Технология изготовления монокристаллической детали «рабочая лопатка твд-130» из сплава жс32-ви

Содержание

Введение	6

1 Технологическая часть	8

1.2 Обоснование способа производства	8

1.3 Анализ конструкции детали на технологичность	9

1.4 Проектирование технологического процесса отливки	13

1.5 Технология изготовления отливки «Лопатка рабочая ТВД»	23

2 Конструкторская часть	51

2.1 Капиллярный метод контроля отливок	51

2.2 Технология  люминесцентного  контроля  методом  ЛЮМ1-ОВ	54

2.3 Обзор автоматизированных и механизированных линий	61

капиллярного контроля	61

2.4 Анализ исходных данных	63

2.5 Расчет и построение технологической корзины	64

2.6 Расчет и подбор роликового конвейера	65

2.7 Расчет и подбор пневмоцилиндра	67

2.8 Подбор необходимого оборудования для сушки, промывки,продувки	69

2.9 Описание и принцип работы спроектированной установки	72

3 Специальная часть	73

3.1 Обоснование выбора темы для специальной части	73

3.2 Ультразвуковой неразрушающий контроль	74

3.3 Рентгенографический метод	79





№ докум.Подпись   Дата
1406.227153.000 ПЗ


Разраб.
Кашапов
Лопатка рабочая
Лист
Листов




1
109

Провер.
Никифоров
ТВД-130



Реценз.







из сплава ЖС32-ВИ



Утверд.
.

УГАТУ, МА-485

Н. Контр.






3.4 Метод тепловой дефектоскопии	84

Заключение	89

Список литературы	Error! Bookmark not defined.

Приложение	Error! Bookmark not defined.
































































Дата
1406.127153.000 ПЗ
4

АННОТАЦИЯ


Пояснительная записка 109 с., 38 рис.,  13 табл.,  25 источников,  1прил.

     ЛИТЬЕ ПО ВЫПЛАВЛЯЕМЫМ МОДЕЛЯМ, ДЕТАЛЬ «РАБОЧАЯ ЛОПАТКА ТВД-130», ОТЛИВКА, ОБОРУДОВАНИЕ, ТЕХНОЛОГИЯ, МОДЕЛЬНАЯ МАССА, ПРЕСС-ФОРМА, ЛПС, МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА, КАПИЛЯРНЫЙ КОНТРОЛЬ, НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ.


     Объектом исследований является деталь «Рабочая лопатка ТВД-130», полученная литьем по выплавляемым моделям.

     Цель работы – разработать технологию изготовления монокристаллической детали «Рабочая лопатка ТВД-130» из сплава ЖС32-ВИ

     Обоснован выбор сплава для изготовления детали и способ изготовления отливки.

Проведен анализ детали «Рабочая лопатка ТВД-130» на технологичность.

Назначены припуски и напуски.

Проведены расчеты для проектирования ЛПС.

Разработана технология изготовления детали из сплава ВЖЛ12У-ВИ.

Описана каждая операция получения детали.

     Проведен анализ оборудования для модернизации. Проанализированы патенты изобретений различных способов подогревания формы.

     Проведены расчеты для проектирования автоматизированной линии капилярного контроля.

     Проведен анализ существующих неразрушающих методов контроля при производстве отливки «Рабочая лопатка ТВД-130», приведены альтернативные современные методы контроля









Дата
1406.127153.000 ПЗ
5

Введение


     Литейное производство является основной заготовительной базой современного машино-, станко-, автомобиле-, авиастроения. Сегодня трудно представить какие-либо отрасли, где отсутствовала бы необходимость в литых изделиях из различных сплавов. Поэтому неудивительно, что в вышеперечисленных отраслях промышленности доля литых изделий составляет 30…90% [9].

     Литьем можно получить детали из различных сплавов, практически любой конфигурации, структуры, макро- и микрогеометрией поверхности, массой от нескольких граммов до нескольких сот тонн, с разными эксплуатационными свойствами [1].

     Основными процессами литейного производства являются: плавка металла, изготовление форм, заливка металла и охлаждение, выбивка, очистка, обрубка отливок, термическая обработка и контроль качества обработки.

В данной   работе   требуется   разработать   технологию   получения

монокристаллической детали «Лопатка рабочая ТВД-130» с кристаллографической ориентацией [001] из сплава ЖС32-ВИ на никелевой основе.

