Лабораторная работа №1





НазваниеЛабораторная работа №1
страница3/21
Дата публикации09.11.2014
Размер2.46 Mb.
ТипЛабораторная работа
100-bal.ru > Право > Лабораторная работа
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   21

2. Порядок выполнения работы
2.1. Вариант 1 - Создание холодной пластической деформации катодом сжатия на прессе ИП-500.
2.1.1. Для испытаний следует выбирать пластичные металлы сплавы: техническое железо, низкоуглеродистая сталь, медь, латунь, алюминий и его сплавы. Рекомендуется использовать об­разцы диаметром 10 мм и высотой 15 мм.

2.1.2. Измерить твердость образцов исследуемого материала в исходном состоянии. Твердость образцов стали рекомендуется измерять стальным шариком по Роквеллу (шкала В), а образцов цветных металлов и сплавов - по Бринеллю (шариком диаметром 2,5 мм при нагрузке 625 Н).

2.1.3. Провести холодную пластическую деформацию образцов методом сжатия для создания различной степени пластической деформации. Следует создавать осадку образцов в пределах 10÷50% высоты.

2.1.4. Определить созданную степень пластической деформации образцов. Высоту образцов до и после деформации можно измерять штангенциркулем с точностью 0,1 мм. Степень холодной пластической деформации подсчитывается в процентах как отношение:



где l0 и lk - высота образца до и после осадки, мм.
Данные измерений занести в табл. 2.1.

Влияние степени холодной пластической деформации на твердость исследуемого материала

Таблица 2.1

Материал

Начальная высота образца, l0, мм

Высота образца после осадки, lк, мм

Степень холодной пластической деформации, ε, %

Твердость



2.1.5. На основании полученных данных построить график изменения твердости в зависимости от степени холодной пласти­ческой деформации.

2.1.6. Провести отжиг образцов предварительно деформиро­ванных на одинаковую степень пластической деформации при температурах ниже и выше температуры рекристаллизации для испытуемого материала на 45 мин. Образцы охладить на воздухе. Осадку для малоуглеродистой стали следует создавать 30 %, а для цветных металлов и сплавов не менее 50% высоты. Рекомен­дуемые температуры отжига дли различных материалов приведены в табл. 2.2.

Температура отжига холоднодеформированных металлов и сплавов Таблица 2.2




п / п


Материал

Т е м п е р а т у р а º С

Рекристаллизация

(теоретическая)

Отжига после холодной

деформации

1

Техническое железо

450

200 450 600 800

2

Низкоуглеродистая сталь

450

200 550 600 700

3

Медь

270

200 300 500 600

4

Латунь

250

200 300 500 600

5

Алюминий

100

100 200 300 500

2.1.7. После отжига измерить твердость образцов.

Данные измерений занести в табл. 2.3.

Влияние нагрева на твердость материала после холодной пластической

деформации Таблица 2.3

Твердость

материала

После холодной

деформации

После отжига при температуре º С














2.1.8. По данным табл. 2.3 построить график влияния тем­пература отжига на твердость холоднодеформированного материа­ла.

2.1.9. Определить примерную температуру рекристаллизации исследуемого материала, найденную на основании подученных результатов.

2.1.10. Провести микроанализ образцов на примере техничес­кого железа после следующих видов воздействия: образцы, на подвергавшиеся холодной пластической деформации, образцы после осадки на 20% и 30% высоты; образцы после осадки на 30% высоты и нагрева до температур 200, 450, 600 и 800°С с выдерж­кой 60 мин.

2.1.11. Зарисовать и дать характеристику микроструктуре. По данным микроструктуры определить примерную температуру ре­кристаллизации.
2.2. Вариант II - Создание холодной пластической деформации на приборе Бринелля.
2.2.1. Провести пластическую деформацию на приборе Бринелля путем вдавливания стального закаленного шарика диаметром 10 мм с нагрузкой 2500, 5000, 10000, 15000 и 20000 Н на одном образце и с нагрузкой 20000 Н на четырех образцах малоуглеродистой стали.

2.2.2. Степень холодной пластической деформации образцов в месте вдавливания считать пропорциональной нагрузке по Бринеллю.

2.2.3. Измерить твердость пластически деформированных об­разцов в центре сферического отпечатка на приборе Роквелла. Результаты записать в табл. 2.4.

Влияние степени холодной пластической деформации на твердость малоуглеродистой стали

Таблица 2.4

Марка стали

Степень пластической деформации, пропорциональная нагрузке по Бринеллю, кН

Твердость


2.2.4. По данным табл. 2.4. построить график зависимости твердости от степени пластической деформации.

