Разработка технологии получения отливок «корпус» из сплава МЛ5 в условиях массового производства (стр. 2 из 3)
мм.Ширина питателя 14 мм (основание трапеции), другая сторона 10 мм.
Другие элементы конструкции нижней литниковой системы.
Радиус перехода чаша-стояк и стояк-зумпф:
мм.Радиус перехода питатель-коллектор, равен толщине питателя.
Радиус закруглений коллектора:
мм.Малый радиус зумпфа:
мм.Большой диаметр зумпфа:
мм.Расчет прибыли.
Расчет прибыли произведем по методу вписанных сфер. Т.е. одна сфера будет вписана в основание прибыли, другая – в тепловой узел, питаемый прибылью. Типы расчетных прибылей и расчетные формулы приведены в табл.18 [3].
Исходные данные:
=22 мм - диаметр теплового узла.Диаметр прибыли:
мм.Высота прибыли:
мм.4. КОНСТРУИРОВАНИЕ МОДЕЛИ.
Конструирование модели состоит из выбора плоскости разъема модели (если требуется), определение рабочих и нерабочих поверхностей моделей, материал модели, толщина стенки, возможные уклоны, а также элементы фиксации к подмодельной плите при формовке.
Положение модели в форме было выбрано раннее, модель, не имеет разъемов. С учетом назначенных выше припусков на механическую обработку необходимо установить уклон для модели в плюс – минус. Сплав МЛ5 имеет линейную усадку 1,2% табл. 17 [3], тогда необходимо назначить припуск с учетом усадки, кроме поверхностей, оформляемых болваном. Уклоны на модельные комплекты для получения отливок в песчаных формах согласно ГОСТ 3212-80, что соответствует не более 3° в зависимости от высоты модели. Материал модели сплав АЛ2, позволяет делать до 45000 съемов при машинном способе формовки. Минимальная толщина стенки модели – 4 мм, табл.4 [3], в зависимости от сплава и приведенного размера отливки. Модель крепится к подмодельной плите 4-мя винтами М12 по ГОСТу 1491-72.
Вторая модель, задача которой – оформление отверстий и наружного контура, выполнена аналогично первой, кроме отверстий. Первая модель, рассмотренная в курсовой работе, оформляет внутренний контур, и формуется на пресс машине.
5. Подбор инвентаря и оборудования.
Выбор опоки. Зависимость толщины слоя формовочной смеси на различных участках формы от массы отливки приведена в табл.27 [2].
Расстояние:
· от верха модели до верха опоки – 40 мм;
· от низа модели до низа опоки – 50 мм;
· от модели до стенки опоки –20 мм;
· между моделями – 30 мм;
· между моделью и шлакоуловителем – 30 мм.
Из соображений экономии формовочного материала, возможно получение сразу четырех отливок, в опоке 600х500х300. Выбираем стандартную опоку 0272-0012.
Подмодельная плита. Согласно ГОСТ 20088-74 под соответствующую опоку выбираем подмодельную плиту 0280-0221. На которой будут установлены 4 модели, а также некоторые элементы литниковой системы.
Формовка. Для уплотнения формы в сборе используется импульсная формовочная машина с указанным раннее размером опоки
6. ФОРМОВОЧНАЯ МАТЕРИАЛЫ.
Все магниевые сплавы в жидком состояние активно взаимодействуют с формой, поэтому кварцевые или полужирные пески и глины должны отчищаться от угля, торфа, других материалов органического происхождения. Поэтому для сохранения физических и технологических свойств формовочных и стержневых смесей необходимо:
1.просушивать, просеивать и охлаждать кварцевые пески до температуры не выше 30°С;
2.просеивать полужирные формовочные пески через сито с размером ячеек 6-10 мм;
3.применять бентонит и глины в виде готовых порошков с размерами частиц не крупнее 50 мкм или в виде суспензий определенной концентрации.
Для производства отливок из заданного сплава воспользуемся табл.25 и 26 [1]. Из которой выберем смесь Ф-2,на основании умеренной влажности и газопроницаемости, с высокой прочностью, со следующими свойствами:
влажность – 4-5%;
газопроницаемость – 45-90;
(по сырому) – 0,4-0,7 кгс/мм 
.Состав формовочной смеси.
Исходный состав: песок ТО16А или ТО10А – 97-99%, бентонит - 1-3%, присадка ВМ – 4-7%.
Состав смеси для освежения аналогичен исходному.
Рабочий состав – оборотная смесь – 90-95%, освежающая смесь – 5-10%, вода – до нормы.