     Цель работы: разработать технологию изготовления детали «Лопатка рабочая ТВД-130» из сплава ЖС32-ВИ.

Для  достижения поставленной цели сформулированы  следующие задачи:

– обосновать способ производства детали;

– провести анализ на технологичность;

– назначить необходимые припуски и напуски;

– разработать ЛПС и пресс-форму;

– разработать технологию получения детали;

– провести анализ оборудования для модернизации;







Дата
1406.127153.000 ПЗ
6

     – провести необходимые расчеты, спроектировать автоматизированную линию капиллярного контроля;

– провести обзор.



































































Дата
1406.127153.000 ПЗ
7

1 Технологическая часть


1.2 Обоснование способа производства


Одна и та же отливка может быть получена различными методами: литьем

в песчаные формы, литье под давлением, литьем по выплавляемым моделям и т.д. Поэтому для начала необходимо выбрать определенный метод литья.

     Способ производства детали определяется экономической целесообразностью, которая зависит от массы, сплава, конструкции отливки, от точности размеров, шероховатости поверхности и от масштабов производства.

      «Лопатка рабочая ТВД-130» – это деталь ответственного назначения. Поэтому для изготовления отливки необходимо применять такой способ литья, который позволил бы получить качественное изделие с высокой точностью размеров и минимальной механической обработкой. Деталь имеет сложную конфигурацию наружного и внутреннего профиля, тонкие стенки. Сплавы на основе никеля плохо обрабатываются, имеют высокие скорости затвердевания при заливке и при нагреве на воздухе активно взаимодействуют со всеми газами. При взаимодействии с кислородом на поверхности образуется плотная оксидная пленка. Поэтому необходимо изготовить отливку наиболее близкую по геометрии к готовой детали, исключить взаимодействие сплава с атмосферой и обеспечить быстрое заполнение расплава в форму.

     Учитывая все особенности никелевых сплавов, можно сделать вывод о том, что для получения отливок необходимо использовать метод литья по выплавляемым моделям. Данный метод позволяет получить сложные и качественные отливки из никелевых сплавов с высокой точностью размеров и минимальной механической обработкой.












Дата
1406.127153.000 ПЗ
8

1.3 Анализ конструкции детали на технологичность


     Технологична такая конструкция литой детали, при которой можно изготовить отливку, отвечающую требованиям, предъявляемым к точности, шероховатости поверхности, физико-механическим свойствам и структуре

     металла при наименьших затратах на производство. При этом учитывают издержки производства при изготовлении отливки и последующей ее механической обработке [10].

     На этом этапе необходимо изучить чертеж детали, технические условия, определяющие требования к показателям ее качества, а также особые условия производства [1].

     Анализ технологичности конструкции детали, заготовку которой предполагается получать литьем, заключается:

     1) в сопоставлении толщин стенок во всех сечениях конструкции детали с минимально допустимыми значениями толщин стенок, которые могут быть получены при выбранном методе литья;

     2) в проверке и анализе равномерности сечения стенок в различных местах конструкции;

     3) в сопоставлении конструкции переходов, сопряжений и радиусов скруглений требованиям литейного производства. Рациональная конструкция указанных и других элементов в отливке должна снижать (исключать) уровень внутренних напряжений и устранять дефекты газо-усадочного происхождения;

      4) в анализе наружной конфигурации отливки, которая должна позволять выбрать разъем пресс-формы. Разъем обычно выбирают, используя правило

«Теневых зон». Далеко выступающие части, глубокие впадины не желательны;

5) в анализе внутренней конструкции, которая должна быть максимально

простой;

6) в сопоставлении конструкций других элементов детали рекомендациям,

принятым для заданного сплава и метода литья.





Дата
1406.127153.000 ПЗ
9

1.3.1 Анализ конструкции детали«Рабочая лопатка ТВД-130»



      Деталь «Лопатка рабочая ТВД-130» с габаритными размерами 82х55,82х22. Массе детали 0,155 кг. Марка сплава ЖС32-ВИ. В детали присутствуют тонкие стенки.


Рисунок 1 –Фрагмент чертежа детали «Лопатка рабочая ТВД-130»








1.3.2 Анализ толщины стенок отливки



     Каждый сплав обладает определенной жидкотекучестью, которая позволяет заполнять полости формы определенной толщины и, естественно, полости больших размеров. Заполнение полости определенной толщины зависит от интенсивности отвода тепла и шероховатости поверхности стенок формы. Последнее, в свою очередь, определяется методом литья и вариантом изготовления формы. При каждом способе литья каким-то конкретным сплавом можно залить стенку с определенной толщиной, меньше которой залить уже нельзя.