2.2.5. После пластической деформации с нагрузкой 20 кН провести отжиг образцов. Для этого заложить по одному образцу в печи, предварительно нагретые до 200, 550, 650, 700°С на 45 мин. Образцы охладить на воздухе.

2.2.6. После отжига измерить твердость в центре сферичес­кого отпечатка на приборе Роквелла. Измерение твердости отожженных образцов производят в лунках отпечатков после удаления окалины наждачной бумагой. Данные записать в табл. 2.5.

Влияние температуры отжига на твердость холоднодеформированной малоуглеродистой стали

Таблица 2.5

Марка стали

Степень пластической деформации, пропорциональная нагрузке по Бринеллю, кН

Твердость

Температура отжига, °С

200

500

650

700

20


2.2.7. По данным табл. 2.5 построить график влияния температуры нагрева на твердость пластически деформированной малоуглеродистой стали.

2.2.8. Зарисовать микроструктуру технического железа до пластической деформации, после холодной пластической деформа­ции и после рекристаллизационного отжига.
3. Требования к отчету.
Отчет должен содержать:

- наименование и цель работы,

- оборудование, материалы;

- таблицы 2.1, 2.3, либо 2.4 и 2.5;

- график влияния степени холодной пластической деформа­ции на твердость исследуемого металла;

- график влияния температуры нагрева на твердость холоднодеформированного металла;

- зарисовки микроструктур технического железа до пласти­ческой деформации, после холодной пластической деформации и после нагрева.


  1. Контрольные вопросы.


4.1. Опишите сущность явления наклепа и примеры его прак­тического использования.

4.2. Детали, изготовляемые из прутков меди диаметром 20 мм, должны иметь предел прочности не ниже 300 МПа. Между тем на заводе имеются прутки меди большого диаметра с пределом прочности 220-250 МПа. Указать, как можно повысить пре­дел прочности меди.

4.3. Детали из низкоуглеродистой стали, изготовленные штамповкой в холодном состоянии, имели после штамповки неодинаковую твердость, в различных участках она колебалась от 100 НВ до 200 НВ. Твердость стали до штамповки составляла 100 НВ. Объяснить, почему деталь получила неодинаковую твердость.

4.4. Обменить, можно ли отличить по микроструктуре металл, деформированный в холодном состоянии, от металла, деформированного в горячем состоянии, и указать, в чем заключается различие в микроструктуре.

4.5. Объяснить, можно ли создать значительное упрочнение свинца, если его подвергнуть деформации при комнатной температуре.

4.6. Волочение медной проволоки проводят в несколько переходов. Если волочение с большим обжатием выполняют без промежуточных операций, то проволока на последних переходах дает разрывы. Объяснить причины разрыва и указать меры для предупреждения этого.

4.7. Объяснить, к какому виду деформации - холодной или горячей - надо отнести:

- прокатку олова при комнатной температуре;

  • деформацию стали при 400, а вольфрама - при 1000 °С.

4.8. Как устанавливается температура порога рекристаллизации металла и сплава? Приведите несколько конкретных примеров.

4.9. В чем сущность и назначение дробеструйной обработки?

4.10. Под действием каких напряжений происходит пластическая деформация и как при этом изменяется структура и свойства металлов?

4.11. Какая термическая обработка применяется после холодной пластической деформации для устранения наклепа? Обоснуйте выбор режима (на примере алюминия) и опишите проходящие превращения.

4.12. Как определяется температура порога рекристаллиза­ции? Как влияют состав сплава и степень пластической деформа­ции на эту температуру?

4.13. Как изменяется плотность дислокаций при пластической деформации металлов? Влияние дислокаций на свойства металлов.
5. Рекомендуемый библиографический список
1. Гуляев А.П. Металловедение - М.: Металлургия, 1986. - 544 с.

2. Лахтин Ю.М. Металловедение и термическая обработка металлов. - М.: Металлургия, 1984. - 360 с.

3. Металловедение и термическая обработка стали: В 3-х т.
Т.2. Основы термической обработки/ Под ред. Бернштёйна М.Л., Рахштадта А.Г. - М.: Металлургия, 1983. - 368 с.

4. Ю.М.Лахтин, В.П.Леонтьева: Материаловедение, М. Машиностроение, 1999, 528с.

5. Г.П.Фетисов, М.Г.Карпман: Материаловедение и технология металлов, М. Высшая школа 2002, 637с.