Для отливки с большой высотой согласно ГОСТ 10136-62 в формовочную смесь необходимо добавлять смесь диэтиленгликоля, которая предупреждает осыпание формы. влажность регулируется присадкой ВМ, при увеличение присадки влажность смеси необходимо поддерживать на нижнем уровне.
7. ВЫБОР ПЛАВИЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ.
Плавильная печь. Мною была выбрана индукционная тигельная печь с вместимостью до 1500 кг, мощностью около 300 кВт, высокой производительностью до 1000 кг/ч, КПД – 85%, низким расходом электроэнергии – до 0,57 кВт ×ч/кг, низким угаром металла – 2-3% от массы шихты, стойкостью тигля – 250 плавок.
Преимущества выбранной печи:
1.процесс расплавления металлической шихты осуществляется в металлическом тигле, который служит и как емкость, и как нагревательный элемент, что существенно экономит электроэнергию;
2.отношение зеркала ванны к высоте – минимально, что позволяет снизить угар;
3.процесс перемешивания – автоматический, под действием электродинамических сил, что позволяет получать равномерный по составу расплав;
4.более благоприятные условия труда, для работающего персонала.
Вопросы плавки. При плавке магниевых сплавов, их необходимо защищать от окисления и насыщения водородом, т.к. это может привести к образованию микропористости. Рассмотренная плавка в данной работе осуществляется в стационарных тиглях моно процессом. Шихтовые материалы перед плавкой должны быть очищены от продуктов коррозии, масла и других загрязнений. Возврат собственного производства очищается на дробеструйных установках. Порядок загрузки шихтовых материалов: магний и возврат, лигатуры, алюминий, цинк, кадмий. После присадки легирующих элементов сплав перемешивают 5-6 минут и отбирают пробы для определения химического состава. В тигле шихта нагревается до температуры 400-500°С, после чего загружается флюс ВИ-2 в количестве 10% от массы шихты. После того, как флюс расплавляется, в расплав загружается шихта небольшими порциями. Далее сплав нагревают до 700-720°С, проводят рафинирование и модифицирование. Сплав выстаивают 10-15 минут, после чего разливают по формам.
Расчет шихтовых материалов.
Табл.1. Состав сплава МЛ5, согласно ГОСТ 2856-78:
| Al | Mn | Zn | Si | Fe | Cu |
| 7,5-9,0 | 0,15-0,5 | 0,2-0,8 | <= 0,25 | <= 0,06 | <= 0,1 |
Исходные материалы:
Магний Мг95, технический алюминий А8, возврат собственного производства, цинк Ц1, лигатура Mg-Mn.
Табл.2. Состав исходных шихтовых материалов.
| ШихтовыеМатериалы | Обозначение | Цена$/кг | Элементы, % | |||||
| Al | Mn | Zn | Si | Fe | Cu | |||
| Мг95 | X1 | 0,7 | 0,006 | 0,01 | -- | 0,004 | 0,004 | 0,003 |
| А8 | X2 | 0,6 | 99,73 | -- | 0,04 | 0,1 | 0,12 | 0,01 |
| Возврат | X3 | 0,2 | 8,25 | 0,225 | 0,5 | 0,25 | 0,06 | 0,1 |
| Цинк Ц1 | X4 | 0,65 | -- | -- | 99,95 | -- | 0,01 | 0,002 |
| ЛигатураMg-Mn | X5 | 0,75 | -- | 3 | -- | -- | -- | -- |
Табл.3. Величина угара элементов.
| Al | Mn | Zn | Si | Fe | Cu |
| 0,99 | 0,98 | 0,97 | 1 | 1 | 1 |
Табл. 4. Приведенный состав шихты.
| ШихтовыеМатериалы | Обозначение | Элементы, % | |||||
| Al | Mn | Zn | Si | Fe | Cu | ||
| Мг95 | X1 | 0,00594 | 0,098 | -- | 0,004 | 0,004 | 0,003 |
| А8 | X2 | 98,73 | -- | 0,0388 | 0,1 | 0,12 | 0,01 |
| Возврат | X3 | 8,17 | 0,22 | 0,485 | 0,25 | 0,06 | 0,1 |
| Цинк Ц1 | X4 | -- | -- | 96,95 | -- | 0,01 | 0,002 |
| ЛигатураMg-Mn | X5 | -- | 2,94 | -- | -- | -- | -- |
Расчет шихты производится способом линейного программирования, позволяющий определить содержание компонентов шихты, минимизирующее условие – цена компанента, т.е.
.Возврат производства:
.Общая сумма компонентов выглядит как:
.Система симплексных уравнений:
; 
; 
; 
; 
; 
.Система симплексных уравнений в развернутом виде:
;