- •Введение
- •1 Выбор материала и способа получения заготовки
- •1.1Выбор материала
- •1.2 Общая схема технологического процесса получения детали.
- •8000 Штук в год
- •1.3 Оценка технологичности детали и выбор способа получения заготовки
- •2 Получение материала
- •2.1 Выбор печи для плавки
- •2.3 Рафинирование алюминиевых сплавов
- •2.4 Флюсы
- •2.5 Модифицирование
- •3. Разработка чертежа отливки
- •3.1 Назначение припусков
- •4 Разработка технологического процесса получения заготовки.
- •4.1 Технологический процесс литья в кокиль.
- •4.1 Выбор материала для кокиля.
- •4.2 Размещение вентиляционных каналов в кокиле.
- •4.3 Теплозащитные покрытия кокилей.
- •4.4 Подогрев кокиля.
- •3.8 Механизация литья в кокиль.
Введение
Данная курсовая работа является заключительной и обобщающей работой по дисциплинам «Технология конструкционных материалов» и «Материаловедение», ступенью для последующих курсовых работ, в том числе и для дипломного проекта.
При выборе технологии производства деталей необходимо ориентироваться в первую очередь на требования изделий, которые нужно получить. Необходимо уметь правильно выбрать материал, определить его химический состав, назначить оптимальный режим термической обработки, описать его структуру и свойства, составить технологические процессы получения и обработки материала заготовки.
Выбор способа получения заготовки – всегда очень сложная, подчас трудноразрешимая задача, так как часто различные способы могут надежно обеспечить технические и экономические требования, предъявляемые к детали. Таким образом, выбранный способ получения заготовки должен быть экономичным, обеспечивающим высокое качество детали, производительным, нетрудоемким процессом. Оценку целесообразности и технико-экономической эффективности применения того или иного способа необходимо производить с учетом всех его недостатков и преимуществ.
1 Выбор материала и способа получения заготовки
1.1Выбор материала
При выборе материала руководствуются, прежде всего, необходимыми свойствами: механическими, эксплуатационными. Принимаются также во внимание серийность и экономические затраты на производство материала. В таблице 1 приведены все требуемые свойства выбираемого материала.
Механические свойства условия эксплуатации детали представлены в таблице 1:
в, МПа |
, % |
ρ, т/м3 |
НВ |
Условия эксплуатации |
не менее 147 |
не менее 1% |
2,66 |
50 |
Статические и динамические нагрузки, ответственное назначение, герметичность. |
Таблица 1 – Механические свойства условия эксплуатации детали
На основании этих данных выбираются сплавы, которые имеют низкую плотность и низкое относительное удлинение, а также низкие предел прочности и твердость. Этим требованиям соответствуют литейные алюминиевые сплавы. Чугуны и стали не рассматриваются. По назначению конструкционные литейные алюминиевые сплавы можно условно разделить на следующие группы:
- сплавы, отличающиеся высокой герметичностью;
- высоко прочные и жаропрочные сплавы;
- коррозионно-стойкие сплавы.
По условиям эксплуатации подходит сплав АК7ч.
Сплав АК7ч относится к герметичным конструкционным материалам, при испытании на герметичность разрушается без течи, что обусловлено его прочностью и пластичностью.
Химический состав сплава приведен в таблице 2:
Сплав |
Mg, % |
Si, % |
Mn, % |
Ti, % |
Другие элементы, % |
АК7ч
|
0,2-0,5
|
6-8 |
До 0,4 |
Менее 0,1 |
2 |
Таблица 2 – Химический состав сплава АК7ч
Он является доэвтектическим в системе Al – Si. Основными составляющими двойных сплавов Al с Si являются первичные кристаллы α (Al) твердого раствора и двойная эвтектика α (Al) + Si, а также нередко содержит и первичные кристаллы кремния. Для измельчения структуры эвтектики и устранения избыточных кристаллов кремния силумины модифицируют натрием (0,05-0,08%) путём присадки расплаву смеси солей 67% NaF и 33% NaCl. В присутствии натрия происходит смещение линий диаграммы состояния. В этом случае в структуре сплава вместо избыточного кремния появляются кристаллы α-раствора. Эвтектика приобретает тонкое строение и состоит из мелких кристаллов β-(Si) и твёрдого раствора. В процессе затвердевания кристаллы кремния обволакиваются плёнкой силицида натрия Na2Si, которая затрудняет их рост. Такие изменения структуры улучшают механические свойства сплава.
Al(α)
Эвтектика(α+Si)
Рисунок 1 – Микроструктура силумина после модифицирования
Марка сплава |
Температура плавления |
Температурный интервал кристаллизации |
Температура литья |
Линейная усадка, %
|
Жидкотекучесть при 700 0С (прутковая проба), мм
|
Склонность к образованию горячих (тширина кольцарещин), мм
|
Герметичность
|
Склонность к газонасыщению
|
||||
0С |
||||||||||||
АК7ч |
550 |
620-577 |
690-750 |
1,0 |
350 |
Не образуется |
Высокая
|
Технологические свойства сплава приведены в таблице 3:
Таблица 3 – Технологические свойства АК7ч
Из таблицы 3 видно, что сплав АК7ч имеет узкий интервал кристаллизации, хорошие литейные свойства: небольшую линейную усадку, повышенную жидкотекучесть, обеспечивающую получение тонкостенных и сложных по конфигурации отливок, малую склонность к образованию трещин при затрудненной усадке и рассеянную усадочную пористость. Кристаллизация идет от периферийной зоны (стенок формы) к внутренним зонам отливки, что вызывает образование между первичными кристаллами сплошного слоя мелкозернистой эвтектики. Это препятствует образованию сквозных усадочных каналов между зернами твердого раствора.