Диссертация по предмету: Металлургия (Пример)
Содержание
ВВЕДЕНИЕ 8
ГЛАВА
1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 10
1.1 МАРКИ СПЛАВОВ И ИХ СВОЙСТВА 10
1.2 ОБРАЗОВАНИЕ ГАЗООБРАЗНЫХ ВКЛЮЧЕНИЙ. 12
1.2.1 Физико – химические процессы при плавлении алюминия 12
1.2.2 Определение газовой пористости на примере алюминиевых литейных сплавов 15
1.2.3 Дегазация алюминиевых сплавов 17
1.4 ПРИГОТОВЛЕНИЕ СПЛАВА МАРКИ АК 9ч В ПЕЧАХ ИАТ-1 17
1.4.1 Шихтовые материалы 17
1.4.2 Загрузка 18
1.4.3 Плавка 19
1.4.4 Разливка сплава 21
1.4.5 Очистка тигля 22
1.4.6 Техника безопасности 22
2.1 СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ МОДИФИЦИРОВАНИЯ СОВРЕМЕННЫХ ЛИТЕЙНЫХ СПЛАВОВ 23
2.2 МОДИФИЦИРОВАНИЕ СПЛАВА АК 9ч ТРОЙНЫМ УНИВЕРСАЛЬНЫМ ФЛЮСОМ № 2 28
2.3 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ЭЛЕМЕНТОВ МОДИФИЦИРОВАНИЯ И РАФИНИРОВАНИЯ ДЛЯ СИЛУМИНОВ 28
2.4 ИССЛЕДОВАНИЕ ФАЗОВОГО СОСТАВА МОДИФИЦИРОВАННОГО СИЛУМИНА И ОСОБЕННОСТЕЙ ЕГО РАЗРУШЕНИЯ 30
2.5 ПРИГОТОВЛЕНИЕ УНИВЕРСАЛЬНОГО ФЛЮСА № 2 (НА ОСНОВЕ Na), ПРЕДНАЗНАЧЕННОГО ДЛЯ МОДИФИЦИРОВАНИЯ СПЛАВА АК 9ч 31
2.5.1 Исходные материалы и состав флюса 31
2.5.2 Приготовление и хранение флюса 32
2.5.3 Контроль качества флюса 32
2.6 КОНСТРУКЦИЯ ИНДУКЦИОННЫХ ТИГЕЛЬНЫХ ПЕЧЕЙ 33
2.6.1 Достоинства индукционных тигельных печей 34
2.6.2 Конструктивные особенности индукционной тигельной печи 35
2.6.3 Техническая документация 39
ГЛАВА
2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ 43
1. РАСЧЕТ ИНДУКЦИОННОЙ ПЕЧИ 43
1.1 Дополнительные параметры для расчета 43
1.2 Определение геометрических соотношений в системе индуктор – загрузка 43
1.3 Выбор частоты источника питания и определение высоты мениска металла 44
1.4 Определение активной мощности и теплового коэффициента полезного действия печи 45
1.5 Тепловой расчет индукционной тигельной печи 46
1.6 Электрический расчёт печи для горячего режима 49
1.7 Расчет параметров индуктора при плавлении кусковой шихты 52
1.8 Расчёт магнитопровода печи 54
1.9 Расчёт водоохлаждения индуктора 56
1.10 Расчёт конденсаторной батареи 58
ГЛАВА
3. ПРОЕКТ ЛИТЕЙНОГО ЦЕХА ДЛЯ АЛЮМИНИЕВОГО ЛИТЬЯ 61
1.1 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ 61
1.1.1 Исходные данные для проектирования 61
1.2 ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО ОРГАНИЗАЦИИ РАБОТЫ В ЛИТЕЙНОМ ЦЕХЕ 61
1.2.1 Снабжение основными и вспомогательными материалами 61
1.2.2 Производство 61
1.3 РАСЧЕТ ОСНОВНОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ 63
1.3.1 Расчет оборудования плавильного отделения 63
1.3.2 Расчет оборудования формовочного участка 64
1.3.3 Расчет основного технологического оборудования смесеприготовительного отделения 65
1.3.4 Участок заливки и охлаждения форм 66
1.3.5 Система регенерации смеси 66
1.3.6 Участок обрубки 67
1.3.7 Цех заготовительного производства редукторов 67
1.4 ПЛАНИРОВКА ЛИТЕЙНОГО ЦЕХА 68
ГЛАВА
4. РАФИНИРОВАНИЕ И МОДИФИЦИРОВАНИЕ СПЛАВА АК 9Ч 69
1.1 РАФИНИРОВАНИЕ СПЛАВА АК 9ч ХЛОРИСТЫМ МАРГАНЦЕМ. 69
Введение 69
1.1.1 Сущность процесса рафинирования 69
1.1.2 Подготовка хлористого марганца для рафинирования сплава АК 9ч 70
1.1.3 Сравнительные исследования качества деталей и технологических проб, залитых рафинированным сплавом АК 9ч. 73