Лабораторная работа № 3
Обработка металлов давлением

Цель работы

Ознакомление с общим устройством гидромашин, принципом их действия, условиями деформации металла на гладких плитах, приобретения навыков выработки ре­жима деформации и управления прессом, проведения необходимых измерений, расчетов и анализа получен­ных данных.
1. Основные теоретические представления
Обработка металлов давлением возможна, благодаря их спо­собности под действием приложенных сил пластически деформиро­ваться и сохранять полученную форму после снятия нагрузки.

К основным методам пластического деформирования относят­ся; прокатка, прессование, волочение, ковка, объемная и листо­вая штамповка и некоторые другие специальные видь! обработки заготовки.

Ковка и штамповка предназначены чаще всего для получения приближенной формы и размеров готовых деталей с полной или частичной дальнейшей обработкой резанием.

Для изучения основных операций ковки и штамповки в лабо­раторных условиях может быть использована машина для испыта­ний на сжатие типа ИП-1 [ИП 60 (1-500-1)], общий вид которой показан на рис. 1.

Предельная нагрузка развивается на прессе, составляет 500 кН.

Машина установлена на фундаменте 11 и состоит из нагружа­ющего устройства 10, пульта управления 2 и блока измерения 1.

Нагружающее устройство состоит из двух вертикальных резь­бовых колонн 7, соединенных траверсой 5, в которой крепится верхняя опорная плита 6.

Нижняя плита 8 крепится к поршню 9, положение которой фиксируется от поворота направляющим стержнем.

Контроль за величиной хода поршня осуществляется по линейке 4.

Общий вид пульта управления и блока измерения показан на рис. 2.
Подготовка машины к испытаниям и порядок работы
До начала работы необходимо проверить соответствие рабо­чего пространства машины исходной высоте заготовки.

В зависимости от размеров испытуемого образца определя­ется максимально необходимое усилие и в зависимости от него устанавливается необходимый уровень защиты от перегрузки.

Подключение машины к электросети выполняется выключателем 1 (рис. 2), что подтверждается загоранием лампы 3. Ручка 4 ус­танавливается на сброс, а ручка 6 на слив, вращением против ча­совой стрелки до упора кнопкой 2 включается насосная установка. После этого кнопкой 7 подключается блок измерения. Кнопкой 8 включается выбранный уровень защиты от перегрузки. Обнуление системы измерения производится кнопкой 10.

Затем по индикатору 12 устанавливается необходимая ско­рость нагружения вращением ручки 6, при этом ручка 4 находит­ся в положении "нагружение". Кнопкой 13 устанавливается допу­стимая скорость нагружения.


Рис. I. Гидромашина для испытания на сжатие типа ИП 6011-500-1




Рис. 2. Система СИ-2 (пульт управления и блок измерения)

1. Выключатель; 2. Кнопка пуска насоса; 3. Сигнальная лампа включ.; 4. Ручка включения нагружения; 5. Кнопка стоп; 6. Регулятор скорости нагружения и сброса нагрузки; 7. Кнопка включения питания; 8. Кнопки уровня диапазона защиты; 9. Индикатор нагрузки; 10. Кнопка "пуск" системы СИ-2; 11. Потенциометр установки нуля; 12. Индикатор скорости нагружения; 13. Переключатель диапазона скорости
Завершение деформации прекращается нажатием кнопки 5.

Максимальную нагрузку на образец можно определить по ин­дикатору 9 после нажатия кнопки 10.

Для снятия давления ручка 6 устанавливается в положение «слив», а ручка 4 - на сброс. Кнопкой 7 отключается блок изме­рения, а выключателем 1 отключается электросеть.
«Изучение процессов свободной ковки и штамповки на гидропрессах»
При обработке металлов давлением происходит непрерывный контакт металла заготовки с поверхностью инструмента, т.е. в процессе обжатия формоизменение происходит при скольжении на­ружных слоев металла по инструменту.

Внешнее трение затрудняет скольжение, но действие его не одинаково по объему тела. Влияние силы трения на процесс деформации уменьшается по мере удаления от места контакта.

Наиболее наглядно это наблюдается при осадке цилиндричес­кого образца между параллельными плитами.

На схемах 1 и 2 показано состояние заготовки до и после обработки.

Как видно из схем, при осадке образец принимает бочкообразную форму, величина которой во многом зависит от контактной поверхности инструмента и заготовил.

