metalice. Matrite din grafit si refractare pot fi folosite pentru turnare in cazul turnarii sub presiune nesatisfacatoare.

Formele ignifuge sunt realizate din argilă porțelan (caolin) și alte materiale foarte refractare. În acest caz, se folosesc modele din metale sau materiale plastice ușor de prelucrat. Refractarul sub formă de pulbere sau granulat este amestecat cu argilă în apă, amestecul rezultat este modelat și semifabricatul matriței de turnare este ars în același mod ca și cărămizile sau vasele.

Forme unice.

Formele de turnare cu nisip sunt supuse mult mai puține restricții decât orice altă matriță. Sunt potrivite pentru producerea de piese turnate de orice dimensiune, orice configurație, din orice aliaj; sunt cei mai puțin pretențioși la designul produsului. Formele de nisip sunt realizate dintr-un material plastic refractar (de obicei nisip silicios), oferindu-i configurația dorită astfel încât metalul turnat, la solidificare, păstrează această configurație și poate fi separat de matriță.

Amestecul de turnare se obține prin amestecarea nisipului cu argilă și lianți organici în apă într-o mașină specială.

Atunci când se face o matriță de nisip, aceasta este prevăzută cu o gaură superioară de colectare cu un „bol” pentru turnarea metalului și un sistem de închidere interioară a canalelor pentru a alimenta turnarea cu metal topit în timpul procesului de solidificare, deoarece, în caz contrar, din cauza contracției în timpul solidificării ( tipic pentru majoritatea metalelor), se pot forma goluri în turnare (cavități de contracție).

Forme de coajă.

Aceste matrițe sunt de două tipuri: material cu punct de topire scăzut (gips) și material cu punct de topire ridicat (pulbere fină de silice). O matriță de coajă de gips este realizată prin amestecarea materialului de gips cu apă cu un dispozitiv de fixare (polimer cu întărire rapidă) până la o consistență subțire și căptușirea modelului de turnare cu un astfel de amestec. După ce materialul matriței s-a întărit, acesta este tăiat, prelucrat și uscat, apoi cele două jumătăți sunt „împerecheate” și turnate. Această metodă de turnare este potrivită numai pentru metale neferoase.

Turnare cu ceară pierdută.

Această metodă de turnare este utilizată pentru metale prețioase, oțel și alte aliaje cu un punct de topire ridicat. În primul rând, se face o matriță care se potrivește cu piesa turnată. Este de obicei realizat din metal cu punct de topire scăzut sau alamă (prelucrată). Apoi, prin umplerea matriței cu parafină, plastic sau mercur (apoi congelat), se obține un model pentru o turnare. Modelul este căptușit cu material ignifug. Materialul în formă de coajă este realizat dintr-o pulbere refractară fină (de exemplu, pulbere de silice) și un liant lichid. Stratul de placare rezistentă la foc este compactat prin vibrații. După ce se întărește, matrița este încălzită, modelul de parafină sau plastic se topește și lichidul curge din matriță. Apoi matrița este arsă pentru a îndepărta gazele și, atunci când este încălzită, este umplută cu metal lichid, care curge prin gravitație, sub presiunea aerului comprimat sau sub influența forțelor centrifuge (într-o mașină de turnare centrifugă).

Forme ceramice.

Formele ceramice sunt realizate din argilă de porțelan, silimanit, mullit (aluminosilicați) sau alte materiale foarte refractare. La fabricarea unor astfel de forme se folosesc de obicei modele din metale sau materiale plastice ușor prelucrate. Materialele refractare sub formă de pulbere sau granulare sunt amestecate cu un liant lichid (silicat de etil) până la o consistență gelatinoasă. Matrița nou făcută este flexibilă, astfel încât modelul poate fi scos din ea fără a deteriora cavitatea matriței. Apoi matrița este arsă la o temperatură ridicată și umplută cu o topitură a metalului dorit - oțel, un aliaj dur fragil, un aliaj pe bază de metale rare etc. Această metodă face posibilă producerea de matrițe de orice tip și este potrivită pentru atât producția la scară mică, cât și la scară mare.

ultimele articole

2023-08-31 00:37:17
Cum să deschizi un magazin online gratuit - instrucțiuni pas cu pas
2023-08-29 00:38:02
Livrare rapidă spsr (spsr-express)
2023-08-28 00:33:04
Bani reali pe platformele de internet: unde și cum poate câștiga bani un freelancer începător

Articole populare

Alegerea editorilor

2023-08-25 00:36:41

Cele mai bune și neobișnuite idei de afaceri din întreaga lume
Sursele de energie regenerabilă devin din ce în ce mai populare în întreaga lume. Au un avantaj clar față de energia neregenerabilă, deoarece...
2023-08-25 00:36:41

Afaceri mici: idei pentru începători și sfaturi de nișă
A face ceea ce îți place și a obține un profit bun este dorința prețuită a unui antreprenor începător. Dacă o întreprindere va prospera depinde de...
2023-08-25 00:36:41

Idei pentru afaceri mici cu investiții minime
Idei de afaceri pentru începători - 20 de idei + 11 sfaturi pentru a-ți dezvolta propria afacere. Când începeți propria afacere, ar trebui să explorați diverse idei de afaceri...
2023-08-24 00:36:04

Cum să câștigi bani în adolescență - Modalități de a câștiga bani în plus
În ciuda economiei dificile din țară, există multe modalități prin care un adolescent poate câștiga bani. Mai mult, toate investițiile care sunt necesare sunt o bună...
2023-08-24 00:36:04

Cum să faci bani în adolescență: sfaturi utile pentru viitorii oameni de afaceri
Problemele legate de bani devin mai întâi o preocupare serioasă în timpul adolescenței. Chestia este că unii adolescenți caută...