Архивная версия статьи, 2003 год (без графики и таблиц)

  Литейное производство: новые технологии и оборудование

Литейное производство, или малая металлургия, — это основная база машиностроения, значение которой трудно переоценить. В любой машине — от велосипеда до космического корабля — присутствуют литые детали, доля которых составляет от 20 до 70% объема изделия, а в станкостроении — и вовсе до 90%. Расцвет отечественного литейного производства пришелся на 1980-е гг., когда в СССР ежегодно производилось до 25 млн т литых заготовок, из них 18,5 млн т — в России. Сейчас в РФ производится лишь 6,2 млн т заготовок. Их выпускают 1250 предприятий, количество которых по сравнению с 1980-ми гг. сократилось более чем в 2 раза. Современное состояние и перспективы развития отрасли, связанные с использованием новых технологий и оборудования, нашли отражение в экспозиции 3-й Международной специализированной выставки «Литейное дело», которая прошла в Санкт-Петербурге. Все многообразие технологий литья В ситуации, когда при сокращении объемов заказов расширяется ассортиментный спрос, многие предприятия осваивают новые для себя технологии литья. Машиностроительный завод «Арсенал» (г. Санкт-Петербург) в настоящее время изготавливает литейную продукцию практически любого ассортимента и технической сложности из различных сплавов. Недавно предприятие освоило литье чистой меди по выплавляемым моделям. Традиционно медь считалась нелитейным металлом, т. к. в расплавленном состоянии легко насыщается кислородом из воздуха с образованием газовой пористости. Область применения чистой меди, выпускаемой на заводе, обусловлена, в основном, ее высокой электропроводностью. ОАО «ЦНИИМ-Инвест» (г. Санкт-Петербург) представило на выставке технологию и оборудование для литья по вакуум-процессу, обеспечивающие получение высококачественных отливок широкой номенклатуры из чугуна, стали и цветных сплавов массой до 500 кг. Внедрение новой технологии позволяет добиться высокой чистоты поверхности отливок, точности соблюдения размеров по 5–9 классу, а также обеспечивает снижение брака на 50–70%, себестоимости литья — на 15–20%, трудоемкости операций обрубки и очистки — в 2–4 раза. ЗАО «ОХТАлит» (г. Санкт-Петербург) специализируется на изготовлении сложных отливок промышленного назначения из бронзы и латуни, лидируя по качеству и ассортименту применяемых сплавов. Выпускаемые отливки используются для изготовления деталей с высокой износостойкостью: червячных колес, вкладышей подшипников, судовых и промышленных уплотнений и т. п. Фирма изготавливает продукцию и по собственным технологиям. Например, для производства биметаллических отливок используется технология кокильного литья методом направленной кристаллизации для производства биметаллических отливок. На выставке была представлена биметаллическая заготовка под червячные колеса со стальной несущей частью, в которой наружная антифрикционная часть выполнена из бронзы. Такое конструктивное решение обусловлено разным характером нагрузок в отдельных частях детали и обеспечивает ей более высокие эксплуатационные свойства по сравнению с чисто бронзовым изделием. Литейные машины Тираспольский завод литейных машин им. С. М. Кирова (Республика Молдова) хорошо известен российским литейщикам как единственный производитель машин для литья под давлением. Сегодня завод предлагает широкий ассортимент оборудования для различных способов литья, в т. ч. по выплавляемым и выжигаемым моделям, литья в кокили и в облицованные кокили, центробежного и литья под низким давлением. Фирма Tebowa-MGP (Швейцария, представительство — г. Тирасполь, Республика Молдова) производит машины и комплексы для литья под давлением деталей из алюминиевых, медных и цинковых сплавов с холодной горизонтальной камерой прессования. Компания организовала свое производство и в городе Тирасполе. Машины для литья под давлением серии ТСТ отличаются высокодинамичными механизмами прессования и запирания. Механизм прессования оснащен газовым мультипликатором, предотвращающим гидроудар на высоких скоростях в цилиндре прессования. Небольшое время набора мультиплицированного давления (10–15 мсек.) в сочетании с высокой скоростью движения прессующего устройства (9,5 м/сек.) позволяют реализовать любой режим прессования для тонкостенных и толстостенных отливок. Механизм запирания представляет собой гидрорычажное устройство, управляемое от пропорционального клапана, который позволяет оптимально подбирать скорость перемещения подвижной плиты. Кроме выпуска нового оборудования, фирма Tebowa-MGP осуществляет ремонт и модернизацию ранее выпускавшихся машин для литья под давлением таких марок, как «Триульцы», «Идра», «Италпресс», «Полак» («Вигорлат»), «Бюллер» и т. п. Машины оснащаются современным механизмом прессования, гидро- и электрооборудованием, электронным шкафом управления. При капитальном ремонте и модернизации производится полная разборка машины, очистка, мытье, а также устранение дефектов всех деталей. Институт «БелНИИлит» (г. Минск, Республика Беларусь) занимается исследованием, разработкой и внедрением материалов, технологий и оборудования для литейного производства машиностроительных предприятий — от плавки до получения литейной заготовки из черных и цветных металлов. Институт разрабатывает как универсальное, так и специализированное оборудование для конкретных отливок, в т. ч. уникальные формовочные машины, автоматические формовочные линии и заливочные установки для получения мелких отливок в вертикальных стопочных формах. В частности, создана серия машин для получения литейных стержней массой от нескольких граммов до 100 кг как в нагреваемой, так и в ненагреваемой оснастке на основе использования холоднотвердеющих смесей с продувкой газообразным отвердителем или катализатором. Широкое распространение получили разработанные институтом технологический процесс и оборудование для изготовления литейных заготовок в облицованных кокилях, позволяющие в 1,5 раза снизить расход металла по сравнению с традиционным методом. Среди других разработок института заслуживает внимания энергосберегающий малоотходный процесс изготовления высококачественных стержней («Альфасет»), а также процесс изготовления стержней из маложивучих холоднотвердеющих смесей на основе карбамидно-фурановых смол включая создание типовых смесителей для их приготовления. Моделирование процессов литья Получение качественной отливки — процесс многофакторный, включающий в себя компьютерный анализ причин возникновения дефектов и прогнозирование устойчивости технологии к возможным колебаниям технологических параметров. Системы моделирования литейных процессов позволяют на этапе проектирования технологии смоделировать сложные физические явления и проверить различные варианты технологических решений. Они помогают проанализировать причины возникновения дефекта и подобрать оптимальные параметры, обеспечивающие устойчивую, бездефектную и экономически выгодную технологию производства. Моделирующая система позволяет пронаблюдать процессы, идущие в конкретной отливке, и найти причины возникновения дефекта при данных технологических параметрах. В результате можно выделить эффективные технологические решения, которые затем неоднократно следует перепроверить с помощью компьютерных моделей. ОАО «ЦНИИМ-Инвест» предложило на выставке систему компьютерного моделирования литейных процессов «Полигон». Эта система может применяться для моделирования уникальных отливок — в случаях, когда нет возможности длительно отрабатывать технологию в реальном производстве, и крупносерийных отливок, которые сегодня зачастую изготавливаются по неустойчивой технологии, приводящей к появлению серийного брака. «Полигон» дает возможность моделировать тепловые процессы при затвердевании; образование раковин, макро- и микропористости; гидродинамические процессы при заливке, а также деформационные процессы для прогноза развития кристаллизационных трещин и т. п. Базовые модели затвердевания, усадки и т. д. максимально универсальны по используемым сплавам: алюминиевым, магниевым, медным, чугунным, стальным, никелевым; методам литья, в т. ч. в землю, в кокиль, ЛВМ, на основе вакуумно-пленочной формовки (ВПФ), а также таким как литье под давлением (ЛПД), литье под низким давлением (ЛНД), жидкая