Қалыпқа сұйық металды құю

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 21 бет
Таңдаулыға:

Әдiстемелiк нұсқаулықтар Нысан
титулдік парағы ПМУ ҰС Н 7.18.340

Қазақстан Республикасының білім және ғылым министрлігі

С. Торайғыров атындағы Павлодар мемлекеттік университеті

Металлургия кафедрасы

050709 Металлургия және 050724 Технологиялық машиналар мен жабдықтар
мамандықтарының тәлімгерлері үшін

Құю өндiрiсi пәні бойынша

зертханалық жұмыстарға арналған

ӘДIСТЕМЕЛIК НҰСҚАУЛЫҚТАР

Павлодар
Әдiстемелiк нұсқаулықтар Нысан
бекіту парағы ПМУ ҰС Н 7.18.106

БЕКІТЕМІН
ОІЖ проректор
___________Н.Э.Пфейфер
____________20__ж

Құрастырушы: т.ғ.к., профессор М.М. Сүйіндіков __________
магистр, оқытушы Ж.Ш. Шошай ________

Металлургия кафедрасы

ӘДIСТЕМЕЛIК НҰСҚАУЛЫҚТАР

Құю өндiрiсi пәні бойынша

050709 Металлургия және 050724 Технологиялық машиналар мен жабдықтар
мамандықтарының тәлімгерлеріне арналған

20__ж. ____ ____________ металлургия кафедрасы отырысында ұсынылған
хаттама №___

Кафедра меңгерушiсi _________ М.М. Сүйiндiков 20__ж. ___ _____
(қолы)
Металлургия, машина жасау және көлік факультетінің оқу-әдiстемелiк кеңесi
қолдады, хаттама №___, ____ ____________20__ж.

ОӘК төрағасы ___________ Ж.Е. Ахметов 20 __ж. ___ __________
(қолы)

ЖжӘҚБ құпталған
ЖжӘҚБ бастығы _________ А.А. Варакута, 20 __ж. ___ _________
(қолы)

Университеттің оқу-әдiстемелiк кеңесiде құптаған
20__ж. ___ ____________ хаттама №___,

Кіріспе

Құю өндірісі – металдарды өңдеу технологиялық әдістерінің бірі болып
табылады. Құю өндірісінде алдын-ала дайындалған қалыпқа балқыған сұйық
металды құю арқылы құйма деп аталатын өнім алынады. Құйма көп жағдайда одан
әрі механикалық жону арқылы дайын бөлшекке айналатын дайындама есебіндегі
өнім болып саналады.
Құю әдісі арқылы массасы бірнеше грамнан жұздеген тоннаға дейін
тартатын, өлшемдері бірнеше сантиметрден ондаған метрге дейін жететін,
қалындығы 0,5-500 мм шамасындағы пішіні өте күрделі құйма бөлшектер
жасалады.
Құйма жасауға құюдың әртүрлі әдістері қолданылады. Олар – құм-балшық
қалыпқа құю, қабыршақ қалыпқа құю, балқитын үлгі бойынша құю, кокильге құю,
центрден тепкіш күшпен құю және т.б. әдістер. Осылардың әрқайсысын қолдану
үшін өндіріс көлемін, құйманың өлшемдерінің дәлдігі мен бет тазалығына
қойылатын талаптарды, экономикалық тиімділікті басшылыққа алу керек.
Құю өндірісінің өнімі ретінде құйманың сапасы құю өндірісі
технологиясының әр кезеңінде біртіндеп қалыптасады. Сол себепті құйма жасау
технологиялық үрдісінің жекелеген амалдарын, оларда қолданылатын
материалдар мен жабдықтарды жетік меңгеру құю өндірісін оқудағы басты
мақсат.

№ 1 Зертханалық жұмыс

Тақырыбы: Бірқолданбалы құм – балшық қалыптарда құйма өндіру
технологиясы.

Жұмыс мақсаты: Құйма жасау үрдісімен, құйма өндіру кезеңдерімен,
қолданылатын жабдықтармен танысу.

