Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Применение материала техногенного происхождения для повышения качества отливок и ресурсосбережения в литейном производстве

Диссертация: Применение материала техногенного происхождения для повышения качества отливок и ресурсосбережения в литейном производстве
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Пригар отливки — наиболее распространенный и трудоемкий вид брака. Пригар — это не только внешний вид отливки, но и предмет, по которому заказчик характеризует уровень производства, техническую оснащенность, квалификацию персонала и его культуру. Таким образом, основной целью данной работы является повышение качества поверхности отливок, улучшение экологической безопасности и ресурсосбережения… Читать ещё >

Применение материала техногенного происхождения для повышения качества отливок и ресурсосбережения в литейном производстве (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Содержание

  • 1. Состояние вопроса и задачи исследований
    • 1. 1. Пригар и методы его предупреждения
    • 1. 2. Основные свойства и характеристика наиболее распространенных огнеупорных наполнителей покрытий
    • 1. 3. Физико-химические свойства огнеупорных наполнителей противопригарных покрытий
    • 1. 4. Методы разработки оптимальных составов противопригарных покрытий
    • 1. 5. Реологические исследования противопригарных паст
    • 1. 6. Выводы и постановка задач исследования
  • 2. Приборы и методика проведения исследований
    • 2. 1. Определение термических деформаций
    • 2. 2. Определение химического состава порошковых смесей оксидов металлов
    • 2. 3. Проведение дифференциально-термического и термогравиметрического анализа (ДТА)
    • 2. 4. Определение фазового состава алюмохромового порошка
    • 2. 5. Определение гранулометрического состава алюмохромового порошка
    • 2. 6. Изучение формы и состояния поверхности частиц алюмохромового порошка
    • 2. 7. Определение количества пригара и противопригарной стойкости покрытий
    • 2. 8. Определение прочности покрытий в обычных условиях
    • 2. 9. Реологическая установка и методика определения реологических параметров
    • 2. 10. Прибор для определения седиментационной устойчивости
    • 2. 11. Методика оптимизации содержания наполнителя
    • 2. 12. Определение вязкости покрытий
    • 2. 13. Определение плотности покрытий
    • 2. 14. Выводы

    3. Экспериментальные исследования физико-химических свойств алюмохромового порошка и сравнительная характеристика с, наиболее применяемыми в настоящее время, дистенсиллиманитом (КДСП) и цирконом (КЦП).

    3.1. Исследования химического состава алюмохромового порошка.

    3.2. Исследование фазового состава алюмохромового порошка.

    3.3. Дифференциально-термический анализ (ДТА, ДТГ, ТГ).

    3.4. Исследование гранулометрического состава алюмохромового порошка.

    3.5. Микроскопические исследования алюмохромового порошка.

    3.6. Дилатометрические исследования алюмохромового порошка.

    3.7. Выводы.,.

    4. Теоретические и экспериментальные исследования по реологии противопригарных паст. Разработка реологической и математических моделей пастообразной композиции.

    4.1. Введение.

    4.2. Экспериментальное определение и анализ реологических кривых течения.

    4.3. Построение реологической и математических моделей.

    4.4. Определение напряжений релаксации.

    4.5. Методика выбора конструктивно-силовых параметров установки для приготовления пастообразных композиций.

    4.6. Выводы.

    5. Экспериментальные исследования и разработка покрытий на базе алюмохрома и кремний-органических связующих.

    5.1. Выбор состава наполнителя противопригарных покрытий, используемых при производстве чугунных отливок.

    5.2. Разработка противопригарных покрытий.

    5.3. Технологические испытания разработанных покрытий.

    5.4. Выводы.

Вопросы повышения качества продукции, рентабельности и конкурентоспособности производства, экологии и ресурсосбережения как никогда остро встают сейчас перед отечественным машиностроением.

Эти проблемы в полной мере относятся и к области литейного производства. В современных условиях более 80% всего объема отливок изготавливают в разовых песчаных формах, свойства которых непосредственно определяют качество отливок.

Брак по вине литейной формы и стержня достаточно велик и достигает в некоторых случаях 30−40%.

