Маршрутная технология изготовления отливки, последовательность выполнения технологических операций и их характеристика
На отливку разрабатывается маршрутная технология, где указывают операции, которые необходимо выполнить при изготовлении отливки.
005 Подготовка стержневой и формовочной смеси.
010 Изготовление стержней.
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подп. |
| Дата |
| Лист |
| АТДП.150104.08.122 ПЗ. |
015 Отделка стержней.
020 Контроль стержней.
025 Изготовление полуформ.
030 Контроль полуформ.
035 Сборка формы.
040 Подготовка шихтовых материалов.
045 Подготовка плавильного и заливочного оборудования.
050 Приготовление расплава.
055 Химический анализ сплава.
060 Заливка форм.
065 Охлаждение форм.
070 Выбивка форм.
075 Дробеметная очистка поверхности.
080 Визуальный осмотр
085 Обрезка прибылей и литниковой системы.
090 Обрубка.
095 Зачистка.
100 Измерительный контроль.
105 Рентгенконтроль
110 Магнитный контроль
115 Термическая обработка
120 Разделка под заварку.
125 Заварка.
130 Контроль места заварки.
135 Транспортировка на СГП.
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подп. |
| Дата |
| Лист |
| АТДП.150104.08.122 ПЗ. |
010 Изготовление стержней. Стержни изготавливают в металлических стержневых ящиках. На рабочий стол машины установить стержневой ящик, включить машину L-5 [8 стр.68]. Наполнить стержневой ящик смесью и выдержать 5-10 минут. Продуть газообразным катализатором СО2. Выключить машину и извлечь стержень.
015 Подготовка стержней к сборке. После изготовления, наружную часть стержня покрывают тонким слоем специальным противопригарным материалом. Покрывают серебристым графитом.
020 Контроль стержней. Осмотреть визуально стержень на наличие дефектов. Не допускаются сколы, трещины. Проверить с помощью шаблонов геометрию стержня.
025 Изготовление полуформ. Очистить модель и подмодельную плиту от пыли и грязи, проверить исправность моделей, крепление моделей на плитах, наличие отъемных частей и смазать модель разделительной граффито - керосиновой смазкой. Установить подмодельную плиту на вибрационный стол установить опоку на подмодельную плиту и скрепить их, установить стояк (шамотовую трубку), модели выпоров, холодильников согласно техпроцесса. Засыпать смесь в специальную форму и передать его в лабораторию для проверки физико-механических свойств смеси, засыпать опоку формовочной смесью на 2/3 высоты, уплотнить смесь на вибростоле. Продолжать заполнять опоку смесью до верха, снять излишки смеси с поверхности формы, провентилировать форму. Убрать полуформу из под смесителя, произвести кантовку полуформы на 180°, произвести протяжку модели. Осмотреть полуформу, заправить поломки и нанести бригадное клеймо. Удалить сор из полуформы, произвести покраску полуформы, подсушить краску, передать полуформы на место сборки. Собрать форму.
030 Контроь полуформ. Проверить визуальным осмотром отсутствие поломок низа и верха, они не должны иметь трещин, подрывов, рыхлот. Плотность набивки 75-95 единиц.
035 Сборка формы. Форму поправляют, обдувают сжатым воздухом таким образом, чтобы песок не попал в глаза или лицо проходящих или стоящих рядом людей.Форма красится противопригарной краской АПБ1Ц из пульверизатора или кисточкой. После покраски форма сушится открытым пламенем. Также в форму ставятся стержни, жеребейки по порядку и в соответствии с технологией.
040 Подготовка шихтовых материалов. На складе шихтовые материалы сортируют, очищают, проверяют химический состав. В качестве шихтовых материалов для отливок из стали используют передельный чугун, лом, брикетированную стружку, ферросплавы.