     Наименьшая толщина стенок отливки, которая может быть выполнена литьем по выплавляемым моделям, составляет 0,5…2 мм [1, стр.25]. Минимальная толщина стенки детали «Рабочая лопатка ТВД-130» – 0,52 мм. Следовательно, оцениваемый метод соответствует требованиям.

     При литье по выплавляемым моделям минимальная толщина стенки в отливке может быть равной 0,6 мм, если протяженность этой стенки не превышает 5-10 мм. Наиболее часто толщина стенок отливок при данном виде литья составляет 2-5 мм.






Дата
1406.127153.000 ПЗ
10

Рисунок  2 – Выбор позиций для проверки на технологичность детали



Рисунок 3 – Сечения лопатки



Таблица 1 – Толщины стенок





Рисунок 4 – Позиция 1



Конструкция имеет различные по толщине стенки.

h ?1,6мм







1










h
?1,6мм






2










h
?
1,6
?1
? 4






1




– условие выполняется[4]. Сопряжение стенок прямое. [2]








h

1,6















2











? k ?
h ? h
?
1
?
1,6 ?1,6
? 0,8

R

1
2






c



2

2

2
















Рисунок 5– Позиции 2,3,4,5,6



Позиция 2.

Конструкция имеет различные по толщине стенки.

h1 ? 0,8мм

h2  ? 0,8мм

h1 ? 0,8 ? 1 ? 4 – условие выполняется[4].Сопряжение стенок прямое. [2] h2 0,8
Rc	??k???h1???h2????1???0,8???0,8???0,4
2	2	2

Позиция 3.







Дата
1406.127153.000 ПЗ
11

Конструкция имеет различные по толщине стенки.

h1 ? 0,85мм

h2  ? 0,8мм

h

?
0,85
? 1,06
? 4



1




–условие выполняется[4].Сопряжение стенок прямое.[2]

h


0,8



























2










R


h  ? h
?
1
?
0,85 ? 0,8
? 0,41



? k ? 1
2







c



2

2


2














Позиция 4.








Конструкция имеет различные по толщине стенки.

h
? 1,12мм







1











h

? 0,8мм







2














h1 h2


? 1,12

0,8



? 1,4 ?



4



-условие выполняется[4]Сопряжение стенок прямое.[2]


Rc  ? k ? h1 ? h2	??1???1,12???0,8???0,48
2	2	2

Позиция 5.

Конструкция имеет различные по толщине стенки.

h
? 1,5мм






1











h

? 0,8мм






2












h1

?
1,5
? 1,875 ? 4 -условие выполняется[4]. Сопряжение стенок прямое. [2]


h2








0,8







R

? k ?
h1  ? h2
?
1
?
1,5 ? 0,8
? 0,575












c
2
2
2









Позиция 6.






Конструкция имеет различные по толщине стенки.

h1 ? 2,32мм






h2

? 0,8мм










Дата
1406.127153.000 ПЗ
12


h1 h2



?


2,32

0,8



?



2,9 ?



4



-условие выполняется[4]. Сопряжение стенок прямое. [2]



R
? k ?
h  ? h
?
1
?
2,32 ? 0,8
? 0,785



1
2






c


2

2

2
























Таблица 2 – Анализ на технологичность



1.3.3 Анализ конструкции внутреннего контура детали

     При анализе внутренней полости детали стремятся проверить возможность максимального упрощения внутреннего контура.

     Конструкция детали «Лопатка рабочая ТВД-130» сделана таким образом, что применение стержней необходимо, так как получить данную внутреннюю полость без помощи стержня практически невозможно.

     Анализ технологичности конструкции детали «Лопатка рабочая ТВД-130» показал, что конструкция детали является технологичной и изготовление данной детали методом литья по выплавляемым моделям целесообразно.








1.4 Проектирование технологического процесса отливки


     Разработка технологического процесса включает в себя решение следующих вопросов:

3.1. Выбор положения отливки в форме при заливке.





Дата
1406.127153.000 ПЗ
13

3.2. Проектирование поверхности разъема формы.

3.3. Назначение припусков на механическую обработку.

3.4. Назначение напусков.

     3.5. Решение о способах формообразования внутренних полостей и отверстий в отливках.

