Рациональное использование природных ресурсов. Содержание 1анализ и тенденции развития литья теплоэнергетического оборудования 5

• Название: Содержание 1анализ и тенденции развития литья теплоэнергетического оборудования 5
• Анкор: Рациональное использование природных ресурсов
• Дата: 26.09.2022
• Размер: 1.71 Mb.
• Имя файла: DIPLOM.doc
• Тип: Реферат; #698063
• страница: 9 из 21

4АНАЛИЗ БРАКА ПОЛУЧЕННЫХ ОПЫТНЫХ ОТЛИВОК И ПУТИ ЕГО УСТРАНЕНИЯ

В процессе разработки технологии и совершенствовании ее от первого варианта (Рис.РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОТЛИВКИ ТЕПЛООБМЕННИКА-2, а) ко второму (Рис.РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОТЛИВКИ ТЕПЛООБМЕННИКА-2, б), получали отливки, в которых наблюдался брак, связанный с различными факторами. Анализ различных видов брака при литье ребристых теплообменников (радиаторов) позволил предпринять ряд мер по его предотвращению, что, в свою очередь, вносило коррективы в разработанную технологию.

Тонкостенное литье, каким является радиаторное производство, имеет свои специфические особенности. При тонкостенном литье особенно часто наблюдается, что один и тот же вид брака вызывается разными причинами. Только детальное изучение характерных внешних признаков каждого вида брака с нахождением отличительных, решающих признаков позволяет верно классифицировать брак, а следовательно, выявить действительную причину.

Так, например, радиатор не выдерживает гидравлической пробы и дает течь или потение вследствие наличия следующих дефектов:

1. 
   спая;
   
2. 
   засоров (земляных и шлаковых);
   
3. 
   раковин (газовых, усадочных);
   
4. 
   пористой структуры металла;
   
5. 
   тонкого тела (1-1.5 мм).
   

Часто этот вид брака относят за счет неудовлетворительной земли или пористого (вследствие крупной графитизации) металла. В действительности брак вызывается совокупностью причин, связанных с неправильной формовкой, заливкой и плохим качеством земли и металла.

Причины брака по вине формовки:

1. 
   модель не засеяна (с крупных кусков гравия и металла легко смывается земля);
   
2. 
   формы и стержни не продуты;
   
3. 
   модель не очищена от приставших частиц земли (особенно резко сказывается при горячей влажной земле);
   
4. 
   не отделан литник (чаша имеет обрывистую, не гладкую поверхность);
   
5. 
   сдвинуты опоки.
   

Размывание земли металлом (струя не попадает в середину литника), незаполнение литниковой системы, повышенная скорость заливки и зашлаковывание обусловливают получение бракованных радиаторов.

Из числа причин, связанных с качеством земли, следует отметить следующие:

1. 
   недостаточная связность (недостаток глины, плохая механическая обработка);
   
2. 
   низкая влажность (меньше 4.5 %);
   
3. 
   малая газопроницаемость;
   
4. 
   запыленность;
   
5. 
   крупнозернистый песок.
   

Рис.АНАЛИЗ БРАКА ПОЛУЧЕННЫХ ОПЫТНЫХ ОТЛИВОК И ПУТИ ЕГО УСТРАНЕНИЯ-1. Недолив

Металл, содержащий газовые и усадочные раковины (высокозернистый, окисленный металл), и холодный металл (температура ниже 1340 °С) также является причиной брака. Пористость чугуна в радиаторах обусловлена крупной графитизацией.

Самым характерным видом брака является непроливаемость тонких ребер поверхности теплообмена радиатора (Рис.АНАЛИЗ БРАКА ПОЛУЧЕННЫХ ОПЫТНЫХ ОТЛИВОК И ПУТИ ЕГО УСТРАНЕНИЯ-1). Такой вид брака возможен по двум причинам: “замерзание” металла и неудовлетворительный газовый режим формы. С целью улучшения газового режима формы в полуформе верха для каждого ребра были выполнены наколы, что заметно снизило количество не проливаемых ребер. Для полного устранения этого дефекта необходимо обеспечить подпитку каждого ребра свежими порциями металла. С этой целью предусмотрены пенополистироловые вкладыши (Рис.РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОТЛИВКИ ТЕПЛООБМЕННИКА-2, б), которые вкладываются в процессе формовки между каждым ребром в верхней его части и после удаления модели остаются в форме (Рис.РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОТЛИВКИ ТЕПЛООБМЕННИКА-3). В процессе заливки формы пенополистирол разлагается и образовавшийся канал связывает все ребра между собой и двумя массивными фланцами. По этому каналу осуществляется подпитка ребер жидким металлом до полного их заполнения. Таким образом полностью исключается брак по непроливаемости ребер (Рис.АНАЛИЗ БРАКА ПОЛУЧЕННЫХ ОПЫТНЫХ ОТЛИВОК И ПУТИ ЕГО УСТРАНЕНИЯ-2).



