шпоры. экзамен мткм. 1 свойства конструкционных материалов физические, химические, эксплуатационные. Свойства конструкционных материалов
 Скачать 1.52 Mb.
|
|
16) Производство меди. Для производства меди применяют медные руды, отходы меди и её сплавов. В рудах медь находится в виде сернистых соединений, гидрокарбонатов, оксидов. Перед плавкой руды обогащают, получая концентрат. Для уменьшения серы его подвергают окислительному обжигу при Т=750-800. При пирометаллургическом способе концентрат переплавляют в отражательных или электрических печах Т= 1250-1300. Сульфиды меди и железа сплавляются образуя штейн, а расплавленные силикаты железа растворяют другие оксиды образуя шлак. Затем медный штейн направляют в конвертеры для получения черновой меди (98,4-99,4% Cu и некоторое содержание примесей). Затем черновую медь рафинируют для удаления вредных примесей и газов. Сначала огневое рафинирование в отражательных печах для удаления примесей S, Fe, Ni, As, и др. Затем удаляют газы , помещая в медь сырое дерево. Пары воды перемешивают медь и способствуют удалению SO2 и других газов. После огневого рафинирования получают медь чистотой 99-99,5%. Из неё отливают чушки. Электролитическое рафинирование позволяет получить медь 99,95%. Медь один из важнейших металлов, является главным материалом в электро и радиотехнике. 17) Производство алюминия. Основное сырьё для производства алюминия алюминиевые руды - бокситы, нефелины, алуниты, каолины. Самые важные бокситы. Алюминий получают электролизом глинозёма (окиси алюминия Al2O3) в расплавленном криолите Na3AlF6 с добавлением фтористых натрия и алюминия. Технологический процесс производства алюминия на три этапа 1) получение безводного, свободного от примесей глинозёма (оксида алюминия) Глинозём получают из бокситов путём их обработки щёлочью. Полученный алюминат натрия подвергают гидролизу, в результате выпадает осадок (кристаллы), котрые высушивают и обезвоживают во вращающихся печах Т=1150-1200 и получают глинозём. 2) получение криолита из плавикового шпата Из плавикового шпата получают фтористый водород, а затем плавиковую кислоту, вводят гидроксид алюминия, получается фторалюминиевая кислота, которую нейтрализуют содой и получают криолит. Отфильтровывают и просушивают. 3) электролиз глинозёма в расплавленном криолите Проводят в электролизере в кортом имеется ванна из углеродистого материала. В ванне слоем 250-300 мм находится расплавленный алюминий, служащий катодом, и жидкий криолит. Вводят угольный анод, ток 70-75 кА и напряжение 4-4,5 В, Т=1000. Алюминий собирается на дне ванны под слоем электролита, его периодически извлекают используя спец устройства. Получили алюминий-сырец , содержащий мет и немет. включения и газы. Удаляют их рафинированием – продувая хлор через алюминий. Хлористый алюминий проходит через расплавленный металл, всплывают металические включения. Затем в печь Т=690-730 для всплытия неметаллических включений и выделения газа. После рафинирования чистота алюминия 99,5 - 99,85%. 18) Литейное производство. Классификация способов литья. Литейное производство – отрасль машиностроения, занимающаяся изготовлением фасонных заготовок или деталей путём заливки расплавленного металла в специальную форму, полость которой имеет конфигурацию заготовки (детали). При охлаждении залитый металл затвердевает и в твёрдом состоянии сохраняет конфигурацию той полости, в которую был залит. Конечную продукцию называют отливкой. В процессе кристаллизации расплавленного металла и последующего охлаждения формируются механические и эксплуатационные свойства. Литьём получают разнообразные конструкции отливок массой от нескольких граммов до 300т, длинной от нескольких сантиметров до 20 м, со стенками толщиной 0,5-500 мм (блоки цилиндров, поршни, коленчатые валы, корпуса и крышки редукторов, зубчатые колёса, станины станков, турбинные лопатки и т.д.). Для изготовления отливок применяют множество способов литья: в песчаные формы, в оболочковые формы, по выплавляемым моделям, в кокиль, под давлением, центробежное литьё и т.д. Область применения того или иного способа литья определяется объёмом производства, требованиям к геометрической точности и шероховатости поверхности отливок, экономической целесообразностью и т.д. 19) Литейные сплавы. Свойства литейных сплавов. Для производства отливок используются сплавы чёрных металлов: серые, высокопрочные, ковкие и другие виды чугунов; углеродистые и легированные стали; сплавы цветных металлов; медные (бронза, латунь), цинковые, алюминиевые и магниевые сплавы; сплавы тугоплавких металлов: титановые, молибденовые, вольфрамовые и др. Литейные сплавы должны обладать высокими литейными свойствами (высокой жидкотекучестью, малой усадкой и склонностью к образованию трещин и др.); требуемыми физическими и эксплуатационными свойствами. Выбор сплава для тех или иных литых деталей является сложной задачей, поскольку все требования в реальном производстве учесть не предоставляется возможным. Жидкотекучесть - способность хорошо заполнять и точно воспроизводить все контуры литейной формы. Усадка - свойство металлов и сплавом уменьшает свой объем при затвердевании и охлаждении. Различают линейную и объёмную усадку. Линейная – уменьшение лилейных размеров отливки при её охлаждении. Объёмная – уменьшение объёма сплава при его охлаждении в литейной форме при формировании отливки. Заполняемость характеризует способность металлов и сплавов воспроизводить контур отливок в особо тонких сечениях. Ликвация - химическая неоднородность по сечению отливки, возникающая в процессе кристаллизации. Ликвация предотвращается перемешиванием сплава перед заливкой в форму и большой скоростью охлаждения во время кристаллизации. При кристаллизации и последующем охлаждении растворимость газов уменьшается, и могут образовывать газовые раковины и поры. Для уменьшения газонасыщености используют сухую шихту, применяют плавку в вакууме. 