045 Подготовка плавильного и заливочного оборудования. Печь ИСТ-6, перед плавкой необходимо осмотреть дно тигля, обмазку между витками индуктора и все места между деревянными перекладинами и асбестом; повреждения обмазки между витками замазать пастой (ее состав три части глиноземистого цемента; одна часть сухого песка, одна часть молотой глины). Составляющие пасты необходимо тщательно перемешать и добавить воду до консистенции густой сметаны. Обложить внутреннюю часть индуктора асбестовым листом толщиной 3-5 мм. Затем выложить дно тигля листом общей толщиной 6-10 мм и на дно засыпать просеянный через сито с размером ячеек 2 мм мелкозернистый кварцевый порошок.
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подп. |
| Дата |
| Лист |
| АТДП.150104.08.122 ПЗ. |
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подп. |
| Дата |
| Лист |
| АТДП.150104.08.122 ПЗ. |
На уплотненный под установить шаблон из листового железа, а затем в зазоре между
шаблоном и изолированной катушкой индуктора произвести набивку футеровки слоями 30-40 мм. Сушка и обжиг тигля. Сушку и обжиг тигля производят нагревом шаблона и загруженной в него шихты, на минимально достижимой мощности. Для поддержания температуры печь можно периодически отключать.
Процесс сушки и обжига производят по следующему режиму
подъем температуры до 150 °С — произвольно;
выдержка при температуре 150 °С — 1 ч;
подъем температуры до 650-800 °С —1ч;
выдержка при температуре 650—800 °С — 3 ч;
подъем температуры до 950-1000 °С —1ч;
выдержка при температуре 950—1000 °С — 2 ч.
Температуру в печи замерять двумя термопарами, установленными на уровне, равном половине высоты тигля, на расстоянии от стенки тигля 30-40 мм. Во время замера температуры в печи, печь отключать.
Далее удаляют термопары, печь переключают на полную мощность до полного наплавления металла (до уровня воротника), для чего по мере расплавления металла производят догрузку. После наплавления полного тигля при кислой футеровке металл перегревают до температуры, на 30-50°С превышающей температуру службы, а при магнезитовой футеровке до 1600 °С и выдерживают при этой температуре в течение 50-60 мин. Удары крупной шихты по стенкам и днищу тигля в процессе загрузки не допускаются.
050 Приготовление расплава. Шихтовые материалы загружаются согласно расчету. Шихта составляется из: передельного чугуна марки П1, стального лома и отходов №1, стальной стружки №1. После полного расплавления шихты снять шлак с зеркала металла.
055 Химический анализ сплава. Перед заливкой металла в форму отливаются пробники, которые отправляются на химический анализ. Результаты анализа записывают в журнале.
060 Заливка форм. Заливщик устанавливает стопорное отверстие над литниковой воронкой. Когда ковш установлен заливщик приподнимает стопор и убедившись что металл не разливается по опоке открывает стопор полностью, тем самым обеспечивая непрерывный поток металла, что предотвращает попадания воздуха в полость формы. Форму залить быстрой, непрерывной струей, стояк держать постоянно заполненным. tзал=14200С.
После того как в выпорах появился металл заливщик перекрывает стопор.
065 Охлаждение форм. Охлаждение форм производится путем выдержки времени в соответствии с технологическим процессом.
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подп. |
| Дата |
| Лист |
| АТДП.150104.08.122 ПЗ. |
075 Дробеметная очистка поверхности. Очистка производится в дробеметном барабане, при использовании дроби ДКЧ 0,5 ДЧЛ 2,2 – 2,5 мм.
080 Визуальный осмотр. Осуществляется на глаз, без инструментов. Проводится для обнаружения поверхностных дефектов.
085 Обрезка пробылей и литниковой системы. Осуществляется при помощи газовых горелок. Остаток литниковой системы не должен быть более 5 мм.
090 Обрубка. Обрубку производят с помощью пневматических рубильных молотков РМ-1 с открытой рукояткой.
095 Зачистка. Зачищают механическим способом с помощью бормашины с насадками ручных форм.
100 Измерительный контроль. Измерения производятся с использованием приборов и инструментов:
лупы измерительные;
штангенциркули;
линейки измерительные металлические;
угломеры;
угольники;
щупы;
шаблоны.