Рис.АНАЛИЗ БРАКА ПОЛУЧЕННЫХ ОПЫТНЫХ ОТЛИВОК И ПУТИ ЕГО УСТРАНЕНИЯ-2. Годная отливка

Однако, ввод в форму пенополистироловых вкладышей приводит к повышению газотворности формы, что в свою очередь приводит к такому дефекту как газовые раковины. На Рис.АНАЛИЗ БРАКА ПОЛУЧЕННЫХ ОПЫТНЫХ ОТЛИВОК И ПУТИ ЕГО УСТРАНЕНИЯ-3показан характерный вид брака для данной отливки - газовая раковина на фланце. Для предотвращения этого вида брака необходимо улучшить систему вентиляции формы. С этой целью на отливке установлены два выпора (Рис.РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОТЛИВКИ ТЕПЛООБМЕННИКА-2, б). Выпора, в совокупности с вентиляционными каналами, обеспечивают своевременный отвод газов из полости формы. Для того, чтобы система выпоров сработала, необходимо также предотвратить их замерзание, т.к. если выпор закристаллизуется раньше, чем весь металл в форме, то он закроет выход газа из полости формы и газ останется в металле. Такое явление наблюдалось на ряде отливок. Для исключения этого явления необходимо увеличить площадь сечения выпора. Такой выпор играет двойную роль: обеспечивает своевременный выход газа и подпитку отливки жидким металлом во время кристаллизации, выполняя роль прибыли. Таким образом предотвращаются газовые дефекты и усадочные раковины, которые возможны при заливке в форму перегретого металла.

Следующим наиболее крупным видом брака являются засоры полости формы. Извлечение модели из формы, вследствие обширной поверхности их соприкосновения, затруднительно. В результате происходит частичное разрушение формы, что приводит к засорам ее полости. Удалить эти частицы из полости формы практически не возможно из-за очень тонкого и глубокого рельефа отливки. В результате, в процессе заливки происходят песчаные раковины в теле отливки, что отрицательно сказывается на ее герметичности, и на поверхности ребер, что сокращает площадь поверхности теплообмена (Рис.АНАЛИЗ БРАКА ПОЛУЧЕННЫХ ОПЫТНЫХ ОТЛИВОК И ПУТИ ЕГО УСТРАНЕНИЯ-4). Снизить эти виды брака позволяет применение протяжного шаблона с резьбовым протяжным устройством (Рис.РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОТЛИВКИ ТЕПЛООБМЕННИКА-4).



Рис.АНАЛИЗ БРАКА ПОЛУЧЕННЫХ ОПЫТНЫХ ОТЛИВОК И ПУТИ ЕГО УСТРАНЕНИЯ-3. Газовые раковины



Рис.АНАЛИЗ БРАКА ПОЛУЧЕННЫХ ОПЫТНЫХ ОТЛИВОК И ПУТИ ЕГО УСТРАНЕНИЯ-4. Засоры



Рис.АНАЛИЗ БРАКА ПОЛУЧЕННЫХ ОПЫТНЫХ ОТЛИВОК И ПУТИ ЕГО УСТРАНЕНИЯ-5. Образцы вырезанные из тела отливки

Газовая пористость, наблюдаемая на некоторых ребристых трубах (“потение” поверхности в результате гидроиспытаний), связана с газотворной способностью стержня. Для ее исключения необходимо строго следить за режимом сушки стержня и временем его нахождения в форме до заливки. Время нахождения стержня в собранной форме до заливки не должно превышать 4-6 часов.

Остальные виды брака также вскрываются при гидроиспытаниях отливок. Эти виды брака связаны с тем, что радиаторы не держат давление испытания 11 кгс/см². К таким видам брака относятся усадочная пористость и дефекты связанные со структурой металла и его плотностью. На Рис.АНАЛИЗ БРАКА ПОЛУЧЕННЫХ ОПЫТНЫХ ОТЛИВОК И ПУТИ ЕГО УСТРАНЕНИЯ-5 представлены образцы вырезанные из тела отливки в тепловых узлах (Рис.АНАЛИЗ БРАКА ПОЛУЧЕННЫХ ОПЫТНЫХ ОТЛИВОК И ПУТИ ЕГО УСТРАНЕНИЯ-6). На некоторых шлифах выполненных из этих образцов обнаружена усадочная пористость (Рис.АНАЛИЗ БРАКА ПОЛУЧЕННЫХ ОПЫТНЫХ ОТЛИВОК И ПУТИ ЕГО УСТРАНЕНИЯ-7). Для устранения этих дефектов необходимо стабильное получение строго определенной структуры чугуна, в частности перлитной.



Рис.АНАЛИЗ БРАКА ПОЛУЧЕННЫХ ОПЫТНЫХ ОТЛИВОК И ПУТИ ЕГО УСТРАНЕНИЯ-6. Тепловые узлы



Рис.АНАЛИЗ БРАКА ПОЛУЧЕННЫХ ОПЫТНЫХ ОТЛИВОК И ПУТИ ЕГО УСТРАНЕНИЯ-7. Усадочная пористость