Литейный цех литья круглых полых и сплошных слитков из сплавов 7175, АД1, 6082 - Дипломная работа

Современное литейное производство отличается большой номенклатурой изделий. В цехах литья слитков из алюминиевых деформируемых сплавов получают: · плоские слитки - для прокатного производства; Обеспечение необходимого качества слитков достигается правильным построением технологического процесса, грамотного применения современных методов обработки расплава (рафинирования, модифицирования), также применением современного оборудования и оснастки.Подобранная и рассчитанная на плавку шихта подается с помощью мостовых кранов шихтового пролета на эстакаду плавильного отдела или на участок высококачественного литья (ВКЛ) к печам, откуда производится загрузка шихтовых материалов с помощью мульдозавалочных кранов (МЗК) и электромостовых кранов (ЭМК). Для доведения расплава до требуемого химического состава, в плавильных печах применяются мульдозавалочные краны (МЗК) и электромостовые краны, после чего производится рафинирование флюсами или смесью газов аргон хлор, модифицирование лигатурой Al-Ti-B, съем шлака с помощью мульдозавалочных кранов или напольных завалочных машин. Диаметры отливаемых круглых слитков определяются мощностью прессов, применяемых для их деформирования, и качеством самих слитков. Отливка слитков третьей группы для ряда сплавов требует особых мер по регулированию состава сплава, режимов литья и конструкции кристаллизаторов, но может считаться освоенной так же для всех сплавов. Поведение металлов и сплавов в литейных процессах определяется разнообразными физико-химическими свойствами (температурой ликвидуса, солидуса, теплоемкостью, теплопроводностью, растворимостью газов) и специфическими литейными свойствами (жидкотекучестью, усадкой, склонностью к образованию литейных трещин, склонностью к зональной ликвации и т.д.).Как показывают разрезы, сплав 7175 имеет сложный фазовый состав, который изменяется с понижением температуры. При 200°С и ниже сплав попадает в четырехфазную область б М(Mg Zn2) S(Al2CUMG) T(Al2Mg3Zn3) , следовательно, основными упрочнителями сплава являются фазы S, T, MGZN2. Сплав 7175 в отожженном состоянии может иметь следующий фазовый состав: б , MGZN2, ALMGZNCU (являющийся твердым раствором) и фазы, содержащие хром и марганец. Чем больше содержание кремния в сплаве, тем больше будет образовываться фаза Mg2Si, которая практически не участвует в упрочнении сплава, поэтому рекомендуется держать содержание кремния на нижнем допустимом пределе. Максимум прочности достигается значительно быстрее в сплавах с хромом и марганцем, чем в сплавах без этих добавок.Чтобы выяснить, какие промежуточные фазы железо и кремний могут образовывать в сплаве АД1, рассмотрим диаграмму состояния тройной системы Al-Fe-Si. Сплавы содержат обычно две фазовые составляющие Al Si и Al a (Al - Fe - Si), а фазы Al b (Al - Fe - Si) и Al - Al3 Fe очень редко присутствуют вместе с первыми фазами. Несмотря на заметную и переменную растворимость кремний не придает алюминию способности к упрочнению термической обработкой, что связано с неблагоприятным характером распада твердого раствора кремния в алюминии. Если в сплаве одновременно присутствуют железо и кремний, то могут образоваться два тройных химических соединения: б (Al-Fe-Si) и в (Al-Fe-Si). При наличии в фазовом составе алюминия свободного кремния при кристаллизации образуется эвтектика Al-Si, т.е. температура конца кристаллизации снижается до 557°С, а температура начала кристаллизации близка к 660°С и изза большого интервала температур кристаллизации сплав становится горячеломким.Если пренебречь небольшими добавками меди, марганца, хрома и железа, то фазовый состав сплава можно показать с помощью диаграммы состояния тройной системы Al-Mg-Si (рисунок 10). В связи с очень малой растворимостью кремния в алюминии при низких температурах (200°С) сплав имеет в равновесных условиях гетерогенную структуру. При таком содержании железа, как в сплаве 6082, заметно уменьшается склонность сплава к горячим трещинам при литье, измельчается структура готовых полуфабрикатов благодаря повышению температуры рекристаллизации алюминия. Медь как примесь в сплаве 6082 не допускается в количествах более 0,10%, так как она повышает склонность сплава к межкристаллитной коррозии. С повышением содержания кремния в сплаве улучшается способность к свариваемости.Исходными шихтовыми материалами для приготовления алюминиевых деформируемых сплавов служат первичные металлы, вторичные сплавы и лигатуры, отходы литейного производства. Первичный алюминий в виде чушек массой 15 кг, «Т»-образных чушек массой до 2000 кг, алюминиевые слитки, первичные металлы разрешается использовать в шихту, не дожидаясь прибытия на них сертификатов. Запрещается использовать в шихту без протоколов химического анализа или без сертификатов качества лигатуры, переплав со стороны, лома, поступающие в вагонах и контейнерах, а также забракованные по химическому составу отходы плавок своего производства. Разгрузка шихтовых материалов из крытых вагонов (алюминий в пакетах, «Т»-образной чушки, катодная медь, ц

Содержание основных компонентов и примесей приведено в таблице 3.Содержание основных компонентов и примесей в сплаве АД1 приведено в таблице 6.Содержание основных компонентов и примесей приведено в таблице 9.Содержание основных элементов и примесей, % Прочие примеси, %

Для получения качественной продукции, с оптимальными свойствами, в металлургической промышленности важно правильное построение производственного цикла.

Современное литейное производство отличается большой номенклатурой изделий. Основным полуфабрикатом в металлургии является слиток. В цехах литья слитков из алюминиевых деформируемых сплавов получают: · плоские слитки - для прокатного производства;

· круглые сплошные слитки - для прессования профилей и прутков, ковки и штамповки;

· круглые полые слитки - для производства труб;

Обеспечение необходимого качества слитков достигается правильным построением технологического процесса, грамотного применения современных методов обработки расплава (рафинирования, модифицирования), также применением современного оборудования и оснастки.

Учитывая вышесказанное, применение этого позволяет существенно улучшить структуру и свойства заготовок. Тем самым, при дальнейшей обработке давлением повышается стойкость инструмента, стабилизируются и несколько повышаются механические свойства полуфабрикатов, увеличивается скорость прессования металла, а также увеличивается степень его деформации.

Улучшение качества поверхности слитка позволяет уменьшить, а в некоторых случаях и исключить, механическую обработку. Это позволяет значительно увеличить выход годной продукции на 8 -10%.