Напряжение трения на контактной поверхности увеличивается от периферии к центру, гак как для смещения какой-либо точки контактной поверхности в направлении радиуса от центра необхо­димо приложить силу, равную сопротивлению всех точек, располо­женных на данном радиусе. По мере удаления от центра по оси об­разца и по радиусу к периферии напряжения трения уменьшаются, деформация облегчается.



Схема 1



Схема 2
Затруднение скольжения металла по поверхности инструмента приводит к неравномерному уширению по высоте заготовки. Макси­мальное уширение наблюдается на примерно равном расстоянии от торцов заготовки, что составляет половину ее высоты. На всей остальной поверхности по мере приближения к торцам величина абсолютного уширения уменьшается, что приводит к характерному бочкообразованию (схема 2).

Кроме этого, при осадке заготовок большой высота возможна потеря ее устойчивости, что сопровождается искривлением оси ци­линдра и при дальнейшей осадке образованию запрессованных скла­док. Теоретическими расчетами и подтверждающими их опытными дан­ными установлено, что потери устойчивости заготовки при осадке не будет, если отношение ее высоты к диаметру не будет превы­шать 2-2,5 единиц.
2. Порядок выполнения работы
Работа проводится под постоянным контролем преподавателя или лаборанта кафедры.

Студентам на группу из 5-7 человек выдается металлическая заготовка цилиндрической формы. Марка материала указывается преподавателем.
1. Первоначально определяются исходные размеры заготовки (Н0 – высота и Д0 - диаметр). По полученном данным определяется устойчивость заготовки при осадке по формуле

.

2. Определение усилия осадки цилиндра проводится по расчет­ной формуле



где σВ - предел прочности материала в кг/мм2;

F0 - исходная площадь основания цилиндра в мм2;

F0 - определяется по формуле

.

Предел прочности материала (σВ) определяется на лабора­торном прессе Бринелля.

Примечание: Допускается принятие в расчетах величины пре­дела прочности материала по указанию преподава­теля.

3. Проверить соответствие расстояния между плитами пресса и высотой заготовки. При необходимости свести плиты так, чтобы расстояние между ними было на 2-3 мм больше высоты заготовки. Доходное положение фиксируется линейкой 4 пресса (рис. 1).

4. В соответствии с расчетными усилиями осадки на блоке измерения кнопкой 8 установить уровень защиты от перегрузки (рис. 2), которую можно принять с поправочным коэффициентом α=1.3-1.5, т.e. Pmax(1.3-1.5)Pн. Увеличение макси­мальной нагрузки вызвано тем, что в процессе осадки меняется контактная площадь заготовки с инструментом.

5. Принять условную величину обжатия ΔН=Н0-Hк, где Нк - высота заготовки после осадки, которая может состав­лять (1/4-1/3) Н0. Контроль за изменением ΔН проводится по линейке 4 пресса (рис. 1). Исходные данные занести в табли­цу 1.
Таблица 1

Размеры исходной заготовки и расчетные данные по режиму осадки

№ п/п

Материал

σВ, кг/мм2

Н0,

мм

Д0,

мм

F0, мм2

H00

Рн Тн (расч.)

ΔН,

мм

Рмах Тн (расч.)

1




























2





























6. В процессе работы зафиксировать усилие начала осадки Р'н и окончания Р'к по индикатору 9 (рис. 2) и сравнить полученное данные с расчетными.

7. После окончания осадки произвести замеры всех параметров в соответствии со схемой 2. Данные измерения занести в таблицу 2.

Таблица 2

Результаты, полученные после осадки по режиму,

предусмотренному в таблице 1

№ п/п

Д1,

мм

Д2,

мм

Д3,

мм

Нк,

мм

Р'н

тн

Р'к

тн

ΔД,

мм

ΔД',

мм

ΔР',

мм

1




























2





























ПРИМЕЧАНИЕ:

1. ΔД показывает изменение диаметра цилиндра после осадки по контактной поверхности с инструментом

ΔД1 = Д1 - Д0; ΔД2 = Д3 - Д0

2. ΔД' показывает максимальное изменение диаметра в средней по высоте части цилиндра после осадки.

ΔД' = Д2 - Д0

3. ΔР' показывает прирост усилия осадки по мере изменения площади контакта заготовки с инструментом

ΔР' = Р'к - Р'н Тн
3. Содержание отчета
Цель работы. Краткие теоретические сведения с рисунками схем деформации. Затем дается описание последовательности операций до и в процессе осадки. Все расчетные и фактические данные заносятся в таблицы 1 и 2. Сами расчеты показываются в отчете. В заключение проводится краткий анализ полученных опытных данных.