Негізгі теориялық мағлұматтар
Құю әдісі дайындама өндіру әдістерінің көп тараған түрі болып
табылады. Құю әдісінде ішкі қуысының пішіні алынатын құймаға сәйкес
болатын арнаулы қалыпқа балқыған металл құю арқылы құйма дайындамасы
жасалады. Осылай алынған дайындама құйма деп аталады. Құйманы әртүрлі
әдіспен алады: құм-балшық қалыпта, қабыршақ қалыпта, балқитын үлгі бойынша,
кокильге құйып, қысыммен құю арқылы және т.б. Осы әдістерді таңдағанда
жасалатын құйманың сапасына қойылатын талаптар, экономикалық тиімділігі
сарапқа салынады.
Ең көп тараған әдіс - құм-балшық қалыпқа құйып құйма жасау. Оның
себебі аталмыш әдістің басқалармен салыстырғанда қарапайым, әмбебап және
арзан болуында.
Бірқолданбалы деп аталатын құм-балшық қалыпта құйма жасаудың
технологиялық үрдісі мынадай кезеңдерден тұрады: құйма жасау технологиясын
әзірлеу, үлгі жинағын жасау, қалып және өзекше қоспаларын дайындау, құю
қалыбы мен өзекшелерді жасау, металл қорытпасын балқыту, қалыпқа металл
құю, құйманы қағымдау, оны тазалау және сапасын бақылау.
Құйма жасау технологиясын әзірлеу кезеңінде құйманың сызбасын
әзірлейді. Құйманың сызбасын дайын бөлшек сызбасы бойынша әзірлейді. Осы
сызбаны әзірлеу кезінде үлгінің ажырау бетін, қалыптау кезіндегі үлгінің
орналасуын, металл құю кезіндегі құйманы жонуға арналған әдіп, металдың
шөгу коэффициенті, өзекше белгісі, қалыптау көлбеулігі тағайындалып, құю
жүйесі жобаланады. Құйма сызбасын әзірлеу соңында қалыпқа металл құю
температурасы, қалып және өзекше қоспаларының құрамы және басқадай қажет
болатын деректер беріледі.
Үлгі жинағын жасау кезеңінде құйма үлгісін, үлгі тақтасын және өзекше
жәшігін жасайды.
Сонымен бірге опокалар, кептіргіш тақталар, шаблондар және т.б.
құралдар дайындалады.
Қалып және өзекше қоспаларын дайындау кезеңінде осы қоспалардың
құрамындағы материалдар өз тәртібімен араластырылып дайындалады. Қалып
қоспасының негізін құраушыларына кварц құмы, балшық, су және әртүрлі
қосымша заттар жатады. Қоспа дайындау үшін араластырғыш жүгірткілер (бегун)
қолданылады.
Қалып және өзекше жасау кезеңі. Құю қалыбын жасау үрдісін қалыптау деп
атайды. Құю өндірісінде қолмен, машинамен және автоматпен қалыптау
қолданылады. Қолмен қалыптауды жекелеген және ұсақ сериялы өндірісте –
машинамен қалыптауды сериялы және ірі сериялы және жаппай өндірістерде
қолданады. Қолмен қалыптауда тығыздағыштар, ал машинамен қалыптауда
сілкілегіш, баспалаушы және т.б. машина түрлері пайдаланылады.
Өзекше жасау үшін өзекше жәшіктері немесе шаблондар қолданады.
Дайындалған өзекшелерді арнаулы пештерде (кептіргіштерде) кептіріп, олардың
беріктігін, газ өткізгіштігін жоғарылатып, газ бөлгіштігін азайтып алады.
Қалып пен өзекшені жинастырмай тұрып олардың бетіне графит, тальк сияқты
заттардың ұнтағын сеуіп, сол арқылы күйе жабысудың мүмкіндігін азайтады.
Осыдан кейін қалыптың ішіне өзекшелерді орнатып (керек болса), жинастырған
соң, қысып бекітеді. Жиналған қалып одан әрі металл құюға жіберіледі.
Металл қорытпаларын балқыту кезеңінде қажет болатын құрамдағы
қорытпаларды пештерде балқытып қорыту орындалады. Балқыту пештері электр
қуатымен, жалынмен қыздырылатын болып келеді.
Шойын және болат құйма жасауға арналған материалдар есебінде құйылма
немесе қайта өңделетін шойындар, болат және шойын сынықтарын,
ферроқорытпалар, отын және қождауыштар пайдаланылады. Түсті металдардан
жасалатын құймаларға кесек түріндегі түсті металдар, лигатуралар,
қождауыштарды алады. Осы материалдардың жалпылай атауы шикіқұрамдық
материалдар деп аталады. Қождауыштар металл бойындағы кірінді, араласқан
бөтен заттарды металл бетіне қож етіп шығаруға арналған. Балқыған металдың
құяр алдындағы температурасы қалыпты толық толтыруға мүмкіндік беретіндей
жеткілікті деңгейде болуы керек. Осылай әбден қызған металды пештен шөмішке
ағызып, қалыптарды құю учаскесіне жеткізеді.
Қалыптарды құю кезеңінде дайын тұрған қалыптарды сұйық металмен
толтыру жұмысы атқарылады. Қалыпқа құйылған металл біртіндеп жылуын
жоғалтып суынып, қатаяды.
Қалыптағы металл әбден қатайған соң қалыпты бұзып (қағымдап), ішінен
құйманы шығарып алады. Қалыпты қағымдау үшін арнаулы қондырғылар – торлы
дірілдеуіштер қолданылады. Қалыптан шыққан құймалардың құю жүйелерін бөліп,
сыртқы беттеріп қырнап, қажап күйе жабысқан қоспа қалдықтырынан тазалайды.
Құйманың сыртқы бетін тазалауға айналып тұратын барабан (даңғыра)
қолданылады.
Құйма жасаудың барлық амалдары орындалып болған соң оның сапасын
бақылайды. Ол үшін құйманың өлшемдері мен дене тұтастығы тексеріледі, ішкі
және сыртқы ақауларды (шөгу қуыстарды, жарықшақтар және т.б.) іздестіреді,
механикалық қасиеттері мен құрылымын зерттейді.
Керек болған жағдайда құймаларды термиялық өңдеуден өткізеді.
Осылардың бәрі орындалып біткенде құйманы одан әрі механикалық өңдеуге
(жонуға) жөнелтеді. Механикалық өңдеуден өткен құйма дайын бөлшекке
айналады.