Пригар отливки — наиболее распространенный и трудоемкий вид брака. Пригар — это не только внешний вид отливки, но и предмет, по которому заказчик характеризует уровень производства, техническую оснащенность, квалификацию персонала и его культуру.

Пригар значительно затрудняет механическую обработку отливок, удлиняет цикл производства, его устранение является одной из наиболее трудоемких операций в литейном производстве.

Известным путем резкого сокращения поверхностных дефектов литья и пригара является применение облицовочных смесей и противопригарных покрытий на основе специальных огнеупорных наполнителей.

Эффективность противопригарных покрытий в основном определяется природой и свойствами наполнителя, его термохимической и термофизической устойчивостью.

В качестве огнеупорного наполнителя покрытий чаще всего используют циркон, дистенсиллиманит, эл. корунд, магнезит и другие материалы. В некоторых случаях применяют рутил, хромомагнезит и оливин.

Наиболее широкое применение нашли покрытия на основе порошкообразного циркона и дистенсиллиманита. Однако наибольший эффект был достигнут с применением цирконовых покрытий.

Следует отметить, что циркон и дистенсиллиманит имеют высокую стоимость, а также экологически небезопасны. Многие предприятия вынуждены импортировать эти материалы из-за истощения их запасов на территории бывшего СССР, а новые месторождения пока еще не освоены;

Учитывая современный уровень развития литейного производства и достижений в области отраслевых наук, наиболее решаемой задачей является поиск таких новых огнеупорных наполнителей, в том числе и техногенного происхождения, применение которых позволило бы получить необходимое качество поверхности отливок при одновременном снижении их себестоимости и повышении ресурсосбережения.

Одним из таких материалов, может быть продукт переработки отходов нефтехимической промышленности — алюмохромовый порошок, имеющий экологический сертификат на применение в промышленности.

Применение материалов техногенного происхождения для повышения качества отливок и ресурсосбережения в литейном производстве является актуальной проблемой.

Таким образом, основной целью данной работы является повышение качества поверхности отливок, улучшение экологической безопасности и ресурсосбережения в литейном производстве, связанное с применением материала техногенного происхождения.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ.

1. Анализ существующих противопригарных покрытий показал, что большинство из них не удовлетворяют технологическим, экономическим и экологическим требованиямнаиболее перспективным направлением представляется применение материалов техногенного происхождения во многом удовлетворяющих современным тенденциям развития литейного производства.

2. Исследованиями алюмохромового порошка, являющегося побочным продуктом нефтехимического производства, установлено:

— что алюмохромовый порошок содержит AI2O3 — 72,5%, Сг203 -16,2%, Si02 -5,8% (несвязанный 0,3−0,6%), Fe203 — 1,4%, МпО — 0,05%;

— алюмохромовый порошок на 80% состоит из высокотемпературной рентгеноаморфной фазы, представляющей смесь неустойчивых фаз 8А120з, уА12Оз и соединений типа шпинелей: CrSi04, Cr2Si06, AlSi04, Al2Si06, FeAl204 и.т.д;

— в новом материале в интервале температур от 0 до 1000 °C не происходят эндотермические и экзотермические реакции (кроме удаления гигроскопической и кристаллической влаги) и фазовых превращений, а в интервале температур от 1000 до 1800 °C происходят не значительные фазовые превращения и выделения из рентгеноаморфной фазы составляют мение 10% от общей массы.

— он имеет незначительное термическое расширение в интервале температур от 0 до 1200 °C, составляющее 1,1% от исходного объема при температуре 1200 °C;

— огнеупорность алюмохрома составляет 1900 — 1950 °C, что позволяет отнести материал к высокоогнеупорным наполнителям наряду с электрокоррундом и цирконом;

— по гранулометрическому составу — 85% частичек менее ЗОмкм, для сравнения: у циркона (КЦП) только 10%, а у дистенсиллиманита (КДСП) 15% частичек такого размера;

— алюмохром имеет закругленную форму частиц в отличие от сколообразной циркона (КЦП) и дистенсиллиманита (КДСП).

— в каждой единице элементарного объема алюмохромового порошка содержится одинаковое соотношение химических элементов, присущих всему объему материала- .

Результаты исследований показали, что алюмохромовый порошок можно отнести к разряду высокоогнеупорных мелкодисперсных наполнителей для противопригарных покрытий.