1.2 РАФИНИРОВАНИЕ СПЛАВА АК 9ч ГЕКСАХЛОРЭТАНОМ 75
1.2.1 Заливка деталей сплавом, рафинированным гексахлорэтаном 75
1.2.2 Проверка качества материала деталей, залитых сплавом, рафинированным гексахлорэтаном. 78
1.2.3 Проверка качества сплава АК 9ч, рафинированного гексахлорэтаном и модифицированного тройным флюсом. 80
1.3 РАФИНИРОВАНИЕ И МОДИФИЦИРОВАНИЕ СПЛАВА АК 9Ч ФЛЮСАМИ ПРОБАТ-ФЛЮС Al 224 и Дегазал Т 200 83
1.3.1 Заливка деталей сплавом, рафинированным и модифицированным Пробат-флюсом Al 224 и флюсом Дегазал Т 200 83
1.3.2 Проверка качества материала образцов и деталей, залитых сплавом, рафинированным гексахлорэтаном. 86
1.4 ЗАЛИВКА ОТЛИВОК СПЛАВОМ АК 9Ч, РАФИНИРОВАННЫМ ТРОЙНЫМ ФЛЮСОМ С ПОСЛЕДУЮЩИМ МОДИФИЦИРОВАНИЕМ ФЛЮСОМ «ДЕГАЗАЛ» Т 200 87
1.4.1 Заливка деталей сплавом, рафинированным и модифицированным Пробат-флюсом Al 224 и флюсом Дегазал Т 200 87
1.4.2 Проверка качества сплава АК 9ч, модифицированного тройным флюсом и рафинированного флюсом «Дегазал» Т 200 88
ВЫВОДЫ 89
ГЛАВА
5. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ 91
1.1 МЕТОДИКА РАСЧЕТА НОРМАТИВОВ ПДВ 92
1.2 ХАРАКТЕРИСТИКА ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ 107
1.3 КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ВОДОСНАБЖЕНИЯ ЦЕХА 107
1.4 ХАРАКТЕРИСТИКА ТВЕРДЫХ ОТХОДОВ ПРЕДПРИЯТИЯ 107
ГЛАВА
6. ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА 108
1.1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЛИТЕЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ 108
1.2 ОРГАНИЗАЦИЯ ТРУДА 108
1.3 ОРГАНИЗАЦИЯ ЗАРАБОТНОЙ ПЛАТЫ И УПРАВЛЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВОМ ЛИТЕЙНОГО ЦЕХА 110
1.4 ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКИЕ МЕРОПРИЯТИЯ 111
1.5 РАСЧЕТ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЛИТЕЙНОГО ЦЕХА 112
1.5.1 Расчет численности трудящихся, занятых в литейном цехе 112
1.5.2 Расчет фонда заработной платы 114
1.5.3 Расчет стоимости основных фондов и амортизационных отчислений 116
1.5.4 Расчет затрат по участку выплавки алюминия 119
1.5.5 Энергозатраты 119
1.5.6 Калькуляция себестоимости продукции 122
1.6 РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ 123
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 124
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 12
Выдержка из текста
Рабочие процессы в современных машинах характеризуются высокими значениями температур, нагрузок, давлений, скоростей. Кроме прочего, необходимо учитывать вес самой детали и всего механизма с ней. Часто детали машин из обычных конструкционных материалов в таких условиях оказываются бесполезными. В связи с этим все больше в морском машиностроении и авиастроении используют конструкционные материалы, обладающие низким весом но при этом обладающие хорошей прочностью и стойкостью против коррозии в различных агрессивных средах. Решением этих проблем является алюминий, а точнее его сплавы.
Название алюминий происходит от латинского слова ALUMEN (500 лет до н.э.) – так называли алюминиевые квасцы.
Алюминий как элемент был открыт в 1825г. Его промышленное освоение началось в конце 19-го столетия, когда была открыта технология (электролиз глинозема, растворенного в расплавленном криолите).