3.6. Проектирование литниковой системы.

     3.7. Оформление принятых решений в виде чертежа «Элементы литейной формы» или соответствующих эскизов.

3.8. Разработка и оформление чертежа отливки.

     3.9. Оформление пояснительной записки или другой технологической документации, отражающей технологические параметры, оборудование и приборы для всего технологического цикла изготовления отливки, включая операции контроля.

     3.10. Документация, содержащая все технические указания, необходимые для проектирования и изготовления основной оснастки (модели, пресс-форм, литейной формы) и вспомогательной оснастки.





















1.4.1 Выбор положения отливки при заливке






Рисунок 6 – Метод теневых зон




Дата
1406.127153.000 ПЗ
14


Таблица 3 – Выполнение условий




     Из данной таблицы 3 видно, что всем требуемым условиям отвечает только вариант номер 3. Следовательно, его мы и выбираем как основное положение отливки в момент заливки. Назначим поверхность разъема.


1.4.2 Назначение разъемы модели и формы





Рисунок 7 – Разъем формы



     Достоинство разъема по данной плоскости в том, что данная плоскость разъема позволяет легко и быстро достать модель из пресс формы, при этом не повредив модель, и не сломав ее тонкие стенки.




1.4.3 Назначение припусков на механическую обработку



     Припуском на механическую обработку называют часть металла, которая срезается с отливки в процессе механической обработки. Поэтому при проектировании технологического процесса к размерам, характеризующим толщину (длину) стенки, необходимо прибавить величину припуска.

     Припуски на механическую обработку назначаются только на те поверхности, которые подвергаются впоследствии механической обработке. Величина припуска устанавливается в соответствии с ГОСТ 26645-85 [2].

Порядок назначения выглядит следующим образом:

1) по таблице 9 назначаем класс размерной точности;





Дата
1406.127153.000 ПЗ
15

2) по таблице 10 назначаем степень коробления элементов отливок;

3) по таблице 11 назначаем степень точности поверхностей отливок;

4) по таблице 13 назначаем класс точности массы отливки;

5) по таблице 1 назначаем допуск смещения на линейный размер;

6) по таблице 14 назначаем ряд припусков на обработку отливок;

7) по таблице 2 назначаем допуск формы и расположения поверхностей;

8) по таблице 7 назначаем вид окончательной механической обработки;

9) по таблице 16 назначаем общий допуск элементов отливок;

10) по таблице 6 назначаем общий припуск.

     На поверхности, которые не подлежат механической обработке, припуски на механическую обработку не назначаются.

     Минимальные припуски определяют в зависимости от класса точности отливки ее номинального и габаритного размеров, соотношение минимальной и максимальной толщины стенки, положение при заливке, способа литья и вида сплава.

     Для определения точности отливки воспользуемся программой САПР ПРИПУСК. Точность отливки 6-5-6-6, где 6 – класс размерной точности, 5 - степень коробления, 6 - степень точности поверхности, 6 – класс точности массы отливки.












1.4.4 Назначение напусков на механическую обработку



     После назначения припусков принимается решение, какие отверстия, впадины, пазы целесообразно получать литьем, а какие механической обработкой. Те геометрические элементы, формирование которых литьем




Дата
1406.127153.000 ПЗ
16

экономически нецелесообразно, упрощают. В этом случае, заданную конструктором геометрию получают механической обработкой.

     Напуском называют дополнительную, по сравнению с чертежом детали, часть металла, которая позволяет упростить геометрию отливки, если это целесообразно. В последствие, напуск удаляется при механической обработке.

     Частным случаем вопроса о напусках является вопрос об отверстиях, которые целесообразно получать литьем. Целесообразность получения отверстия литьем, в первом приближении, определяется сопоставлением его размера с «минимальным» диаметром.




1.4.5 Решение о способах оформления внутренней полости



     Деталь «Лопатка рабочая ТВД-130» имеет сложную внутреннюю полость, которую невозможно изготовить литьем, без стержня. В модели, внутреннюю полость оформляют стержнем, с последующим его удалением после заливки в растворе БФК. Так как такую сложную конфигурацию нельзя повторить никаким другим способом, то стержень — это самый оптимальный вариант решения.