Қолданатын жабдықтар, аспаптар мен материалдар
Құйма үлгілері, үлгі тақталары, опокалар, араластырғыш жүгірткілер,
кварц құмы, балшық, су – қалып және өзекше қоспаларын жасауға; балқыту
пеші, шикіқұрам материалдары (кесек металдар, сынықтар, қождауыштар), шөміш
– сұйық металл қорытпасын дайындауға және құюға; тығыздағыштар немесе
қалыптаушы машиналар, тегістеуіштер, ілмектер, балға, графит ұнтағы – қалып
жасауға; тоқпақ немесе металл арасы, қажауыш даңғыра, тазалауыш қажақ
қондырғысы – құйманы қырнап, тазартуға.

Жұмысты орындау тәртібі
Оқытушының тікелей жетекшілігімен құйма жасау амалдарының барлығымен
және оған қажет жабдықтармен мұқият танысу және мыналарды орындау керек:
1) Үлгі жинағын және қалыптау құрал-саймандарын дайындау;
2) Қалып және өзекше қоспасын дайындау;
3) Құю қалыбын және өзекшелерді жасау;
4) Сұйық металл қорытпасын дайындау;
5) Қалыпқа сұйық металды құю;
6) Қатайған құйманы қалыптан қағымдап шығару;
7) Құйманы қырнау және тазарту;
8) Құйманың сапасын бақылау.

Есеп жазу мазмұны
- құйма жасау технологиясын сипаттап жазу;
- құйма жасау амалдарының орындалу тәртібін көрсету;
- құйманың, үлгінің, өзекшенің нобай сызбаларын салып келтіру.

Бақылау сұрақтары
1) Құйма жасау технологиялық үрдісі қандай амалдардан құралады?
2) Қалыптау деген не?
3) Қалып қоспасын дайындауға қандай материалдар пайдаланылады?
4) Қалып және өзекше қоспасын дайындауға, құйма қалыбын жасауға
қандай құрал-жабдықтар қолданылады?
5) Құйманы қалыптан қағымдап шығарғаннан кейін қандай амалдар
орындалады?