105 Рентгенконтроль. Рентгеноконтроль заключается в непосредственном просвечивании отливки и фиксации изображения на рентгеновской пленке. Детали на рентгеноконтроль поступают с сопроводительными документами. Перед просвечиванием на контролируемой детали устанавливают маркировочные знаки, изготовленные из более плотного материала, а также устанавливают эталоны чувствительности. Деталь устанавливают на аппарат просвечивания, затем закладывают пленку под снимаемый объект. Во время просвечивания источники излучения, просвечиваемая деталь и кассета должны находиться в условиях, исключающих их взаимное перемещение (сотрясение, вибрация и т.д.). После просвечивания проявить пленку на неготоскопе в фотолаборатории.
110 Магнитный контроль. Магнитопорошковая дефектоскопия основана на выявлении
локальных магнитных полей рассеяния, возникающих над дефектом, с помощью ферромагнитных частиц, играющих роль индикатора.
Магнитное поле рассеяния возникает над дефектом вследствие того, что в намагниченной детали магнитные силовые линии, встречая на своем пути дефект, огибают его как препятствие с малой магнитной проницаемостью, в результате чего магнитное поле искажается, отдельные магнитные силовые линии вытесняются дефектом на поверхность, выходят из детали и входят в нее обратно.
При этом по обе стороны от трещин, то есть по краям дефекта, возникают местные магнитные полюсы N и S, создающие локальное магнитное поле рассеяния.
115 Термическая обработка. Производится в печах ТДО. Термическая обработка производится с целью повышения прочности и твёрдости, увеличения срока службы детали, снятие внутренних напряжений.
120 Разделка под заварку. Заварка производится по необходимости при наличии внутренних дефектов, которые после их исправлении не изменят физические и механические свойства детали. Поверхность обрабатывают, обезжиривают и зачищают.
125 Заварка. Заварку производят на электросварочном аппарате
электродами, по химическому составу соответствующие химическому
составу сплава отливки.
130 Контроль места заварки. Место заварки зачищают и шлифуют обдирочным станком, напильниками. После чего проверяется при помощи
электролампы. В этот контроль также входит и окончательный контроль, где проверяют конфигурацию и форму отливок.
135 Транспортировка на склад готовой продукции. Готовую продукцию транспортируют на склад или отправляют прямо заказчику.
Контроль качества литья
Контроль отливок нужен для выявления дефектов, которые могут образоваться. Отливка «Барабан» подвергается визуальному контролю, рентгенконтролю, магнитному и окончательному контролю.
Визуальный контроль позволяет обнаружить дефекты, при внешнем осмотре, допускается применение увеличительных стекол.
Рентгеноконтроль заключается в непосредственном просвечивании и фиксации изображения на рентгенпленки.
Порядок проведения контроля:
Подготовка отливки к просвечиванию (очистка отливок от загрязнений);
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подп. |
| Дата |
| Лист |
| АТДП.150104.08.122 ПЗ. |
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подп. |
| Дата |
| Лист |
| АТДП.150104.08.122 ПЗ. |
Для данной отливки выбираем угловое просвечивание. Определение режимов просвечивания (используется аппарат Isovolt-320). Усиливающим средством является свинцовооловянистая фольга толщиной 0,05-1мм; Просвечивание-съёмка (осуществляется только после проведения подготовительной работы). Рентгеновскую трубку устанавливают в соответствии с выбранной схемой просвечивания. Просвечивание осуществляется в специальных камерах или помещениях, при этом присутствие в них обслуживающего персонала не допустимо; Фотообработка экспонированной пленки (проявление, промежуточная промывка, фиксирование, окончательная промывка, сушка плёнки); Расшифровка снимков и разбраковка отливок проводится опытными контролёрами, при этом рентгеновские снимки просматриваются в проходящем свете на неготоскопах, обеспечивающих регулирование яркости поля. Разбраковка отливок осуществляется в соответствии с установленными эталонами или НТД.
