kursovik (682956), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Цель данной операции состоит в том, чтобы удалить спирт из твердосплавной смеси.

На данной операции применяется аппарат для выпаривания спирта. При температуре до 200 ⁰С происходит испарение спирта из твердосплавной смеси, при этом не происходит химического взаимодействия с материалом и, вследствие низкой температуры кипения легко удаляется в течение 4 – 6 часов.

2.6 Просев

Просев порошка, поступающего с предыдущей операции, представляет собой технологическую операцию разделения порошков на фракции. Также на этой операции отделяются от основного материала всевозможные примеси и включения, попавшие в него во время смешивания. Основную массу материала составляют зерна величиной 0,5мкм.

На данной операции применяется стационарное вибрационное сито с обечайкой, укрепленной на пружинах-амортизаторах. Вибрация обечайки в горизонтальной плоскости с помощью дебалансного устройства.

2.7 Замешивание

Цель этой операции – приготовление смеси порошков, пригодных для последующего процесса формования. От условий выполнения этой операции в значительной степени зависят свойства конечного продукта – готового сплава.

Порошки твердой тугоплавкой составляющей (Ti C – 79%), характеризуются весьма малой пластичностью. Поэтому перед прессованием в смесь, содержащую TiC – 79%, Ni – 17%, Mo – 4%, вводят пластифицирующее вещества, которые улучают прессуемость смеси, уменьшают трение между прессовкой и стенками пресс-формы, придают заготовкам некоторую дополнительную прочность за счет клеящей способности пластификатора. В данном случае в качестве пластификатора применяется парафин с добавкой поверхностно-активных веществ (ПАВ). В качестве ПАВ используют пчелиный воск, олеиновую, стеариновую кислоты, церезин, которые добавляют к парафину в количестве 3 – 6%.

Перед замешиванием смесей парафин расплавляют, подогревают до 85 – 90 ⁰С и вводят в него ПАВ. Затем пластификатор интенсивно перемешивают в термостатированной пропеллерной мешалке в течение 0,5 – 0,75 ч, при этом ПАВ равномерно распределяется по всему объему пластификатора. Чем выше содержание связующего материала в смеси и ее дисперсность, тем больше содержание пластификатора.

Компоненты твердосплавной смеси смешивают с пластификатором в термостатированном одноярусном шнековом смесителе при температуре 85 – 90 ⁰С в течение 4 – 6 часов. Данное оборудование обеспечивает наиболее полное перемешивание смеси с пластификатором и необходимую производительность, сочетая это с минимальным количеством потерь сырья, со сравнительно небольшой затратой энергии. Результаты смешивания контролируют либо по физико-технологическим свойствам шихты, любо химическим анализом проб. На практике контролируют часть технологических характеристик смеси и проводят химический анализ проб из нее.

2.8 Формование

Цель данной операции - получение заданных размеров, формы и плотности изделия.

Смесь, приготовленную на предварительной операции, заливают в термостатированный литейный аппарат, в котором поддерживают температуру 70 – 90 ⁰С. С помощью сжатого воздуха, давлением 0,3 – 0,6 МПа, смесь нагнетают в полость нагретой до 25 ⁰С стальной разъемной пресс-формы, прижатой в момент формования гидравлическим прижимом. Чтобы усадка не изменяла форму полученной заготовки, давление на шликер не снижают до тех пор, пока не произойдет его полное затвердевание. Хорошая текучесть, низкая теплопроводность и малая скорость затвердевания помогают получать качественные изделия. После снятия нагрузки пресс-форму разбирают и извлекают из нее сформованное изделие.

Из оборудования для данной операции используют литьевую машину марки ЛМ 80. Эта модель относится к горизонтальным автоматическим машинам с гидроприводом. Она состоит из узлов и частей:

• станины с основанием;

• узла нагнетания массы;

• узла затвора формы;

• гидропривода с управлением;

• коммуникаций охлаждения;

• системы управления.

Электросхема литьевой машины предусматривает три режима работы:

• автоматический;

• полуавтоматический;

• наладочный.

В формовании изделий используют первые два режима, но наиболее оптимальный – это автоматический. Этот режим обеспечивает минимальные потери , сокращает время операции, а, следовательно, и снижает себестоимость продукции, а также позволяет сократить количество обслуживающего персонала.

В наладочном режиме проводится установка пресс-формы.

2.9 Отгонка пластификатора

После отливки изделия перед окончательным спеканием заготовки подвергают частичному удалению из них связующего. Удаление связки осуществляется путем медленного нагрева заготовок в адсорбентах, которые активно поглощают расплавленную связку. При повышении температуры удаление связки происходит поэтапно – сначала плавится связка, затем испаряются легкие фракции, происходит пиролиз тяжелых углеводородов и выгорание углеродистого остатка.

Рациональным режимом удаления связующего из отливок, полученных из тонкодисперсных порошков тугоплавких соединений предусматривается нагрев изделия от 20 до 600 ⁰С в течение 8 часов. Скорость нагрева составляет 30 – 35 ⁰С/ч, но при этом необходимо делать промежуточные изотермические выдержки при 50 – 55 ⁰С в течение 2 ч, при 160 – 170 ⁰Св течение 3 – 4 ч. При более высоких скоростях нагрева как в этом случае процесс удаления связующего интенсифицируется настолько, что возможно нарушение сплошности изделия. В зависимости от формы изделия, его габаритов и свойств исходного порошка режимы отгонки пластификатора могут изменяться.