Благодаря известному российскому ученому-химику Н.Н.Бекетову, удалось построить первый алюминиевый завод в Гмелингине. Первый алюминиевый завод России был пущен в эксплуатацию в 1932г на базе Волховской гидростанции. Развитие электроэнергетического комплекса в 60-70 гг. позволило построить большое количество мощных алюминиевых заводов и занять ведущее место на мировом рынке алюминия.
Алюминий – это серебристо-белый пластичный металл. На воздухе он быстро покрывается окисной пленкой, которая защищает его от коррозии. Металл химически стоек против азотной и органических кислот. Алюминий разрушается щелочами, а также соляной и серной кислотами. Важнейшее свойство алюминия – небольшая плотность.
Механические свойства алюминия: сопротивление на разрыв – 5-9 кгс/мм², относительное удлинение – 25-45%. Высокая пластичность металла позволяет прокатывать его в очень тонкие листы до 0,005мм. Алюминий хорошо сваривается, однако трудно обрабатывается резанием. Для повышения прочности в алюминий вводят кремний, марганец, медь и другие компоненты. Значительные природные запасы алюминия, его небольшая плотность, высокие антикоррозийные свойства, хорошая электропроводность способствовали широкому распространению этого металла в различных отраслях техники. Алюминий и его сплавы получили очень широкое применение во многих отраслях промышленности.
Алюминий всех марок содержит более 99% чистого алюминия. В зависимости от химического состава он подразделяется на алюминий особой, высокой и технической частоты, обозначается буквой А и цифрой, показывающей десятые и сотые доли процента после 99%, например, А 85 – содержит 99,85% алюминия.
Так как прочность алюминия очень незначительна, то в качестве конструкционных материалов применяют его сплавы. Сплавы подразделяются на деформированные – в основном, дюралюмний и литейные – главным образом силумин.
Дюралюминий – сплав алюминия с медью (2,2-5,2%), магнием (2-2,7%) и марганцем (0,2-1,0%).
Его подвергают закалке в воде после нагрева до температуры около 500°С и упрочняющему старению.
Силумин – сплав алюминия и кремния, их состав близок к эвтектическому, поэтому обладает хорошими литейными свойствами, мягкий, применяется для изготовления неответственных деталей методом литья и давления. Кроме алюминия и кремния (10-13%) в этот сплав входят: железо (0,2-0,7%), марганец (0,05-0,5%), кальций (0,07-0,2%), титан (0,05-0,2%), медь (0,03%) и цинк (0,08%).
Могут использоваться сплавы алюминия с цинком, магнием и т.д.
Алюминиевые сплавы имеют свойство насыщаться газами, как при выплавке, так и при заливке их в формы. Решением этой проблемы является разработка технологии рафинирования сплава. Для того, чтобы максимально эффективно рафинировать сплав необходима индукционная печь, так как механизм перемешивания сплава наиболее быстрый. С точки зрения литейных технологий плавка и заливка должна идти как можно быстрее, но без перегрева.
Для того, чтобы соблюсти все тонкости процесса необходим проект цеха, который будет учитывать множество параметров, таких как технология, логистика и организация производства. На сегодняшний день в стране осталось мало предприятий, способных освоить крупно- и малогабаритное фасонное крупносерийное литье силуминов
Список использованной литературы
1. ГОСТ 1583-93
2. http://bibliofond.ru/view.aspx?id=728881
3. Инструкция на выплавку АК 9ч
4. Плавка и разливка цветных металлов, Белоусов Н.Н., «Машиностроение», Ленинград, 1969 г.
5. Инструкция на модифицирование АК 9ч
6. Пути повышения качества сплава АК 9ч, С.Г. Петрова, С.М. Петров, А.А. Абрамов
7. Инструкция на приготовление флюса № 2
8. http://emchezgia.ru/elektropechi/31konstrukcia.php
9. Егоров А. В. Расчет мощностей и параметров электроплавильных печей.: Учебное пособие для вузов. М.: «МИСИС», 2000.
10. Слухоцкий А. Е., Немков В. С., Павлов Н. А., Бамунер А. В.; Под ред. А.Е. Слухоцкого, Установки индукционного нагрева: Учебное пособие для вузов. Л.: Энергоиздат, Ленинградское отделение, 1981
11. Иванова Л. И., Гробова Л. С., Сокунов Б. А., Сарапулов С. Ф.; Индукционные тигельные печи: Учебное пособие для вузов ГОУ УГТУ – УПИ, Екатеринбург, 2002.
12. Фомин Н. И., Затуловский Л. М. Электрические печи и установки индукционного нагрева. М.: «Металлургия», 1979