3. Разработаны реологическая и математическая модели упруго-вязко-пластической среды, отражающей специфику деформирования противопригарных паст с непрерывным изменением структуры в процессе приготовления.

4.На.основании реологической модели деформирования разработаны. методики:

— определение реологических параметров среды;

— выбора оптимальных режимов приготовления паст;

— выбора оптимальных конструктивно-силовых параметров смесителя лопастного типа для приготовления противопригарных паст.

5. Разработаны противопригарные покрытия на базе алюмохромового порошка и кремний-органических связующих для стержней и форм чугунных и стальных отливок, обеспечивающих получение отливок без пригара.

6. Разработанные противопригарные покрытия на основе алюмохромового порошка прошли обширные опытно-промышленные испытания на ОАО АМО «ЗИЛ», ОАО ММЗ «Серп и Молот» и рекомендованы к внедрению.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Р.И., Давыдов Н. И., Москаленко О. П., Ищенко Л. Г. Электрокорундовые противопригарные покрытия. Литейное производство. 1988.-№ 2. С. 9−10.
  2. В.П. и др. Прибор для определения реологических свойств формовочных смесей. Литейное производство. 2000. № 4. С. 33−34.
  3. В.Г. Повышение эффективности противопригарных покрытий. Литейное производство. 2000. № 3. С. 35−37.
  4. П.П. Формовочные материалы. М.: Машгиз, 1963. 408 с.
  5. Е. А. Булыптейн Р.И. и др. Хромомагнезитовые материалы в литейном производстве. Киев.: Техника, 1980. 72 с.
  6. С.В. Пористые проницаемые материалы. М.: Металлургия. 1987. -335 с.
  7. П.П. Качество литейной формы. М.: Машиностроение. 1971. 292 с.
  8. П.А. Исследование условий образования пригара на отливках из спецсталей. Труды ЦНИИТмаша. 1960. № 6. С. 33−46.
  9. Ю.Ф., Боговой М. В. Термостойкость покрытий литейных форм. В кн. Формирование качества поверхности отливок. М.: Наука. 1969. С.94−99.
  10. Р.И., Белобров Е. А., Погосян Г. А. Дунитовые смеси и краски. Литейное производство. 1974. № 6. С. 41.
  11. Н.В., Макаренкова Л. И., Валисовский И. В. Химическое взаимодействие высоколегированных сталей с противопригарнымиматериалами. М.: Тр. ЦНИИТмаш. 1978. № 140. С. 54−60.
  12. Г. Ф. Основы теории формирования отливки. М.: Машиностроение. 1979. 334с.
  13. B.C. Разработка метода управления процессом уплотнения литейных форм на основе реологии формовочных смесей, дисс. к.т.н. МАСИ. М. 1989.- 175с.
  14. Д.Ф. Разработки и внедрения в производство технологии изготовления форм и стержней из модифицированных металлофосфатных смесей, дисс. к.т.н. Н-Новгород. 2000. 300с.
  15. Р.Й. и.др. Производство формовочных материалов на Украине. Литейное производство. 2001. № 10. С. 13−16.
  16. В.А. Физико-химические основы литейного производства. М.: «Интермет инжиниринг». 2001. 335с.
  17. Ю.П., Иткис З. Я. Окислительные смеси в конвейерном производстве стального литья. Челябинск.: Южно-Уральское книжное издательство. 1973. 154 с.
  18. И. В. Пригар на отливках. М.: Машиностроение. 1983. -192с.
  19. И.В. Лаборатория качества поверхности отливок. Литейное производство. № 10. 1999. С. 6.
  20. Ю.П. Пригар на чугунном литье. В кн. Прогрессивные технологические процессы производства отливок из различных сплавов. С.: Издательство Саратовского университета. 1976. С. 10−11.
  21. А.И. Приближенный расчет процессов теплопроводности. Л.: Госэнергоиздат. 1959. 184с.