4. Рекомендуемый библиографический список
1. Л.И. Безручко: Обработка металлов давлением, М. Машиностроение

2. Лахтин Ю.М. Металловедение и термическая обработка металлов. - М.: Металлургия, 1984. - 360 с.

3. И.Я. Терновский: Свободная ковка на прессах, М. Машиностроение.

4. Ю. М. Лахтин, В. П. Леонтьева: Материаловедение, М. Машиностроение, 1999, 528с.

5. Г. П. Фетисов, М. Г. Карпман: Материаловедение и технология металлов, М. Высшая школа 2002, 63

Лабораторная работа № 4
Определение жидкотекучести литейных сплавов

Цель работы
Изучить методику определения жидкотекучести.

Изучить влияние состава на жидкотекучесть литейных сплавов.
Оборудование, материалы:


  1. Литейная форма.

  2. Плавильная печь.

  3. Сплавы с различным содержанием компонентов.


1. Основные теоретические представления
Производительность и качество изготовления деталей зависит от технологичности материала. Технологические требования направлены на обеспечение наименьшей трудоемкости изготовления деталей и конструк­ций. Одно из важных технологических свойств металлов - это возможность получать отливки без внутренних и внешних дефектов. Для получения ка­чественных отливок жидкий сплав должен давать четкий отпечаток фор­мы, не содержать неметаллических включений и иметь возможно меньшее количество растворенных газов и вредных примесей. Способность металла заполнять полость литейной формы, воспроизводить полностью и точно ее очертания называется жидкотекучестью.
Различают жидкотекучесть, как свойство сплава, и заполняемость форм. Заполняемость форм зависит от свойств сплава (вязкости, поверхно­стного натяжения, теплоты кристаллизации и др.), свойств литейной фор­мы (материала, шероховатости стенок, теплопроводности, газопроницае­мости и т.п.) и условий заполнения формы (напора металла, конструкции литниковой системы и др.). Жидкотекучесть сплава определяется только совокупностью его физических, химических и физико-химических свойств.
При определении жидкотекучести необходимо исключить влияние на заполняемость всех остальных факторов, сделав их постоянными.
Различают нулевую, истинную, условно истинную и практическую жидкотекучесть. Нулевой называется жидкотекучесть, характеризующая такое состояние сплава, при котором он перестает течь. Явление нулевой жидкотекучести наблюдается при образовании определенного количества кристаллов в затвердевающем металле. У чугуна нулевая жидкотекучесть наступает при 30% твердой фазы, а у стали - при 20%.
Истинная жидкотекучесть сплавов определяется при одинаковом на­греве их выше нулевой жидкотекучести, при которой сплав теряет под­вижность. В практических условиях трудно определить температуру ис­тинной жидкотекучести, поэтому определяют не истинную, а условно ис-

тинную жидкотекучесть сплавов при одинаковом перегреве их выше тем­пературы ликвидуса.
Под практической понимают жидкотекучесть сплавов при постоян­ной температуре заливки. В этом случае перегрев выше температур ликви­дуса и нулевой жидкотекучести для различных сплавов неодинаков. На ри­сунке 1 изображены схемы, дающие наглядное представление о различных видах жидкотекучести сплавов.


t,°C





Содержание компонента, °/о

Рис. 1. Схема, характеризующая различные виды жидкотекучести: 1 - нулевая жидкотекучесть, 2 - истинная жидкотекучесть, 3 - условно истинная жидкотекучесть, 4 - практическая жидкотекучесть

Влияние физических свойств сплавов на жидкотекучесть сводится в основном к следующему. Характер кристаллизации сплавов определяет разветвленность дендритов. Чистые металлы, эвтектические сплавы и хи­мические соединения, кристаллизующиеся при постоянных температурах с минимальным развитием двухфазной области, образуют малоразветвлен-ные дендриты обладающие большей истинной жидкотекучестью. Сплавы кристаллизующиеся в интервале температур, для которых характерны большое развитие двухфазной области и сильная разветвленность дендри­тов твердой фазы, обладают меньшей жидкотекучестью.

С увеличением интервала кристаллизации истинная жидкотекучесть сплавов уменьшается. В то же время можно ожидать некоторого увеличе­ния практической и условно истинной жидкотекучести, так как у сплавов вплоть до температуры нулевой жидкотекучести сохраняется подвиж­ность.