1.4.6 Проектирование литниковой системы



     Литниково-питающая система (ЛПС) служит для обеспечения заполнения литейной формы металлом с оптимальной скоростью, исключающей




Дата
1406.127153.000 ПЗ
17

образование в отливке недоливов и неметаллических включений, и компенсации объемной усадки в период затвердевания отливки с получением в ней металла заданной плотности. ЛПС должна также удовлетворять требованиям технологичности при изготовлении моделей, форм и отливок. При этом необходимо стремиться к созданию по возможности компактных ЛПС. Излишнее их развитие ведет к перереходу металла, завышению затрат труда, низкой эффективности использования оборудования и площадей.

     Конкретная литая деталь представляет собой оригинальную конструкцию, что приводит к необходимости создания самостоятельной ЛПС для каждой отливки. Вместе с тем литые детали имеют много общего в размерах стенок, узлов, их сочленений, благодаря чему открываются возможности для типизации конструкций ЛПС и выработки общих методов их расчета.

     Разработку ЛПС на конкретные машиностроительные и приборостроительные отливки целесообразно выполнять в четыре этапа: выбор типа системы, расчет элементов питания, расчет литниковых каналов.




1.4.6.1 Выбор типа системы



     Для детали «Лопатка рабочая ТВД-130» имеющую монокристаллическую структуру нужно обеспечить максимально направленную кристаллизацию, для этого наиболее оптимально спроектировать ЛПС питающий единственный тепловой узел, замковую часть лопатки. ЛПС должна спроектирована, без местных сужений, строго расширяющаяся от замковой части отливки, к чаше ЛПС, для обеспечения устойчивости и надежности отливка запитывается расплавленным металлом при помощи местного питателя. Конструкция ЛПС простоя, состоит из двух питателей, коллектор и шлакоуловитель отсутствуют.









Дата
1406.127153.000 ПЗ
18

1.4.6.2 Расчет элементов питания



     Расчет ЛПС по диаметрам вписанных сфер применительно к литью по выплавляемым моделям разработан Н.Н. Лященко на основании экспериментальных работ и обобщения производственного опыта[8].




Рисунок 8 – Тепловой узел отливки «Рабочая лопатка ТВД»



     Как видно из рисунка 8 тепловым узлом отливки «Рабочая лопатка ТВД» является замковая часть лопатки. Диаметр вписанной сферы в тепловой узел Dу= 1,5 см.

Для расчета используем эмпирические формулы : апит = (1 …1,2)?Dy=(1…1,2)?1,5=1,5…1,8 см; Примем толщину питателя апит=1,5 см;
впит=апит.

     Примем ширину питателя равным впит=1см, так как основным условие конструкции ЛПС – отсутствие местных сужений. При данной ширине обеспечивается плавный переход из тело отливки в тело ЛПС.

     Так как в конструкции ЛПС практически отсутствует стояк (его роль выполняет основной питатель), высота стояка равна длине основного питателя. Для обеспечения направленной кристаллизации основной питатель выполним с небольшим конусом.

Так у основании чашки толщина питателя равна апит=1,8 см.





1.4.7 Оформление принятых решений









Дата
1406.127153.000 ПЗ
19

     Принятые решения по вопросам, связанным с анализом конструкции, выбором положения отливки при заливке, выбором разъема формы, назначением припусков и напусков, проектированием литниковой системы оформляются в виде чертежа «элементы литейной формы».

     Оформление чертежа производится в соответствии с ГОСТ 3.1125-88 "Правила графического выполнения элементов литейной формы и отливки".

     Согласно указанным правилам, чертеж элементов литейной формы выполняется на копии чертежа детали. Литниковую систему изображают в масштабе чертежа сплошной тонкой линией. На основании чертежа «Элементы литейной формы» технических условий на отливку выполняется чертеж отливки. Он содержит технические требования и все данные, необходимые для изготовления, контроля и приемки отливки.

Чертеж отливки также выполняется строго в соответствии с ГОСТ 3.1125-

88. Внутренний  контур  обрабатываемых  поверхностей,  а  также  отверстий,

впадин и выточек, не выполняемых в литье, вычерчивают сплошной тонкой линией. Остатки питателей, стояков и прибылей, если они не удаляются полностью в литейном цехе, вычерчивают тонкой линией. При обрезке резцом, дисковой пилой, отрезным кругом и т.д. линию среза выполняют сплошной тонкой линией.