После удаления связующего из изделия они приобретают прочность, достаточную для дальнейшей их обработки.

Вследствие повышенной способности тонких порошков к окислению процесс необходимо проводить в защитной среде, в качестве которой чаще всего используется водород, который также способствует удалению связующего за счет его гидрогенизации. На данной операции из оборудования применяется муфельная печь для сушки смесей твердых сплавов. Целесообразность применения данного оборудования объясняется необходимой производительностью, с минимальной затратой энергии, экономичным расходом сырья.

2.10 Окончательное спекание

Спекание, основной целью которого является уплотнение и упрочнение спрессованных заготовок, превращение их в компактные изделия с необходимыми физико-механическими свойствами.

Для формирования оптимальной структуры безвольфрамовых твердых сплавов необходимо осуществить выбор металлического связующего, обеспечивающего хорошее стягивание части карбида титана, отсутствие значительной растворимости твердой фазы в связке, отсутствие третьих фаз при спекании и т.д. При спекании твердых сплавов на основе карбида титана с никель-молибденовым связующим, которое можно рассматривать как сплав никеля с молибденом, содержащий некоторое количество титана и углерода вследствие растворимости этих элементов в никеле. Как молибден, так и Мо₂С, образуются за счет избытка углерода в исходной шихте, растворяются в значительных количествах в карбиде титана с образованием твердого раствора и поэтому, кроме цементирующей фазы, молибден входит в состав карбидной фазы, снижает краевой угол смачивания карбида титана до нуля, что способствует образоанию мелкозернистой структуры сплавов TiC-Ni-Mo.

На данной операции применяют толкательную вакуумную электропечь непрерывного действия СТВ-5٠23٠1,5/16Г. Установлено, что чем больше в сплаве связующего металла, выше дисперсность тугоплавкого составляющего и ниже содержание карбида титана, тем ниже температура спекания. Для данного процесса электропечь обеспечивает необходимую температуру спекания 1450 ⁰С и время спекания 1,5 – 2 часа, и глубину вакуума порядка 10^-1 Па.

2.11 Механическая обработка

Цель данной операции состоит в том, чтобы деталь приобрела необходимые размеры и конфигурацию, как того требует заказчик, а также товарный вид. Для выполнения механической обработки, на участке применяются три станка: дла токарно-винторезных и один шлифовальный.

На токарно-винторезных станках выполняют такие работы: обтачивают наружные цилиндрические, конические и фасонные поверхности, подрезают торцы деталей, растачивают внутренние цилиндрические поверхности, ведут обработку отверстия сверлами, развертками.

На шлифовальных станках обрабатывают детали с помощью абразивных инструментов.

2.12 Расчет и составление баланса материалов

Годовая производительность цеха по производству безвольфрамовых твердых сплавов на основе карбида титана составляет 45т. Производство осуществляется по технологической схеме, изображенной на рис.1.4.

Потери при каждой операции составляют (а – возвратные потери, в – безвозвратные)

	1	2	3	4	5	6	7	8	9
а	0	0,3	0,2	0	0,4	0,5	1,0	0	0
в	0,05	0,16	0,13	0,15	0,14	0,17	0,12	0,05	1,0

2.12.1 Определение прямого пооперационного извлечения

на первой операции η₁ = 100 - (0+0,05) = 99,95%

на второй операции η₂ = 100 - (0,3+0,16) = 99,55%

на третьей операции η₃ = 100 - (0,2+0,13) = 99,67%

на четвертой операции η₄ = 100 – (0+0,15) = 99,85%

на пятой операции η₅ = 100 – (0,4+0,14) = 99,46%

на шестой операции η₆ = 100 – (0,5+0,17) = 99,33%

на седьмой операции η₇ = 100 – (1,0+0,12) = 98,88%

на восьмой операции η₈ = 100 – (0+0,05) = 99,95%

на девятой операции η₉ = 100 – (0+1) = 99,00%

2.12.2 Определение полного извлечения по отношению к исходному материалу на каждой операции:

η₁η₂…..η_n

φ _n =

100^n-1

На операции дозирования полное извлечение:

φ₁ = η₁ = 99.95%

На операции смешивания полное извлечение:

φ₁ η₂ 99.95*99.55

φ ₂ = = = 99.50%

1. 100

На операции дистилляции полное извлечение:

99.50*99.67

φ ₃ = = 99.17%

100

На операции просев полное извлечение:

99.17*99.67

φ ₄ = = 99.02%

100

На операции замешивания полное извлечение:

99.02*99.46

φ ₅ = = 98.49%

100

На операции формование полное извлечение:

98.49*99.33

φ ₆ = = 97.83%

100

На операции отгонка пластификатора полное извлечение:

97,83*98,88

φ ₇ = = 96,73%

100

На операции спекание полное извлечение:

96,73*99,95

φ ₈ = = 96,68%

100

На операции механическая обработка полное извлечение:

96,68*99

φ ₉ = = 95,72%

100

Извлечение из последней операции является общим извлечением.

Характеристики

Список файлов реферата