Получение биметаллических заготовок центробежным способом - Диссертация

ГЛАВА I. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА 1.1 Современные требования, предъявляемые к качеству мелющих валков 1.1.1 Общие требования к валкам различного назначения пищевой отрасли 1.1.2 Условия эксплуатации и технические характеристики мелющих валков 1.2 Анализ и тенденции развития перспективных процессов производства биметаллических мелющих валков 1.3. Основные направления дальнейшего совершенствования технологических процессов производства биметаллических мелющих валков 1.4 Влияние химического состава чугуна на качество рабочего слоя валков Выводы, цель и задачи настоящей работы ГЛАВА II. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ 2.1. ИССЛЕДОВАНИЕОСОБЕННОСТЕЙ ФОРМИРОВАНИЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЗАГОТОВОК ВАЛКОВ В ПОЛЕ ДЕЙСТВИЯ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ СИЛ 3.1 Исследование особенностей процесса затвердевания отливки в массивной изложнице 3.2 Определение кинетики затвердевания рабочего слоя валков 3.3 Влияние скорости затвердевания на свойства металла рабочего слоя валков Выводы ГЛАВА IV. ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ МЕЛЮЩИХ ВАЛКОВ 4.1. Исследование и выбор оптимальных параметров формы для отливки мелющих валков 4.2 Оптимизация состава и способа нанесения теплоизоляционного покрытия на внутреннюю поверхность изложницы 4.3 Совершенствование конструкции заливочного устройства для отливки валков 4.4 Технологический регламент вращения формы 4.5 Термовременные параметры режима заливки двух разнородных металлов в форму 4.6 Исследование и выбор состава чугуна мелющих валков рабочего слоя 4.7 Экспериментально-производственная отработка технологии отливки биметаллических валков методом центробежного литья Выводы ГЛАВА V. Продолжительность работы мукомольных валков отечественного производства, полученных стационарным способом, крайне низка и оценивается в 3,5...4,0 месяца до первой переточки рифлей при работе на драных системах грубого помола, в то время как валки зарубежного производства в аналогичных условиях работают в 2,0.. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи: исследование особенностей процессов заполнения и распределения жидкого металла в форме с учетом действия центробежных сил и определение их влияния на качество отливок; изучение кинетики и скорости затвердевания рабочего слоя валков и их влияния на структуру и свойствами металла, а также взаимосвязь их температурно-временными условиями заливки двух разнородных составов чугуна; разработка технологического регламента центробежного литья бочек мелющих валков по основным его параметрам: скорость и температура заливки металла, способ и режим ввода металла во вращающуюся форму, частота вращения формы, состав и способ нанесения теплоизоляционного покрытия в изложницу, интервал времени между заливками двух металлов и др. Научная новизна работы: - научно обосновано использование массивной изложницы с рабочей поверхностью, облицованной самотвердеющим покрытием, толщина стенки которой соизмерима с толщиной стенки отливки, что позволило существенно повысить ее теплоаккумулирующую способность, снизить температурный перепад по отношению к отливке и повысить изотропность свойств рабочего слоя валка; - разработан технологический регламент заливки рабочего и внутреннего слоев металла валков, обеспечивающий прочное сваривание двух разнородных металлов; - экспериментально обосновано, что частота вращения формы должна определяться с учетом толщины заливаемого слоя металла, а не наружного диаметра отливки; - выявлена определяющая роль термического сопротивления облицованного покрытия, которая при толщине слоя 2,0 мм позволяет обеспечить требуемую твердость и глубину отбела рабочего слоя валка; показано, что использование заливочного устройства с боковой подачей жидкого чугуна по ходу вращения формы сокращает на 20...25% период его вовлечения во вращение до частоты вращения формы, что позволяет обеспечивать получение плотной и однородной структуры рабочего слоя. Практическая ценность и реализация работы: разработан и внедрен на ООО «Орловский литейный завод имени Медведева» технологический регламент производства высококачественных биметаллических валков для пищевого машиностроения методом центробежного литья Личный вклад Автор принимал непосредственное участие в качестве технолога-литейщика ООО «Орловский литейный завод имени Медведева» под руководством специалистов ОрелГТУ и профессора д.т.н. Исходя из специфических условий эксплуатации мелющих валков их стойкость во многом обусловлена дифференцированным характером структуры и свойств металла по сечению отливки, то есть наличием поверхностного отбеленного слоя толщиной 0,020...0,025 м с достаточно высокими значениями твердости (62...72 HSD), равномерно распределенными по длине и сечению бочки валка, и «мягкой» сердцевины с твердостью 180...230 НВ [11, 30]. 1 - чугунная бочка, 2 - стальные полуоси, 3 - рабочий слой из легированного чугуна Рисунок 1.1 - Схема конструкции мелющего валка для пищевой промышленности Общие признаки, характеризующие мелющие валки, используемые в мукомольной, шоколадной, кофейной, пивоваренной и др