Большое влияние на жидкотекучесть оказывают также состав и свойства жидкого металла. Однородные сплавы и чистые металлы облада­ют более высокой жидкотекучестью, чем неоднородные сплавы и химиче­ские соединения.

Чугун при повышенном содержании углерода и кремния, по сравне­нию со сталью, обладает хорошей жидкотекучестью, вследствие уменьше­ния двухфазной области и появления в структуре эвтектики. Повышение содержания кремния в стали резко увеличивает ее подвижность, особенно резкое повышение жидкотекучести наблюдается у среднеуглеродистой стали при изменении содержания кремния с 0,25 до 0,45 %, что является результатом более полного раскисления. Повышение содержания марганца до 2 % не оказывает заметного влияния на жидкотекучесть, однако у высо­комарганцовистой стали Г13Л жидкотекучесть очень высокая, что позво­ляет снизить температуру ее разливки до 1450-1500 °С.

Прибавление до 3-4 % меди и никеля к углеродистой стали повыша­ет жидкотекучесть. Присадка небольших количеств молибдена, хрома и ванадия не влияет на подвижность стали. Сера, образуя с железом и мар­ганцем сложные тугоплавкие соединения, уменьшает подвижность стали. Чугун, содержащий серу даже в количестве 0,1-0,15 %, плохо заполняет формы, и отливки получаются с повышенным количеством газовых рако­вин. Фосфор способствует образованию легкоплавких соединений в чугу­не, что увеличивает его жидкотекучесть. Присутствие в чугуне от 1 до 2 % фосфора позволяет производить отливку художественных изделий и тон­костенной кухонной посуды.

На жидкотекучесть сильно влияет скрытая теплота кристаллизации. Чем больше тепла выделяется при кристаллизации, тем медленнее проис­ходит затвердевание, тем больше жидкотекучесть сплава. При оценке жид­котекучести сплавов необходимо учитывать величину интервала затверде­вания и скрытую теплоту их кристаллизации.

Различные литейные сплавы даже при умеренном перегреве, легко достижимом в производственных условиях, имеют вязкость, мало отли­чающуюся от вязкости воды. Однако в процессе заполнения формы, бла­годаря большой теплопроводности сплав быстро остывает; при этом вяз­кость его возрастает, а подвижность падает. Время пребывания сплава в подвижном состоянии ограничивается. Снижение теплопроводности мате­риала формы увеличивает жидкотекучесть. Так, песчаная форма отводит теплоту медленнее, и расплавленный металл заполняет её лучше, чем ме­таллическую форму, которая интенсивно охлаждает расплав.

Сплавы с большой вязкостью целесообразно более быстро заливать в форму. Увеличение скорости заливки и сечения элементов литниковой системы также способствует повышению заполняемости литейной формы. Увеличение скорости имеет особо важное значение при заливке тонко­стенных деталей, так как при их изготовлении часто получается брак по газовым раковинам, недоливу и спаям.

Теплоёмкость и теплопроводность существенно влияют на отвод те­пла от движущегося сплава к форме. Скорость охлаждения, в свою оче­редь, определяет длительность пребывания сплава в подвижном состоянии.

Чем больше теплоемкость и меньше теплопроводность сплава, тем мед­леннее охлаждение и больше его жидкотекучесть.

Поверхностное натяжение и смачиваемость стенок формы литейны­ми сплавами влияют только на заполнение узких каналов. С увеличением поверхностного натяжения жидкотекучесть понижается и тем больше, чем тоньше канал в литейной форме.

Подавляющее большинство сплавов не смачивает стенок формы, и для преодоления капиллярного противодавления необходим дополнитель­ный металлостатический напор. В том случае, когда металл смачивает форму, увеличивается поверхность контакта. Это может вызвать ускорение охлаждения и уменьшение жидкотекучести.

Окисные плёнки на поверхности металла более существенно влияют на жидкотекучесть, чем поверхностное натяжение. По приближенным рас­четам усилия для преодоления сопротивления плёнок окислов алюминия почти в 4 раза превышают усилия, необходимые для преодоления поверх­ностного натяжения.