Магнитный контроль. Магнитопорошковая дефектоскопия основана на выявлении локальных магнитных полей рассеяния, возникающих над дефектом, с помощью ферромагнитных частиц, играющих роль индикатора. Магнитное поле рассеяния возникает над дефектом вследствие того, что в намагниченной детали магнитные силовые линии, встречая на своем пути дефект, огибают его как препятствие с малой магнитной проницаемостью, в результате чего магнитное поле искажается, отдельные магнитные силовые линии вытесняются дефектом на поверхность, выходят из детали и входят в нее обратно. При этом по обе стороны от трещин, то есть по краям дефекта, возникают местные магнитные полюсы N и S, создающие локальное магнитное поле рассеяния. Магнитное поле рассеяния в зоне дефекта тем больше, чем больше дефект и чем ближе он к поверхности детали. Наилучшее выявление дефекта будет в том случае, когда магнитные силовые линии в намагниченной детали располагаются под прямым (или близком к нему) углом к направлению дефекта. Для обнаружения магнитного поля рассеяния на контролируемые участки детали наносят магнитный порошок. Нанесение магнитного порошка на контролируемую поверхность детали осуществляют двумя способами, реализующими "сухой" или "мокрый" метод. В первом случае для обнаружения дефектов используют сухой ферромагнитный порошок. При использовании "мокрого" метода контроль осуществляется с помощью магнитной суспензии, т.е. взвеси ферромагнитных частиц в жидких средах: трансформаторном масле, смеси трансформаторного масла с керосином, смеси обыкновенной воды с антикоррозионными веществами. Магнитное поле рассеяния выявляется благодаря тому, что на ферромагнитные частицы порошка действуют пондеромоторные силы этого поля, которые стремятся затянуть эти частицы в места наибольшей концентрации магнитных силовых линий.
В результате ферромагнитные частицы собираются над дефектом, образуя рисунок в виде полосок или цепочек. Ширина полосок из скопившихся частичек обычно значительно больше ширины дефекта, поэтому этим методом контроля могут быть выявлены даже мельчайшие трещины, надрывы, волосовины и другие мелкие дефекты.
Окончательный контроль. Производится перед сдачей готовой отливки из литейного цеха. Задача окончательного контроля заключается в определении пригодности отливки. При этом качество отливки оценивают на соответствие ГОСТам и ТУ по химическому составу, механическим свойствам, чертежу и сопроводительной документации.
Перечисленные виды контроля позволяют выявить следующие дефекты.
Таблица 6 - Характерные дефекты отливки «Барабан».
| Дефекты. | Причины образования. | Методы устранения. | Меры предупреждения. |
| Газовые раковины. | Чрезмерная влажность, низкая tо с заливки сплава. | Неустраним. | Подсушка шихты, тщательное раскисление и дегазация. |
| Ужимина. | Сильное уплотнение сырых форм. | Неустраним. | Не переуплотнять форму, применять специальные формовочные краски. |
| Недоливы и спай. | Недостаточная жидкотекучесть заливаемого металла, влажная формовочная смесь, большое количество каменноугольной пыли в формовочной смеси. | Сварка. | Повышение tо сплава, контролировать влажность формовочной смеси, обеспечить надежное крепление формы. |
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подп. |
| Дата |
| Лист |
| АТДП.150104.08.122 ПЗ. |
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подп. |
| Дата |
| Лист |
| АТДП.150104.08.122 ПЗ. |
4 Расчёты
4.1 Расчёт литниково – питающей системы
Литниковая система для отливки «Барабан» нижнебоковая сужающаяся, подвод металла осуществляется в полость формы через коллектор. Произведем расчет малого сечения.
Расчет малого сечения проводим по формуле Озана Диктора: [5, стр. 162].
∑Fм.с = 
, (8)
Принимая плотность жидкой стали p = 7,817 г/см3, ускорение свободного падения g = 981 см/с2 и массу отливки с прибылями G=640 кг.
Где: 
- коэффициент расхода литниковой системы и полости формы; Нр – расчетный статический напор, см.
Нр = Н0 – 
, (9)
Где: Н0 – напор металла над питателями;
Р – часть отливки расположенная выше плоскости разъема;
С – общая высота отливки.
Н0 – определяется как сумма высоты отливки в верхней полуформе и минимально допустимой толщины формовочной смеси над отливкой [6, табл. 27].