1.4.8 Проектирование пресс-форм



     Пресс-форма – это инструмент для изготовления выплавляемой модели. От требований к точности модели зависит необходимая точность размеров рабочей полости пресс-формы и соответственно размеров отливки. Перечислим основные требования к пресс-форме [1]:

1) возможность получения модели отливки с заданной точностью размеров

и шероховатостью поверхности;

     2) минимальное число разъемов для повышения точности модели и для легкости её извлечения;




Дата
1406.127153.000 ПЗ
20

     3) модель должна легко и быстро, без деформаций и повреждений извлекаться из рабочей полости пресс – формы;

4) пресс-форма должна обеспечивать достаточную скорость охлаждения,

что достигается установкой в ней системы охлаждения водой или другими теплоносителями;

     5) конструкция пресс-формы должна быть такой, при которой ее можно просто и быстро изготовить, а материалы для нее должны быть не дефицитными.

     Для серийного производства пресс – формы изготавливают из стали и алюминиевых сплавов. Детали пресс – формы получают обработкой резанием.

     Размеры рабочей полости пресс – формы рассчитывают с учетом усадки модельного состава, расширения керамической формы при прокаливании и заливке, усадки металла отливки.

Шероховатость поверхности рабочей полости пресс – формы должна быть

в пределах Ra = 0,16…0,04 мкм. Меньшая шероховатость поверхности повышает стоимость изготовления пресс – формы, но не улучшает качества поверхности отливки [1].







1.4.8.1 Выбор типа пресс-формы



      Деталь «рабочая лопатка ТВД» является сложной по конфигурации деталью и является неотъемлемой частью двигателя самолета. Поэтому к ней

     предъявляются высокие требования по точности размеров и шероховатости поверхности. Исходя из этого, для изготовления модели рекомендуется использовать металлические пресс - формы, которые изготавливаются механической обработкой [1].

     Основные части пресс-формы: матрицы, основание, вставка центральная, при помощи которых формируется наружный профиль корпуса, вставка




Дата
1406.127153.000 ПЗ
21

внутренняя, при помощи которой удерживается стержень внутри пресс – формы, не давая смещаться стержню. Матрицы и основание крепят между собой штифтами. Для надежной центровки присоединяемых частей используются штифты.

     Внутренние размеры пресс-формы увеличены по сравнению с истинными размерами отливки на величину усадки модельной массы в процессе ее остывания. В размерах формообразующей поверхности учитываем усадку по оси Z-1,2 %, а по осям Х3 и Y3– 3 %.





















1.4.8.2 Сборка пресс-формы



     Сборку пресс-формы начинают с установки центральной вставки на основание. Фиксация осуществляется снизу с помощью винтов. Далее на основании устанавливают матрицы и крепят с помощью винтов. Внутри матриц размещают вставки и центрируют с помощью штифтов. Поверх всего этого устанавливаются еще 3 матрицы, которые центрируются штифтами и крепятся болтами.


Рисунок 9 – Пресс-форма модели в сборе, разрез









Дата
1406.127153.000 ПЗ
22

1.5 Технология изготовления отливки «Лопатка рабочая ТВД»


1.5.1. Обоснование выбора стержневой массы



     Для детали «Лопатка рабочая ТВД-130» решено было выбрать стержневую массу №2, так как она предназначена для отливок с монокристаллической структурой. За счет своего состава она позволяет воспроизвести точную заданную конфигурацию стержня, заполняя его тонкие стенки, и не образуя недоливов.




1.5.2 Приготовление стержневой массы



     Состав стержневой массы для отливок с монокристаллической структурой приведен в таблице 4.

Таблица 4 – Состав стержневой массы №2.





Примечание:

     Двуокись титана допускается не вводить при пределе прочности на статический изгиб (?изг) >20МПа.

Графит С1, С2 допускается не вводить при ?изг<20Мпа.

Приготовление стержневой массы № 2.

     Загрузить конвертор мелющими телами и шихтой в соотношении 1:2 соответственно.

     Включить обогрев конвертора и перемешать порошки при температуре 120±20 °С в течение 1 часа, не менее.








Дата
1406.127153.000 ПЗ
23

     Загрузить в конвертер мелющими телами пластификатор в соотношении 1:2, довести температуру пластификатора до 130±10. Засыпать в конвертер двуокись титана, перемешать 5 минут; АСД-4, перемешать 5 мин.

     Порциями загрузить смесь порошков электрокорунда, перемешать 1,0-1,5 часа поддерживая температуру 125±10?С.

Засыпать маршалит, перемешать 40-60 минут, поддерживая температуру

125±10?С.