  22. С.С. Реологические основы механики грунтов. М.: Высшая школа. 1978.-448с.
  23. .М. Противопригарные покрытия форм и стержней. Литейное производство. 1977. № 6. С. 19.
  24. И.В. Надежность и технологичность в производстве стальных отливок. Санкт-Петербург: «Политехника» 1992. 270 с.
  25. В.М. Теория статистики. М.: «Аудит», «ЮНИТИ». 1998.- 247с.
  26. .Б. Теория литейных процессов. Л.: Машиностроение. 1976. -214с.
  27. Е.С. Ресурсосберегающие металлофосфатные связующие материалы. Сб., докладов 5-ого съезда литейщиков Р.Ф. 2001. 246с.
  28. В.А. Противопригарные пасты для стального углеродистого литья. Труды ЦНИИТМАШ. 1960. № 6. С. 68−80.
  29. С.П., Дробязко В. Н., Ващенко К. И. Получение отливок без пригара в песчаных формах. М.: Машиностроение. 1978. 208 с.
  30. С.П., Авдокушин В. П., Русин К., Мацащек И. Формовочные материалы и смеси. Киев: Выща школа. 1990. Прага. СНТЛ. 1990. -425с.
  31. Н.И. Противопригарные покрытия для окраски стержней в массовом производстве чугунных отливок, дисс. на соиск. к.т.н. М. 1983. -156с.
  32. Н.И. Проникновение жидкого металла. М.: Наука. 1985. С. 246 249.
  33. В.А., Анисович Г. А., Бабич В. Н. и др. Специальные способы литья. Справочник. Под общ. ред. Ефимова В. А. М.: Машиностроение. 1991. -436 с.
  34. О.М., Юрченко Л. А., Денисов В. А., Меринов И. В. Жидкие самотвердеющие смеси на основе огнеупорных наполнителей. Литейное производство. 1981. № 7. С. 10.
  35. С.С. Холодно-твердеющие смеси в современных технологиях изготовления стержней и форм. 2002. 10−16с.
  36. Р.Б., Петриашвили Б. В. Влияние состава хромомагнезитовой облицовки на качество поверхности чугунного литья. Труды Грузинского Политехнического института. 1968. № 8. 28-й вып. С. 209−215.
  37. О.И., Лукьянова О. И., Борсук П. А., Андрианов B.C. Реологические свойства гелей, образующихся при взаимодействии жидкого стекла и отвердителей сложного типа. Литейное производство. 1999. -№ 10. С. 39−41.
  38. А.А. Исследование адгезионной прочности противопригарных красок и выбор способов окраски стержней, изготовляемых в нагреваемой остнастке. М.: Завод ВТУЗ при ЗИЛе. 1980. 16с.
  39. В.Н. Словарь справочник по литейному производству. Изд. 2-е. М.: «Машиностроение». 2001. — 460с.
  40. И.Е., Васин Ю. П. Формовочные материалы и смеси. Чебоксары.: Чувашского Университета. 1992. ч1. 223с.
  41. В.Н., Казеннов С. А., Кручман Б. С. и др. Литье по выплавляемым моделям. Под общ. Ред. Я. И. Шкленника., В. А. Озерова. -3-изд. перераб. и доп. М.: Машиностроение. 1984. 408с.
  42. Информационный бюллетень ИТЦМ-«Металлург» ЗАО Инженерно-технологический центр машиностроения. М. 1997 г. -№ 42−43. 16с.
  43. И.Б. Вопросы теории литейных процессов. М.: Машиностроение. 1976. 216 с.
  44. Концентрат цирконовый. ТУ-У-14−10−015−98 (КЦП). Украина. 1998. -28с.
  45. Г. и Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров под общей ред. Армановича И. Г. М.: Наука. 1984. 831с.
  46. И.Д. Футеровочные материалы, применяемые в индукционноплавильных печах. Литейщик России. 2002.-№ 5. 45−49с.
  47. X. Справочник по физике. Пер. с немецкого, под ред. Лейкина Е. М. М.: «Мир». 1985.' 519с.
  48. Киев «Наукова думка». 1977. № 3. С. 4−6.
  49. . Ю.И. Напряженно-деформированное состояние формовочной смеси при динамическом нагружении. Литейное производство. 2001. № 10. -13с.
  50. A.M., Валисовский И. В., Багров А. А. Химический пригар на чугунных отливках. Литейное производство. 1975. № 5. С. 22−24. •