Рис 2. Спиральная проба (а) и литейная форма (б) для определения жидкотекучести сплавов: 1,2 - нижняя и верхняя полуформы; 3 - заливоч­ная чаша; 4 - графитовая пробка

Жидкотекучесть металлов и сплавов определяется путем заливки специальной технологической пробы, имеющей прямолинейную или спи­ральную форму (рис. 2.). Нагретый до определенной температуры сплав заливается в форму, в литниковой системе которой для улавливания шлака предусмотрена установка керамической сетки. Если металл имеет боль­шую жидкотекучесть, он заполняет 3-4 витка; в случае низкой жидкоте­кучести металл застывает, не успевая заполнить даже одного витка спи­ральной формы. Окончив заливку, форму разрушают, из неё извлекают отлитую спираль и по её длине определяют величину жидкотекучести. Для ускорения определения жидкотекучести спиральная форма отливается с соответствующими делениями, расстояние между которыми равно 50 мм. Например, жидкотекучесть чугуна, равная 400 - 600 мм, считается вполне удовлетворительной, и чугун с такой жидкотекучестью способен заполнять тончайшие каналы литейной формы.

2. Методика выполнения работы




1. Назначить температуру заливки сплавов Pb - Sb с заданным со­держанием компонентов для определения условно истинной жидкотекуче­сти. Температуру заливки назначать на 100 - 150 С выше температуры ликвидуса, пользуясь диаграммой состояния РЬ - Sb (рис. 3).

631





РЬ 13 %,Sb

Рис. 3. Диаграмма состояния Pb – Sb


  1. Разогреть сплав до заданной температуры.


3. Залить форму. После охлаждения формы определить жидкотеку­честь сплава.
4. Повторить опыт со сплавами другого состава.
5. Данные занести в таблицу 1.

Таблица 1

№ сплава

Состав, %

Температура заливки, ºС

Жидкотекучесть,мм














6. Обобщить результаты определения жидкотекучести сплавов раз­личного состава и установить зависимость ее от положения сплава на диа­грамме состояния.
3.Содержание отчета


  1. Описание методики определения жидкотекучести.

  2. Эскиз литейной формы для технологической пробы.

  3. Результаты опытов (таблица 1).

  4. Эскизы отливок.

  5. Выводы.




  1. Контрольные вопросы


1. Назовите основные литейные свойства и дайте им определения.

2. Какие факторы влияют на жидкотекучесть сплавов?

3. Какие группы сплавов обладают наименьшей и наибольшей жидкотекучестью, чем это объясняется?
5. Рекомендуемый библиографический список

1. Литейное производство: Учебное пособие / Под ред. Куманина И.Б. -М.: Машиностроение, 1971. - 319 с.

2. Титов И.Д., Степанов С. А. Технология литейного производства. - М.: Машиностроение, 1978. - 432 с.

3. Фетисов Г.П., Карпман М.Г. и др. Материаловедение и технология металлов-М. Высшая школа, 2002,- 638с.

Лабораторная работа № 5
Технология изготовления литейной формы

Цель работы

Разработка чертежа заготовки и технологии получения отливки в песчаные формы. Исходными данники для разра­ботки является чертеж детали, который выдается студенту индивидуально с указанием марки сплава и серийности производства. Задание выполняется последовательно по этапам:

- выбор способа формовки и поверхности разъема формы;

- разработка чертежа отливки;

- составление чертежа модели;

- разработка чертежа стержневого ящика;

- выбор типа и определение размеров литниковой системы;

- определение размера опок;

- разработка чертежа «форма в сборе»;

- оформление работы.
1.Основные теоретические представления

1.1.Выбор способа формовки и поверхности разъема формы
При выборе способа формовки необходимо учитывать размеры детали, ее конфигурацию и серийность производства, для единичного производства применяет ручную формовку по деревянной модели. При серийном и массовом производстве разовые формы изготовляют на формовочных машинах по металлическим или пластмассовым модельным плитам.

Для облегчения изготовления отливки форму и модель делают разъемными. При определении плоскости разъема формы модели руководствуются следующими соображениями:

- модель или части модели должны свободно выниматься из набитой формовочной смесью опоки;

- надо стремиться располагать всю отливку в нижней опоке, это предотвращает появление брака при перекосах;

- если формовать по цельной модели невозможно, следует помещать в нижней опоке более высокую часть, а в верхней опоке - меньшую часть, это делает верхнюю полуформу более легкой;

- количество стержней должно быть минимальное, расположение стержней предпочтительно горизонтальное;

  • наиболее ответственные поверхности, подвергающиеся механической обработке, по возможности располагать внизу или в вертикальной плоскости, так как верхние поверхности получаются менее плотными и чистыми.