Н0==595 мм.
Нр=595 - 
3975=39,75см.
=0,5 [6, стр. 164].
t= S 
, (10)
где: S – коэффициент, учитывающий жидкотекучесть сплава и тип литниковой системы.
d - преобладающая или средняя толщина стенки отливки, мм.
G – общая масса отливки, литников и прибылей, кг.
G ==640.
S =1,75 [6, табл. 30].
d =35 мм.
t = 1,75 
=49,35 с.
Рассчитываем ∑ сечение питателей Fпит.
Fм.с= 
= 17,84см.
Определяем соотношение площадей элементов литниковой системы Fпит: Fшл: Fст. = 1: 1 :1 [6, табл. 48].
Fпит: Fшл: Fст. = 17,84см2: 17,84см2: 17,84см2.
Определяем размеры стояка
Размеры стояка внизу
dст.н = 
= 
= 4,77 см.
Размер стояка вверху
dст.в = dст.н + 0,01´Н0
dст.в =4,77+0,01*59,5=5,365 см.
Рассчитываем размер заливочной воронки
Высота воронки
hв = (2-3)´ dст.в., (11)
hв = 2´5,365 = 10,73 см.
Диаметр воронки вверху
dв.в = (2-3)´ dст.в, (12)
dв.в = 2´5,365 = 10,73 см.
Рассчитываем размеры шлакоуловителя.
Ширина у основания
bшл.o = 
, (13)
bшл.o = 
= 3,78см.
Ширина вверху
bшл.в = 0,8´bшл.о, (14)
bшл.в = 0,8´3,78= 3 см.
Высота шлакоуловителя
hшл = 1.4´ bшл.о, (15)
hшл = 1.4´3,78 = 5,3 см.
Расчет размеров питателя
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подп. |
| Дата |
| Лист |
| АТДП.150104.08.122 ПЗ. |
hпит = 0,8´3,7=2,96 см.
Ширина питателя
∑bп = 
= 
= 5,99 см.
Длина питателя
lпит = (0.5) hпит = 0.5*5.3=2.65 см.
Расчет прибыли
Согласно справочных данных соотношение размеров прибыли принимаем исходя диаметра вписанного в массивный узел(dок) bпр = 2* dок
bпр = 2*6,8=13,6 см.
hпр = 1,5* bпр, (16)
hпр = 1,5*13,6=20,4 см.
Расчет формы
Форму рассчитываем с учетом расстояния между полостью отливки и опокой это расстояние равно 80 мм. С каждой стороны. С учетом этого выбираем опоку с размерами по ГОСТ 2133–75 и представим в виде эскиза (рис. 5).
H = 700 мм
L = 1000 мм
B = 900 мм
Рисунок 5 Эскиз опок.
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подп. |
| Дата |
| Лист |
| АТДП.150104.08.122 ПЗ. |
Состав шихты:
— Чугун П 1 – 10%
— Возврат собственного производства – 55,3%
— Брикетированная стружка – 10%
— Стальной лом 24,7 %
Предоставим химический состав сплава, химический состав компонентов шихты в таблицах (табл. 7, 8, 9) [9; табл. 2.3]
Таблица 7- Химический состав сплава, %
| Компоненты Сплав | C | Si | Mn | P | S |
| 35Л | 0,32-0,4 | 0,2-0,52 | 0,45-0,9 | 0,03-0,06 | 0,03-0,06 |
—
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подп. |
| Дата |
| Лист |
| АТДП.150104.08.122 ПЗ. |
| Компоненты | С | Si | Fe | Mn | P | S | ||
| Чушковый чугун: П1 | - | 0,7 | 98,6 | 0,5 | 0,1 | 0,1 | ||
| Возврат собственного производства | 0,36 | 0,36 | 98,55 | 0,67 | 0,03 | 0,03 | ||
| Лом стальной | 0,2 | 0,3 | 98,6 | 0,8 | 0,05 | 0,05 | ||
| Брикетированная стальная стружка | 0,36 | 0,36 | 98,55 | 0,67 | 0,03 | 0,03 | ||
Таблица 9 – Расчет компонентов на 100 кг.