  51. А.В. Теория теплопроводности. М.: Высшая школа. 1967. 599с.
  52. И.В., Головня А. А. Материалы техногенного происхождения для производства противопригарных покрытий. Литейное производство. 2002. № 4. С.26−27.
  53. Матвеенко И-В., Головня А. А. Определение реологических критериев огнеупорных пастообразных покрытий и методика выбора силовых параметров установки для их приготовления. Литейщик России. 2002. № 9. С. 25−26.
  54. И.В., Исагулов А. З., Дайкер А. А. Динамические и импульсные процессы и машины для уплотнения литейных форм. Амата.: Гылым. 1998. -342с.
  55. И.В., Бельчук B.C. «Реологические и математические модели прочессов уплотнения формовочных смесей». Сб. Литейное производство в автомобилестроении. М.: МАСИ ВТУЗ ЗИЛ. 1989. -89с.
  56. И.В. Управление качеством литейных форм на основе реологии. СБ. Научных трудов МГИУ. 1997. С. 65−69.
  57. И.В., Бельчук B.C. Применение электронных моделей в реологии формовочных смесей. Литейное производство. 1988. № 12.С.13−15.
  58. А.С. Разработка технологии изготовления тормозных дисков автомобилей в условиях малых предприятий, авт. дис. к.т.н. М.: МАМИ. 2002.24с.
  59. М.М., и д.р. Свободная поверхностная энергия на границах раздела твердое тело жидкость. Тр. 1. Международной научно-технической конференции. Генезис, теория и технология литых материалов. 2002. — 350с.
  60. Я.И., Валисовский И. В. Технологические испытания формовочных материалов. М.: Машиностроение. 1973. 310 с.
  61. Курс высшей математики. Под редакцией Миносцева В. Б учебное пособие, ч. 1, ч.2. М.:РИЦ МГИУ. 2002. 432с.
  62. Международная научно-практическая конференция «Прогрессивные литейные технологии». Тезисы докладов. М.: МИСИС. 2000. 200с.
  63. Ф. А. Разработка и исследование хромитовых самотвердеющих смесей для производетва стального литья. М.: 1992. -218с.
  64. С.Г., Черепанов A.M. Высокоогнеупорные материалы и изделия из окислов. М.: Металлургиздат. 1957. -208с.
  65. B.C. Моисеев Н. К. Автоматизированное проектирование технологических процессов литья. М.: МАТИ. 1994. -255с.
  66. . Наука об окружающей среде. Т.1 М.: «Мир». 1994.-424 с.
  67. Ф. Д. Качество литых поверхностей. M.-JL: Машгиз. 1961. -183с.
  68. В.И. Природа прочности и деформационных свойств глинистых пород. М. 1979. 180с.
  69. Ю.Е. Новые огнеупорные бетоны и вязкие системы -основополагающие направления в разработке, производстве и примененииогнеупоров в 21 веке. Ж. Огнеупоры. 1998. № 4. С. 12−25.
  70. В. Н. Особенности образования поверхностных дефектов отливок. Литейное производство. 2000. № 10. С. 27−28.
  71. В.Н., Степашкин Ю. А., Нуралиев Ф. А. Теоретические предпосылки разработки противопригарных красок. Россия. М.: ЦНИТМАШ. 2001. С. 183−185.
  72. В.Н., Степашкин Ю. А., Нуралиев Ф. А. Влияние удельной поверхности наполнителей на свойства противопригарных красок. М. Литейное производство. № 10. 1999. 43с.
  73. В.Н. Луканин В:Л. Жидкостекольные холоднотвердеющие смеси на кремний-полимерных композициях. М.: ЦНИТМАШ. -№ 164, 1981. С. 79−82.
  74. В. Н. Теоретические основы разработки термостойкости формовочных смесей и технология их применения, обеспечивающая получение высококачественных отливок, дисс. д.т.н. М.: ЦНИТМАШ. 1991. -504с.
  75. Рипан Р, Четяну И. Неорганическая химия. Химия металлов. Пер. с румынского д. физ-мат.наук И. Б. Берсукера, к.х.н. Н. И. Беличука. Под ред. Академика В. И. Спицина и к.х.н И. Д. Колли. М.: «МИР». 1971. С. 120−121.