Допускается вводить маршалит при приготовление шихты.

     Готовую массу слить на водоохлаждаемый стол через сито 2,0-5,0, разрезать на куски размером 50х50 и высотой 15-20 мм.




1.5.3. Изготовление керамических стержней



Приготовить смазку для рабочей поверхности пресс-формы следующего

состава:

Касторовое масло
50%,
Фракция головная этилового спирта
50%.

     Нанести смазку на рабочую поверхность пресс-формы марлевым тампоном или кисточкой. Излишки смазки убрать марлей.

     Собрать пресс-форму. Установить необходимое давление прессования. Уложить под отверстие стакана парафинированную бумагу, разрезом по диаметру отверстия стакана.

     Допускается прессование стержней без парафинированной бумаги при обеспечении требований к поверхности стержня в соответствии с контрольными образцами, кроме стержней рабочих лопаток турбин, по согласованию с ведущим технологом.

Температура стакана при прессовании 40-60 °С.

Расплавить массу в кружках в ячейковом термостате.




Дата
1406.127153.000 ПЗ
24

Довести температуру массы до 95-140 °С.

     Периодически (через 5-10 запрессовок) контролировать температуру массы в кружке термометром.

Тщательно перемешивать массу в кружке перед каждой запрессовкой.

     По окончании работы слить остатки массы из кружки на стол и написать на остатке номер массы.

Запрессовку производить в металлическую пресс-форму.

     Удельное давление прессования должно быть в пределах 1470-3630 КПа. Выдержка под давлением 12 с. Настройку, регулировку и контроль реле времени производить по секундомеру.

     Снять стержень с пресс-формы струей сжатого воздуха. Остатки стержневой массы от предыдущей запрессовки тщательно выдувать сжатым воздухом.




1.5.4 Подготовка и обжиг стержней



     Короба для обжига стержней не должны иметь трещин, которые могут привести к разрушению коробов в процессе обжига.

Расстояние между стержнями не менее 1см, между стенками короба

     и стержнями не менее 5 мм, между слоями 1-3 см, слой глинозема над верхним слоем стержней не менее 1 см, под нижним слоем стержней до дна короба не менее 1 см.

Температура засыпочного глинозема не более 25 °С.

     Уплотнение производить на вибростоле (частота 50-75 Гц, амплитуда 8-10 мм, время вибрации 5-30 с).

     При укладке на ребро подготовить ровную поверхность глинозема высотой 1-3 см, отвибрировать в течение 5 секунд, не менее.






Дата
1406.127153.000 ПЗ
25

     Насыпать вновь слой глинозема высотой 1-3 см и погрузить в него стержни первого ряда.

     Засыпать стержни глиноземом после укладки всего ряда (по высоте) на 1-3 см выше стержней.

Отвибрировать в течение 10-30 с.

     Перед использованием коробов для обжига стержней загрузить короба в емкость с отходами гидролизованного этилсиликата и закрепителя и выдержать в течение 8 – 10 часов.

Просушить короба на воздухе в течение 20-24 часов.

     Уровень глинозема внутри стержня перед установкой заглушки должен быть равен глубине вставляемой заглушки. Установить и опаять горячим ножом 4.19 заглушку, срезать приливы от пайки ножом.

Обжиг стержней.

Загрузить короба в печь. Расстояние между коробами не менее
50 мм.

Расстояние от боковых нагревателей не менее 120 мм. Короба ставить друг на друга в 3-5 ярусов. При этом избегать давления верхнего короба на засыпку нижнего. Начальная температура в печи не выше 50 °С.Произвести подъем температуры в печи по следующему режиму:

подъем температуры до 300 °С по 50 °С в час;

подъем температуры с 300 °С до 1350 °С произвольный.

Выдержать короба со стержнями при температуре 1320 – 1380 °С	в

течение 10-12 часов.

Отключить печь и охладить ее до температуры 500-700 °С.

     Открыть дверцу печи, разобрать огнеупорную изоляцию из кирпичей уложенных у входа и охладить печь до комнатной температуры. Выгрузить короба из печи.




1.5.5 Выбор способа изготовления моделей





Дата
1406.127153.000 ПЗ
26


     Заполнение пресс-формы модельным составом чаще всего осуществляют свободной заливкой, заливкой под давлением жидкого модельного состава, а также запрессовкой пастообразного модельного состава [1].