1.2. Разработка чертежа отливки
Основой для проектирования отливки является чертеж детали (рис. 1 а, б). На чертеже детали условными обозначениями наносят припуски на механическую обработку 2; технологические припуски (литейные уклоны 4, напуски 5, галтели); линии разъема формы и модели 1; контуры стержней 3 и их знаковых частей 6; место подвода питателя и установки прибылей (если они потребуются); все необходимые размеры, марку сплава, процент усадки и т.п. (рис. 1 в, г).



Рис. 1


Припуск на механическую обработку - дополнительный слой металла, который удаляют в процессе механической обработки отливки, чтобы обеспечить точность и высокое качество поверхности детали. Припуски на механическую обработку назначают только на поверхности, где указан знак обработки . На чертеже детали припуск на механическую обработку указывают тонкой линией, штриховой или красным карандашом. Величина припуска на механическую обработку регламентируется ГОСТами 1855-55 и 2009-55.

В табл. 1 и 2 приведена величина припусков на механическую обработку чугунных и стальных отливок для низа и боковых поверхностей. Для верха припуск надо увеличивать на 30%, т.к. во время заливки различные неметаллические включения (пузырьки газов, шлак и т.д.) всплывают и загрязняют поверхность отливки. Минимальный припуск назначается для отливок массового производства, изготовляемых по точной оснастке, машинной формовкой и на точном оборудовании; максимальный - для отливок, получаемых ручной формовкой в условиях единичного производства.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   21

Похожие:

Лабораторная работа №1 iconЛабораторная работа №
Лабораторная работа №1. Изучение основных возможностей программного продукта Яндекс. Сервер. Установка окружения, установка и настройка...
Лабораторная работа №1 iconБиология 7 класс
Отдел Настоящие Грибы. Лабораторная работа №1 «Строение плесневого гриба мукора». Лабораторная работа №2 «Строение дрожжей»
Лабораторная работа №1 iconЛабораторная работа «Устройство микроскопа, приёмы пользования им....
Строение растительной клетки. Лабораторная работа «Устройство микроскопа, приёмы пользования им. Клеточное строение растений»
Лабораторная работа №1 iconПеречень электронных образовательных ресурсов, разработанных учителем...
Увеличительные приборы. Строение светового микроскопа и правила работы с ним. Лабораторная работа «Приготовление препарата клеток...
Лабораторная работа №1 iconЛабораторная работа Введение в табличный процессор ms excel’2007...
Изменять число рабочих листов можно через опцию Office (в левом верхнем углу экрана), кнопку Параметры Excel, опцию Основные, опцию...
Лабораторная работа №1 iconЛабораторная работа №1 По теме ««Изучение Internet в целях использовании...
Лабораторная работа предназначена для: обоснования потребности, необходимости и удобства использования среды Internet для поиска...
Лабораторная работа №1 iconЛабораторная работа №4 по дисциплине: «Информационно-поисковые системы»
Работа заключается в сравнительном изучении заданных глобальных ипс сети Интернет вербального типа
Лабораторная работа №1 iconОтчет о лабораторной работе методы и средства анализа данных по теме:...
«Лабораторная работа с системой анализа данных Weka. Сравнение методов классификации»
Лабораторная работа №1 iconОтчет о лабораторной работе методы и средства анализа данных по теме:...
«Лабораторная работа с системой анализа данных Weka. Сравнение методов классификации»
Лабораторная работа №1 iconРабота №6 Изучение
Тема: лабораторная работа №6 «Изучение треков заряженных частиц по готовым фотографиям»
Лабораторная работа №1 iconЛабораторная работа. Работа в сети Интернет
Панели инструментов. Всегда должны быть отмечены опции Строка меню и Адресная Строка
Лабораторная работа №1 iconПрактикум по курсу Информатика (раздел Работа с пакетами прикладных...
Лабораторная работа №6. Обобщение данных. Создание таблицы подстановки. Подведение итогов 28
Лабораторная работа №1 iconЛабораторная работа №10: «Измерение кпд при подъеме тела по наклонной плоскости»
Кпд механизмов. Лабораторная работа №10: «Измерение кпд при подъеме тела по наклонной плоскости»
Лабораторная работа №1 iconЛабораторная работа №3
«Технологии обработки, автоматизированного реферирования и аннотирования текстов на естественном языке»
Лабораторная работа №1 iconСамостоятельная работа обучающегося: 36 часов
Аннотации программ учебных дисциплин по специальности 31. 02. 03 Лабораторная диагностика
Лабораторная работа №1 iconНазвание модуля
Лабораторная работа "Приготовление раствора с заданной массовой долей растворённого вещества"


Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
100-bal.ru
Поиск