Технология изготовления отливок из цветных сплавов в серийном производстве

При введение алюминия температура в печи сильно возрастет, поэтому для захолаживания сплава (во избежание перегрева) одновременно с алюминием необходимо частями вводить оставшуюся медь.

По расплавлении всего алюминия и остатков меди продолжить нагрев до полного растворения железа, никеля и марганца. Полноту растворения контролировать прощупыванием ломика.

После полного расплавления шихты отключить печь и взять пробу на экспресс-анализ.

По результатам экспресс-анализа при необходимости произвести корректировку химического состава.

Продолжить нагрев до 1230-1250оС и слить в чистый, нагретый до красного цвета ковш, предварительно засыпав в него 1-2 кг  прокаленного криолита. Ковш сверху накрыть листом асбеста.

Произвести продувку сплава в ковше инертным газом – аргоном (ГОСТ 10157, сорт высший или первый).

Инертный газ необходимо вводить в расплав из аргонопровода через редуктор по бесшовной трубе (ГОСТ 8734),  изготовленной из низкоуглеродистой стали (ГОСТ 380) с наружным диаметром 17-25 мм и толщиной стенки 2,5-4,0 мм.

Перед продувкой трубу подогреть над расплавленным металлом, открыть вентиль и с целью удаления воздуха и влаги продуть трубу аргоном.

Сдвинуть лист асбеста, прикрывающий зеркало металла, так. чтобы через зазор свободно можно было погрузить трубу и наблюдать за состоянием расплава в момент продувки.

Медленно погрузить трубу в металл на глубину ¾ высоты ковша. Отрегулировать вентилем на трубе поступление газа, наблюдая при этом за поверхностью зеркала металла.

Продувку аргоном производить в течение 8-10 минут, после чего трубу удалить из расплавленного металла и закрыть вентиль.

Выдержать металл в течение 3-5 минут, снять шлак, отобрать пробу на химический анализ, на излом и газонасыщенность.

Приступать к заливке металла в формы.

В прибыльную часть отливки вставляют бирку с номером плавки. А по окончании заливки прибыльную часть отливки засыпать перлитом.

2.5 Расчет шихты. Шихтовые материалы.

Шихта состоит из возврата собственного производства с применением первичных металлов.

Пусть шихты состоит из 60% свежих материалов и 40% отходов собственного производства того же сплава.

Расчет произведем на 100 кг сплава без учета примесей в исходном сплаве. Примем что угар алюминия, меди и никеля составляет по 1%, марганца и железа – по 2%.

Увеличим количество шихтовых материалов на величину потерь от угара:

Al: 9*1/100=0,09 кг

Fe: 4*2/100=0,08 кг

Ni: 4*1/100=0,04 кг

Mn: 1*2/100=0,02 кг

Cu: 82*1/100=0,82 кг

Таблица 5 — Исходные и расчетные данные

Исходя из приведенных расчетов (таблица 5) для выплавки 100 кг сплава БрА9Ж4Н4Мц1 необходимо:

Al: 9,09 кг

Fe: 4,08 кг

Ni: 4,04 кг

Mn: 1,02 кг

Cu: 82,82 кг

Всего: 101,05 кг

Для выплавки 1000 кг сплава необходимо:

Al: 90,9 кг

Fe: 40,8 кг

Ni: 40,4 кг

Mn: 10,2 кг

Cu: 828,2 кг

Всего: 1010,5 кг

Угар составляет:

Al: 0,9 кг

Fe: 0,8 кг

Ni: 0,4 кг

Mn: 0,2 кг

Cu: 8,2 кг

Всего: 10,5 кг

Массовая доля в цеховых отходах:

Al: 25 кг

Fe: 20 кг

Ni: 20 кг

Mn: 5 кг

Cu: 330 кг

Всего: 400 кг

Содержание свежих материалов:

Al: 65,9 кг

Fe: 20,8 кг

Ni: 20,4 кг

Mn: 5,2 кг

Cu: 498,2 кг

Всего: 610,5 кг

Металлозавалка для печи ИЛТ-1 составляет:

- отходы собственного производства – 400 кг

- свежие материалы – 610,5 кг

2.6 Подготовка и сборка форм под заливку.

Литейная форма (рисунок 8) представляет собой систему элементов, образующих рабочую полость с внешними контурами получаемой отливки. После заливки в такую полость жидкого металла он охлаждается в ней и затвердевает, образуя отливку.

Литейная форма состоит из двух частей (полуформ), собранных в одно целое. Полуформа, т. е. верхняя или нижняя половина литейной формы, представляет собой опоку, в которой находится в уплотненном состоянии смесь неорганических (кварцевый песок, глина и др.) и органических (опилки, уголь и др.) материалов (формовочная смесь).

Формовочная смесь должна обладать огнеупорностью, прочностью, хорошей податливостью для предотвращения горячих и холодных трещин в отливках, выбиваемостью, пластичностью, газопроницаемостью, долговечностью, неприлипаемостью к литейной оснастке.

Для изготовления форм применяется единая быстросохнущая графитовая смесь марки ГБ. Состав и химические свойства формовочной смеси ГБ представлены в таблицах 6 и 7 соответственно.

Таблица 6 — Состав формовочной смеси ГБ в процентах

Таблица 7 — Физико-механические свойства формовочной смеси ГБ

Назначение литейной опоки — удерживать смесь при ее уплотнении, перемещении и сборке полуформ. Опоки снабжают цапфами или ручками для их транспортирования. Крупные опоки имеют крестовины, которые придают опоке жесткость и прочность. При изготовлении отливки корпус используется литая стальная опока, габариты которой 700×800 мм.

В литейной форме выполняют систему каналов, т. е. литниковую систему.

Для улучшения газопроницаемости формы в ней выполняют вентиляционные каналы — тонкие полости, получаемые при накалывании полуформ острыми металлическими иглами-душниками.

Далее в форму устанавливают литейный стержень — элемент литейной формы, предназначенный для образования отверстий, полостей или других сложных контуров в отливке. Стержни в форме фиксируют на знаках — выступах, входящих в соответствующие впадины рабочей полости.

Для изготовления стержней применяется быстросохнущая смесь 1ФБ, химический состав и физико-механические свойства которой представлены в таблицах 8 и 9 соответственно.

Таблица 8 — Состав стержневой смеси 1ФБ в процентах