     Для изготовления модели данной отливки эффективна запрессовка из пастообразных составов. Так как отливка содержит тонкие части, то при данном методе их заполнение будет обеспечено.




1.5.6 Выбор и характеристика модельной массы



Требования, предъявляемые к модельным составам [6]:

     1) состав должен точно воспроизводить конфигурацию рабочей полости пресс-формы и ее поверхности, не прилипать к пресс-форме. Поверхность модели должна быть чистой, глянцевой;

     2) после затвердевания в пресс-форме, состав должен иметь твердость и прочность, достаточные для того, чтобы модели не деформировались и не повреждались на всех технологических операциях;

     3) усадка состава при охлаждении и расширение его при нагреве должны быть минимальными и стабильными;

     4) состав должен быть несложным в приготовлении, иметь минимальное число компонентов, желательно недорогих и недефицитных;

     5) температура плавления модельного состава должна быть невысокой, в пределах 60-80°С, что облегчает изготовление и удаление моделей из полости литейных форм. Температура размягчения должна быть выше комнатной на 10-

15°С. Выплавляемый состав должен обладать хорошей жидкотекучестью в расплавленном состоянии;

6) модельные составы, запрессовываемые в пастообразном состоянии,

должны иметь в этом состоянии хорошую текучесть и заполняемость;





Дата
1406.127153.000 ПЗ
27

     7) продолжительность затвердевания модельного состава в пресс-форме должна быть минимальной;

8) плотность состава должна быть минимальной, для предотвращения поломок от собственного веса;

9) химическое взаимодействие состава с материалом пресс-формы, а также со связующим раствором и огнеупорной основой суспензии недопустимо;

     10) состав должен хорошо смачиваться, хорошо спаиваться для облегчения сборки блоков;

11) зольность должна быть минимальной, структура – однородной;

12) модельные составы используются повторно, поэтому потери его в процессе применения должны быть минимальными;

13) состав в любом состоянии должен быть безвредным для здоровья

     рабочих. Отходы модельного состава не должны загрязнять окружающую среду.

     Для получения отливки наиболее целесообразными являются модельные массы, в состав которых входят водорастворимые и воскообразные компоненты. Наличие воскообразных компонентов позволяет снизить гигроскопичность, хрупкость и склонность к взаимодействию с формой карбамидных составов [1].

     На основе вышеизложенных требований для изготовления модели детали выберем модельную массу Салют-3.

     Модельная масса Салют-3 - твердое вещество брилиантово - зеленого цвета имеющая повышенное содержание сэвилена и синтетической смолы и предназначена для гидравлических и пневматических прессов. Такой состав композиции обеспечивает высокий уровень прочностных характеристик, но требует повышенных усилий прессования для тонкостенных моделей.

Таблица 5 –Состав модельной композиции









Дата
1406.127153.000 ПЗ
28

Таблица 6 – Свойства модельной композиции



     Производителем модельной массы Салют - 3 является ФГУП «ВИАМ». Данная модельная масса применяется для получения сложных по конфигурации отливок из любых литейных сплавов без механической обработки или с минимальной доводкой, что значительно снижает стоимость изготовления деталей за счет экономии металла, идущего в стружку, и сокращения объема механических работ.

1.5.7 Приготовление разделительной смазки для пресс-форм



      Для легкого извлечения из пресс-форм залитых моделей заготовок и ЛПС используются разделительные смазки. В зависимости от наличия исходных материалов разделительные смазки могут быть приготовлены в соответствии с таблицей 7.

Таблица 7 –  Разделительная смазка






1.5.8 Приготовление модельной массы



     Включить установку для приготовления модельной массы, установить температуру в пределах 70-80°С.В процессе разогрева установки, учитывая ее инерционность, перегрев выше 90?С недопустим (появляется смолистый осадок и пузыри в моделях).
Перемешать расплавленный модельный состав в печи для массы лопаткой.

Наличие нерасплавленных кусков не допускается. Температура массы – 70-80°С.

     Залить модельную массу в термостат. Рекомендуемое количество модельного состава, залитого в термостат – 13 кг.








Дата
1406.127153.000 ПЗ
29

     Измерить температуру модельного состава в термостате термометром. Температура расплава не должна превышать 75-85 °С перед загрузкой мочевины.

     Загрузить мочевину в термостат. Рекомендуемое количество мочевины – 13,6 кг.

     Тщательно перемешать компоненты лопаткой, ну допускать крупные комки мочевины.

     Вкл.......................