20) Дефекты литья. Причины возникновения. Виды дефектов: 1) газовые раковины - полости в теле отливки созданные воздухом или газами. Причины недостаточная газонепроницаемость, повышенная влажность смесей. 2) усадочные раковины (открытые, закрытые) образуются в процессе охлаждения и усадки, причины, неправильная конструкция формы, перегретый металл. 3) песчаные раковины - это пустоты в теле отливки, заполненные формовочной смесью, причины - разрушение отдельных частей формы, проникновение шлака в форму. 4) трещины, причины - недостаточная податливость стержней и отдельных частей формы, ранняя выбивка отливки из формы. Различают горячие и холодные. Существенное различие горячих и холодных трещин заключается в том, что горячие трещины возникают до прекращения «свечения отливки», а холодные – ниже температуры «свечения отливки». 5) заливы - непредусмотренные чертежом. Причины -излишний зазор между полуформами 6) недоливы- неполное заполнение формы, причины недостаточная жидкотекучесть расплава, недостаточный размер питателей 7) перекосы - искажение формы и размеров отливки из-за смещения полуфрм 8) Коробление - это искажение размеров и конфигурации отливок при неравномерном охлаждении отдельные частей отливки. Так же к дефектам литья относятся: наросты, вмятины, окалина, усадочные раковины, поры и газовые пузыри, неметаллические включения, плены, неслиты, спаи, термические трещины. 21) Литье в песчано-глинистые формы. Ручная формовка. Ручную формовку применяют для получения одной или нескольких отливок в условиях опытного производства, при изготовлении крупных отливок (массой до 200т). Формовка в парных опоках по разъёмной модели наиболее распространена. На модельную плиту устанавливают нижнюю половину модели , питатели и опоку в которую засыпают формовочную смесь и уплотняют. Опоку поворачивают на 180 градусов, устанавливают верхнюю половину модели, шлакоуловитель, выпоры, стояк. По центрирующим штырям устанавливают верхнюю опоку, засыпают формовочную смесь и уплотняют. После извлечения модели стояка и выпоров форму раскрывают. Из полуформ извлекают модели и модели питателей и шлакоуловителей, в нижнюю полуформу устанавливают стержень и накрывают нижнюю полуформу верхней. После заливки расплавленного металла и его затвердевания литейную форму разрушают и извлекают отливку. Формовку шаблонами применяют в единичном производстве для получения отливок, имеющих конфигурацию тел вращения. Формовку в кессонах применяют для изготовления крупных отливок массой до 200т. Формовку в стержнях применяют в массовом и крупносерийном производстве при изготовлении отливок сложной конфигурации. Формовку с использованием жидкостекольных смесей применяют при изготовлении отливок массой до 40 т в серийном и еденичном производстве. 22) Литье в песчано-глинистые формы. Машинная формовка. Применяют для производства отливок в массовом и серийном производстве. Машинная формовка механизирует установку опок на машину, засыпку формовочной смеси в опоку, уплотнение смеси, удаление модели из формы, транспортирование и сборку форм. Машинная формовка обеспечивает высокую геометрическую точность полости формы по сравнению с ручной формовкой, повышает производительность труда, исключает трудоёмкие ручные операции, сокращает цикл изготовления отливок. При машинной формовке формовочную смесь уплотняют прессованием, встряхиванием, пескомётом, вакуумной формовкой. Уплотнение формовочной смеси прессованием осуществляется при подаче сжатого воздуха при давлении 0,5-0,8 Мпа в нижнюю часть цилиндра 1, в результате чего прессовый поршень 2, стол 3, плита 4 подымаются.  Для достижения равномерной плотности формовочной смеси в опоке используют многоплунжерные колодки (б). 1-колодка, 2- поршень, 3-плунжер. Уплотнение формовочной смеси встряхиванием (в) осуществляется при подаче сжатого воздуха 0,5-0,8Мпа в нижнюю часть цилиндра 1, поршень 2 подымается на высоту 25-80мм, впускное отверстие 10 перекроется поршнем и откроет выхлопное окно 7. 8 –торец цилиндра , 4- плита, 3-стол, 5-опока. 120-200 ударов в минуту. Уплотнение формовочной смеси пескомётом 1- головка, 2- ковш, 3- окно,4- кожух, 5- ротор, 6- вал, 7-пакеты, 8 –опока,9- модель, 10- модельная плита. (1000-1200 об/мин), для уплотнения крупных форм. Плёночно-вакуумная формовка 1- модельная плита, 2- модель, 3- опока, 4,6- разогретая полимерная плёнка не более 0,1мм(вакуум 4-6Мпа), 5- кварцевый песок,7- воздушная коробка(вакуум 2,6-5,2МПа). |