Ұсынылатын әдебиет

1 Литейное производство. Учебник для металлургических
специальностей вузов. М., 1987.-256 с.
2 Сүйіндіков М.М., Түсіпбекова М.Ж., Быков П.О. Құю өндірісі.
Зертханалық жұмыстарды орындауға арналған әдістемелік нұсқаулар. -Павлодар,
ПМУ, 2006.-24 б.
3 Абрамов Г.Г., Панченко Б.С. Справочник молодого литейщика. М., 1991.-
319 с.
4 Қазақша-орысша, орысша-қазақша терминологиялық сөздiк: Металлургия
және кен iсiжалпы ред.басқарған А.Қ.Құсайынов –Алматы, 2000 –288 бет.
5 Орысша-қазақша түсiндiрме сөздiк: Металлургия Жалпы ред. басқарған
проф. Е.Арын –Павлодар,2002 –65 бет.

Ұсынылатын мерзімді басылымдар
Литейное производство журналы
Библиотечка литейщика журналы

№ 2 Зертханалық жұмыс

Тақырыбы: Алюминий қорытпаларын кедергілі электр пешінде балқыту.

Жұмыс мақсаты: металл қорытпаларын кедергілі электр пешінде балқыту
үрдісімен, балқыту кезіндегі жекелеген амалдар түрімен, қолданылатын
жабдықтармен, шикіқұрамды есептеу жолдарымен танысу.

Негізгі теориялық мағлуматтар
Балқыту деп металдарды қайта қорыту және соның нәтижесінде қажет
болған құрамдағы сұйық күйдегі өнім алу үрдісін айтады.
Алюминий қорытпаларын дайындау үшін тигельді индукциялы, отынды,
электрлі пештер және т.б. пештер қолданады.
Кедергілі электр пештерінің алюминий қорытпаларын балқытуға арналған
түрлері:
- САТ (сопротивления –алюминиевая -тигельная);
- САН (сопротивления – алюминиевая - наклоняющаяся) және басқалар.
САН электр пештерінде (2.1 сурет) металды пеш күмбезінің (3) астында
орналасқан қыздырғыш элементтер (1) қыздырады. Пеш былаушасына (2) терезе
(4) арқылы шикіқұрам салынады. Металды құйып алу үшін пешті еңкейтеді
немесе отбақырмен қасықтап алады.

1 – қыздырғыш элементтер;
2 – былауша;
3 – күмбез;
4 – шикіқұрам салатын терезе.

Алюминий қорытпасының шикіқұрамына алғашқы (таза) және қайтарма
металдар мен қорытпалар, өз өндірісінің қалдықтары, әртүрлі лигатуралар
(қоспалаушы қорытпалар) кіреді.
САН пештерінде балқыту жұмысы келесідей орындалады.
Алдымен пешті (жөндеуден кейін) кептіреді де ылғалын әбден құрғату
үшін 900°С температураға дейін асықпай жайлап қыздырады. Одан әрі пеш
табанына (былаушасына) есептеп анықталған құрамдағы шикіқұрам салынады да
электр көзіне қосылады. Шикіқұрамды балқытып, белгіленген температураға
дейін металды әбден қыздырады. Содан кейін металл қорытпасының құрамын
есепте берілген деңгейге дейін жетілдіріп, тазарту жүргізеді (зиянды
заттардан, қосындылардан тазартады) және модифицирлейді (металдың кристалл
түйірлерін кішірейтіп, механикалық қасиеттерін жақсарту үшін қосымша заттар
енгізу). Пешке шикіқұрам материалдарын салғанда оңай балқитын заттарды пеш
табанына бірінші кезекте, ал қиын балқитындарын соңынан температурасы
жоғарырақ үстіңгі жағына салу керек.

