Материалы

Изготовление литых изделий осуществляется из литейных сплавов, к которым относятся:

• Чугуны — серый литейный, ковкий и высокопрочный.

• Медные сплавы — латуни и бронзы.

• Алюминиевые сплавы.

• Стали — углеродистые и легированные.

• Магниевые сплавы.

В настоящее время примерно 75 % литья осуществляется из серого литейного чугуна, 20 % — из стали, 3 % — из ковкого чугуна и 2 % из цветных сплавов.

Билет №3

Производство стали в конвертерах

Сталь отличается от чугуна меньшим содержанием углерода и неизбежных примесей — кремния, марганца, серы и фосфора. Она хорошо обрабатывается давлением, имеет более высокую прочность и пластичность, чем чугун. Основным сырьем для получения стали служат предельный чугун и металлический лом. Сущность процесса переработки чугуна в сталь заключается в уменьшении содержания в чугуне примесей путем их окисления. В настоящее время сталь производится следующими основными способами: конвертерным, мартеновским и электросталеплавильным. Производство стали в конвертерах. Конвертер для производства стали представляет собой сосуд грушевидной формы, вращающийся стали, вращающийся на полуосях (цапфах). Кожух конвертера изготовляется из листовой стали и выкладывается внутри огнеупорным кирпичом.

Через горловину в конвертер 2 заливается жидкий чугун 1, для чего конвертер наклоняется (рис. 14, а) и его днище 4 с отверстиями (соплами) оказывается выше уровня чугуна. Затем через сопла пускается воздух, конвертеру поворотом на полуосях 3 сообщают вертикальное рабочее положение, при котором поступающий воздух проходит через залитый в конвертер под давлением 2—2,5 ати, что предохраняет сопла от заливания чугуном. Кислород продуваемого воздуха, перемешиваясь с жидким чугуном, окисляет содержащиеся в нем примеси. В процессе окисления примесей, особенно кремния, выделяется значительное количество тепла, благодаря чему температура жидкого металла поднимается от 1200° (точка плавления чугуна) до 1500° (точка плавления стали). Когда содержание примесей будет доведено до уровня требуемого техническими условиями на выплавляемую марку стали, подача воздуха прекращается и металл сливается в ковш (рис. 14, в), представляющий собой металлический сосуд, выложенный внутри огнеупорными материалами. Из ковша металл разливается в изложницы. Изложницей называется чугунная форма для получения слитка. В зависимости от назначения слитка изложницы имеют различные размеры и поперечные сечения. Вместимость современного конвертера составляет 25—30 т жидкого чугуна. Процесс продувки длится 15—20 мин. Конвертерный способ производства стали обладает ценными особенностями: устройство конвертера весьма несложно, процесс получения стали протекает быстро, отсутствует потребность в топливе. Вместе с тем этот способ имеет существенные недостатки, к которым относятся: большой угар металла, доходящий до 10—15%, невозможность точно регулировать химический состав стали вследствие быстроты процесса, повышенное содержание в стали вредных примесей. Последнее обстоятельство ограничивает возможности применения ее в строительстве, машиностроении и других отраслях промышленности. Значительного улучшения качества стали при конвертерном производстве можно достигнуть применением кислородного дутья. Для этого в конвертер опускается фурма, охлаждаемая водой. По центральному каналу фурмы в конвертер вдувается струя кислорода. После окончания продувки сталь из конвертера через горловину выливается в ковш.

Виды обработки металлов давлением

Процессы обработки металлов давлением по назначению подразделяют на два вида:

• для получения заготовок постоянного поперечного сечения по длине (прутков, проволоки, лент, листов), применяемых в строительных конструкциях или в качестве заготовок для последующего изготовления из них деталей — только обработкой резанием или с использованием предварительного пластического формоизменения, основными разновидностями таких процессов являются прокатка, прессование и волочение;

• для получения деталей или заготовок (полуфабрикатов), имеющих приближённо формы и размеры готовых деталей и требующих обработки резанием лишь для придания им окончательных размеров и получения поверхности заданного качества; основными разновидностями таких процессов являются ковка и штамповка.

Прокатка

Прокатка заключается в обжатии заготовки между вращающими валками. Силами трения заготовка втягивается

Прессование

Прессование заключается в продавливании заготовки, находящейся в замкнутой форме, через отверстие матрицы, причём форма и размеры поперечного сечения выдавленной части заготовки соответствуют форме и размерам отверстия матрицы.

Волочение

Волочение заключается в протягивании заготовки через сужающуюся полость матрицы; площадь поперечного сечения заготовки уменьшается и получает форму поперечного сечения отверстия матрицы.

Ковка

Ковкой изменяют форму и размеры заготовки путём последовательного воздействия универсальным инструментом (бойками) на отдельные участки нагретой заготовки.

Штамповка

Штамповочный пресс

Штамповкой изменяют форму и размеры заготовки с помощью специализированного инструмента — штампа (для каждой детали изготовляют свой штамп), который состоит из матрицы, пуансона и дополнительных частей. Различают объёмную и листовую штамповку. При объёмной штамповке в качестве заготовки используют сортовой металл разрезаемый на заготовки. На заготовку в процессе объемной штамповки воздействуют специализированным инструментом — пуансоном, при этом металл заполняет полость матрицы, приобретая её форму и размеры.