  76. М. Реология: пер. с англ. М.: Наука. 1965. -224с.
  77. Се Цзуси. Новый способ определения механических свойств формовочных смесей. Литейное производство. 2001. № 10. — 17с.
  78. Трухов А. П" Сорокин Ю. А. Влияние конструктивно-технологическихпараметров песчано-глинистых форм на образование пригара на отливках.
  79. СБ. Литейное производство в автомобилестроении. М.: МАСИ-ВТУЗ ЗИЛ. 1989.-3−10с.
  80. Концентрат дистенсиллиманитовый. ТУ-У-14−10−017−98 (КДСП). Украина. 1998. 30с.
  81. Технические условия. Ед. Сист. Кнстр. Документации. ГОСТ 2.114−95. Межгсуд. Совет по стандартизации метрологии и сертификации. Минск. 1966.-72с.
  82. А.С., Порхунов Р. В., Бойченко А. С., Перепелицын В. А. Использование кытлымских дунитов в качестве формовочных материалов. Литейное производство. 1984. № 4. С. 13. .
  83. Формовочные материалы и технология литейной формы. Справочник под общей редакцией С. С Жуковского М.: Машиностроение. 1993. 43с.
  84. ЮГ. «Курс коллоидной химии. Поверхностные явления и дисперсные системы». Учебник для вузов Москва.: Химия. 1988. -464с.
  85. Фалитнов А. И, Ковалев Ф. И и Степанов B.C. Новые технологии в литейном производстве для повышения конкурентной способности конкурентоспособности автомобилей. Литейное производство. 2000. -№ 5. С. 47−53.
  86. Химический энциклопедический словарь. Гл. ред. Кнунянц. М.: Советская энциклопедия. 1983. 790с.
  87. Б. В. Попель С.И. Лазарев Л. П. Проникновение сплавов железа в уплотненный песок. Известия АН СССР, Отдел техн. Наук.: Металлы и топливо. 1962. № 6. С. 14−18.
  88. А.Н. Физико-химические процессы в контактной зоне металл-форма. М.: Машиностроение. 1992. 92с.
  89. А.А., Семенюк JI.A., Цибрик В. А. Физико-химические постоянные материалов и параметры процессов литья. Справочник. Киев.: Наукова думка. 1987. 270с.
  90. И.Е., Валисовский И. В., Кузьмин Н. Н. Повышение проникающей способности формовочных красок. Литейное производство. 1981.-№ 4. С. 10−11.
  91. В.М. Что такое No-banc. Литейщик России. 2002. -№ 3. С. 25−28.
  92. Л. Реологические проблемы механики грунтов. Пер. с англ. М.: Строй-издат. 1976. 486с.
  93. Н.С. Разработка и внедрение метода исследования релологических свойств и оптимизация составов формовочной смеси, дисс. к.т.н. Завод- ВТУЗ при ЗИЛе. М. 1985. 183с.
  94. И.Д. Разработка связующих композиций и оптимизация составов формовочных и стержневых смесей на основе эпоксидных смол. авто. Дисс. д.т.н. Липецк. 1999. 24с.
  95. И.Д. Разработка связующих композиций и оптимизация составов формовочных и стержневых смесей на основе эпоксидных смол. Липецк. 1997.-470с.
  96. Литье по выплавляемым моделям: Инженерная монография. Под общ. ред. Шкленника Я. И., Озерова В. А. М.: Машиностроение. 1971. 436с.
  97. ШулЯЙ B.C. Производство отливок по газифицированным моделям. М.: РИЦМГИУ. 2001. 324с.
  98. Kolorz A., Hofmann В., Siefer W. Einfluss der Formstoffeigenschaften auf Werkstoffkenngrossen undBeschaffen von Rohteilen aus shahlguss. Dusselldorf-Feil 1: Grundlagen, Giesserei forschung. 41. 1989. — № 1. S. 14−19.
  99. Lukacek G., Heine H.T. Using Core and Mold Coatings a new understanding. «Foundry management and technology». March. 1982. P.70−83.
  100. Middleton T.M. Factors affecting the surface quality of steel castings. «British Foundryman». 1964. № 1. P. 1−19.
Заполнить форму текущей работой

Сессия? Спокойно!