| Компоненты | Масса | С | Si | Mn | P | S | Fe | |||||||
| % | кг | % | кг | % | кг | % | кг | % | кг | % | кг | % | кг | |
| Чугун: П1 | - | - | 0,7 | 0,07 | 0,5 | 0,05 | 0,1 | 0,01 | 0,1 | 0,01 | 98,6 | 9,86 | ||
| Возврат собственного производства | 55,3 | 55,3 | 0,36 | 0,199 | 0,36 | 0,199 | 0,67 | 0,372 | 0,03 | 0,016 | 0,03 | 0,016 | 98,55 | 54,498 |
| Брикетированная стружка | 0,36 | 0,036 | 0,36 | 0,036 | 0,67 | 0,067 | 0,03 | 0,003 | 0,03 | 0,003 | 98,55 | 9,855 | ||
| Стальной лом | 24,7 | 24,7 | 0,2 | 0,050 | 0,3 | 0,074 | 0,8 | 0,198 | 0,05 | 0,012 | 0,05 | 0,012 | 98,6 | 24,354 |
| Всего | ´ | 0,285 | ´ | 0,379 | ´ | 0,687 | ´ | 0,041 | ´ | 0,041 | ´ | 98,567 |
Определяем количество Si, которое необходимо дошихтовать:
0,414-0,285=0,129 кг.
Вводим лигатуру ФС 92 (Гост 1415-78) ( Si 92%)
Определяем количество Mn, которое необходимо дошихтовать.
0,737-0,687=0,05 кг.
Вводим лигатуру ФМн 0,5 (Гост 4755-80) (Mn 85%)
0,05*100/85=0,6 кг.
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подп. |
| Дата |
| Лист |
| АТДП.150104.08.122 ПЗ. |
Так как Ферромарганец усваивается на 80 %, поэтому количество лигатуры увеличивается.
0,05*100/80=0,75 кг.
Определяем количество С, которое необходимо дошихтовать.
0,378-0,285=0,093 кг.
Для того, чтобы увеличить содержание С на 0,1 % необходимо на 100 кг Ме добавить 0,13 кг электродного боя.
0,1-0,13
0,093- Х кг.
Хкг =0,13*0,093/0,1=0,12 кг.
Заносим в таблицу на 100 кг жидкого металла.
Таблица 10 – Шихтовая карта на 100 кг жидкого металла.
| Компоненты | Кг. | % | |
| Возврат | 55,3 | 54,75 | |
| П1 | 9,9 | ||
| Стружка | 9,9 | ||
| Лом | 24,7 | 24,45 | |
| ФС | 0,14 | 0,140 | |
| ФМн | 0,75 | 0,740 | |
| Электродный бой | 0,12 | 0,120 | |
| Всего | 101,01 | ||
Таблица 11 – Шихтовая карта на плавку.
| Данные: | Компоненты: | Кг |
| Печь ИСТ – 6 Вес плавки 6т | Возврат П1 Стружка Лом ФС ФМн Эл. Бой | 8,4 7,2 |
| Всего | 6060,6 |
Рассчитаем баланс металла на годовую программу в 25000 т. годного литья и предоставим в таблице (табл. 12).
Таблица 12 - Баланс металла
| Показатели | т | % | Состав шихты | т | % |
| Годное литье | Возврат | 30955,1 | 54,75 | ||
| Брак | 3750,5 | П1 | 5597,4 | 9,9 | |
| Металл на литниковую систему | 27223,1 | Стружка | 5597,4 | 9,9 | |
| Лом | 13823,8 | 24,45 | |||
| ФС | 79,15 | 0,14 | |||
| Жидкий металл | 55973,6 | ФМн | 418,38 | 0,74 | |
| Безвозвратные потери | 565,39 | Эл. бой | 67,77 | 0,12 | |
| Металозавалка | Итого |
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подп. |
| Дата |
| Лист |
| АТДП.150104.08.122 ПЗ. |
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подп. |
| Дата |
| Лист |
| АТДП.150104.08.122 ПЗ. |