Шикіқұрам есептеу
Шикіқұрам есептеу үшін шикіқұрам материалдарының өздерінің және
дайындалатын қорытпаның химиялық құрамдарын түгелдей білу қажет. Сонымен
қатар, қолданылатын пештің түріне, балқыту тәсіліне және тазарту әдісіне
тәуелді болатын әрбір элементтің күйіп жоғалу пайызын есепке алу керек.
Мысал үшін, АЛ5 таңбалы алюминий қорытпасының шикіқұрамын есептеуді
талқылайық. Есептеулер 100 кг қорытпа үшін жүрзізіледі.
АЛ5 қорытпасының химиялық құрамы мынадай: 5% кремний; 0,4% магний;
1,25% мыс; қалғаны – алюминий.
Шикіқұрамдық материалдар: алғашқы алюминий кесектері, лигатуралар
алюминий-магнийлі (90% Al, 10% Mg), алюминий-мысты (50% Al, 50%Cu) және
кесек силумин (87% Al, 13%Si).
Элементтердің күйіп жоғалу пайыздары: кремний - 1 %; магний - 3%; мыс
- 1% және алюминий - 1%.
Элементтердің күйіп жоғалатын бөлігінің орнын толтыру үшін шикіқұрам
мөлшерін мына формуламен есептелген шамаға артық алу керек
m=(mэл·кж)100,

мұндағы mэл – қорытпадағы химиялық элементтің мөлшері, %;
кж – химиялық элементтің балқу кезінде күйіп жоғалу
пайызы, %.
Бұл мысалда кремний, магний, мыс және алюминийдің m шамасын есептеу
керек. Есептеулер нәтижесі 2.1 кестесіне жазылады.

2.1 кестесі – Шикіқұрамның есептелген құрамы
Si Mg Cu Al Барлығы
Орташа химиялық
құрам, %
100 кг
шикіқұрамға
шаққандағы
массасы, кг
Күйіп жоғалу, %
Күйіп жоғалу,
кг
Шикіқұрамның
есептелген
құрамы, кг

Пешке салынатын кесек силумин мен лигатураның мөлшері анықталады

mi=(mэл.шқ·100)nэл

мұндағы mэл.шқ – шикіқұрамға кіретін әрбір элементтің
Si, Mg, Cu мөлшері, кг;
nэл – силумин мен лигатура құрамындағы әрбір
элементтің (Si, Mg, Cu) мөлшері, %.
Қарастырып отырған мысалда силумин мөлшері 38,85 кг; алюминий –
магнийлі лигатура 4,12 кг; алюминий - мысты лигатура 2,524 кг.
Шикіқұрамға қосылатын силуминнің, алюминий – магнийлі және алюминий –
мысты лигатуралардың мөлшерлері анықталып болған соң шикіқұрамға кіретін
кесек алюминийдің мөлшері есептеледі

mAl= mAlшқ – (mAlсил+mAlал-маг+mAlал-мыс),

мұндағы mAlшқ – шикіқұрамдағы алюминий мөлшері, кг;
mAlсил – силуминдегі алюминий мөлшері, кг;
mAlал-маг – алюминий-магнийлі лигатурадағы алюминий
мөлшері, кг;
mAlал-мыс – алюминий-мысты лигатурадағы алюминий
мөлшері, кг.
Силумин мен лигатурадағы алюминий мөлшері келесі формула бойынша
есептеледі (шикіқұрамға кіретін әрбір компонентке)

mAli=mi-ni

мұндағы ni – силумин мен лигатурадағы әрбір элементтердің (Si, Mg, Cu)
мөлшері, кг.
Осы мысалда силуминдегі алюминий мөлшері 33,8 кг; алюминий – магнийлі
лигатурадағы алюминий 3,708 кг; алюминий – мысты лигатурадағы алюминий
1,262 кг. Кесек алюминийдің мөлшері 55,513 кг.
Табылған деректер 2.2 кестеге жазылады.

2.2 кесте – 100 кг шикіқұрамға кіретін материалдар мөлшері
Кесек алюминий, кг 55,513
Силумин, кг 38,85
Алюминий – магнийлі лигатура, кг 4,12
Алюминий – мысты лигатура, кг 2,524
Барлығы, кг 101,007

Жауапты қорытпаларды дайындағанда шикіқұрам материалдарымен қоса
кіретін зиянды кірінділер мөлшері де тексеріледі. Шикіқұрам
компоненттерінің әрбіреуімен келіп қорытпаны ластайтын осы кірінділердің
мөлшері есептеліп олардың сол қорытпа үшін рұқсат етілген шамасымен
салыстырылады. Есептелген шамасы сол рұқсат етілген шамадан аспауы керек.

Қолданылатын жабдықтар, құралдар мен материалдар
Кедергілі электр пеші, шикіқұрамдық материалдар, кесек алюминий,
силумин, лигатуралар және таза металдар (магний, мырыш және т.б.),
қождауыштар, құйғы шөміш, термопара.

Жұмысты орындау тәртібі
Оқытушы немесе өндірістік оқу шеберінің жетекшілігімен қажетті
құрамдағы алюминий қорытпасының шикіқұрамын есептеп, қорытпаны балқытады.
Балқыту тәртібі:
1) Пештің күйін тексеріп, балқытуға дайындау.
2) Берілген құрамдағы шикіқұрамды пешке салу.
3) Пешті іске қосып, қорытпа балқыту.
4) Балқыту соңында қолданатын технологиялық амалдарды жүргізу (тазалау
және модифицирлеу).
5) Тағайындалған температураға дейін қыздырылған (температураны термопара
көмегімен өлшейді) және химиялық құрамы жетілдірілген балқыманың
бетіне жиналған қожды түсіреді.
6) Сұйық металл шөмішке құйылып одан әрі қалыпқа құюға жіберіледі.

Есеп жазу мазмұны
- сұйық металл дайындау тәртібін қысқаша сипаттап жазу;
- шикіқұрам есебін жасап келтіру.

Бақылау сұрақтары
1) Балқыту үрдісі деген не?
2) Шикіқұрам деген не? Алюминий қорытпасының шикіқұрамына кіретін
материалдар қандай?
3) Қорытпаларды балқыту тәртібі қандай?
4) Алюминий қорытпаларын балқыту үшін керек шикіқұрам есептеулері
қалай жасалады?

Ұсыналатын әдебиет

1 Литейное производство. Учебник для металлургических
специальностей вузов. М., 1987.-256 с.
2 Сүйіндіков М.М., Түсіпбекова М.Ж., Быков П.О. Құю өндірісі.
Зертханалық жұмыстарды орындауға арналған әдістемелік нұсқаулар. -Павлодар,
ПМУ, 2006.-24 б.
3 Абрамов Г.Г., Панченко Б.С. Справочник молодого литейщика. М., 1991.-
319 с.
4 Қазақша-орысша, орысша-қазақша терминологиялық сөздiк: Металлургия
және кен iсiжалпы ред.басқарған А.Қ.Құсайынов –Алматы, 2000 –288 бет.
5 Орысша-қазақша түсiндiрме сөздiк: Металлургия Жалпы ред. басқарған
проф. Е.Арын –Павлодар,2002 –65 бет.
№ 3 Зертханалық жұмыс

Тақырыбы: Құю қалыптарын қолмен қалыптау

Жұмыс мақсаты: Қолмен қалыптау технологиясымен танысу. Опокаларға
салып қалып жасауға машықтану.

Негізгі теориялық мағлұматтар
Металл құйып жасап алу үшін қолданатын қалыптардың көп таралған және
әмбебап түрі бір қолданбалы қалыптар болып есептеледі. Бір қолданбалы – деп
аталатын себебі – ішіндегі құйманы шығарып алу үшін қалыпты бұзуға тура
келеді. Демек, қалып бір – ақ мәрте қолданылады, ал келесі құйма үшін қалып
қайта жасалу керек. Бір қолданбалы қалыптар балшық араластырған құмнан
жасалады: құм (кварц құмы) – қалыпты отқа төзімді ету үшін, балшық - құм
түйіршіктерін біріктіру үшін қосылады. Қалып қоспасын дайындар алдында
балшықты су қосып езіп алады.
Қалып жасау үшін арнаулы құрал-жабдықтар қажет. Оларға үлгі, опока
және әртүрлі саймандар жатады.
Үлгі металдан, ағаштан немесе пластмассадан жасалуы мүмкін. Үлгі құйма
бойынша жасалады, себебі – үлгінің өлшемдері алдымен қалыпқа, одан кейін
құйылған металға ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.