штамповка, направленное затвердевание. В системе предусмотрен ряд специализированных моделей и функций: моделирование циклических, а также усадочных процессов в ходе подводки металла под давлением при ЛНД и ЛПД, затвердевание в вакуумных печах при лучистом теплообмене и с учетом подвода электрического тока и др. Результаты моделирования можно представлять в самом разном виде: в 2- и 3-мерном, в виде изоповерхностей и изолиний, векторных полей, оцифрованных точек и графиков. Изготовление моделей для отливок ФГПУ «ММПП “Салют”» (г. Москва) выпускает различные модельные композиции для изготовления деталей при литье по выплавляемым моделям (ЛВМ) на основе синтетических материалов. Модельная композиция «Салют-1» с высокой текучестью обеспечивает достаточную прочность и теплоустойчивость и применяется для изготовления моделей литниковых систем для всех областей промышленности. Модельная композиция «Салют-2» используется для изготовления моделей малогабаритных деталей соплового аппарата газотурбинных двигателей (ГТД) и наземных газотурбинных установок, а также моделей широкого ассортимента деталей для других областей машиностроения. Композиции «Салют-3» и «Салют-4» обладают повышенной прочностью, тепло- и трещиностойкостью, низкой стабильной линейной усадкой и минимальной зольностью. Область их применения охватывает модели рабочих и сопловых лопаток ГТД, корпусных деталей и деталей соплового аппарата таких двигателей, а также модели различных деталей высшей категории сложности. Высокое качество продукции «Салюта» обусловлено тем, что на предприятии реализуется и контролируется весь цикл работы с модельными композициями — от производства модельной массы и керамических порошков до готовых изделий, полученных с их применением, которые работают в ГТД. В 2002 г. предприятие приступило к производству новых керамических порошков, которые используются в качестве наполнителей керамической суспензии при литье по выплавляемым моделям лопаток и деталей ГТД. Разработанные составы для керамических форм позволяют получать форму с повышенной теплопроводностью, которая обеспечивает снижение металлургических дефектов и способствует получению более мелкой структуры отливок, в т. ч. лопаток ГТД из жаропрочных никелевых сплавов. Дроболитейная продукция Ряд технологических операций по обработке отливок требует применения технической дроби, используемой для дробеметной и дробеструйной очистки поковок, отливок, стального проката, поверхностного упрочнения тяжелонагруженных деталей типа валов, прессов, пружин, зубчатых колес, а также насечки валков прокатных станов. Поиск нужного вида дроби и оптимизация технологического процесса очистки и обработки поверхности производятся с учетом таких параметров дроби, как размер, форма и твердость. Размер и масса дроби выбираются так, чтобы гранулы обладали достаточной энергией для удаления всех загрязнений с поверхности или для ее упрочнения. Выбор формы и твердости зависит от вида выполняемой работы, будь то очистка литья, снятие окалины, наклеп и т. п., технологических и конструктивных особенностей обрабатываемых поверхностей, а также типа оборудования. На выставке дроболитейную продукцию представляли два предприятия: Старооскольский механический завод и ООО «Феррум-плав». Созданное недавно ООО «Феррум-плав» (г. Вологда) производит чугунную литую дробь (ДЛЧ) с размерами фракций от 0,5 до 3,6 мм. Старооскольский механический завод (Белгородская обл.) — ведущий производитель дроболитейной продукции в России, выпускающий чугунную литую, в т. ч. термообработанную (ДЧЛТ), и колотую дробь, а также стальную литую, в т. ч. улучшенную (ДСЛУ), и колотую дробь. Фракции литой и колотой дроби составляют соответственно от 0,5 до 3,6 и от 0,5 до 1,8 мм. Стальная дробь обладает особыми механическими свойствами, за счет которых ее циклическая стойкость (оборачиваемость) составляет 250–500 и более циклов, т. е. в 5–10 раз превосходит стойкость чугунной. В зависимости от технологического процесса и конструктивных особенностей поверхностей при правильно работающем оборудовании можно добиться циклической стойкости стальной дроби в 2500–5000 циклов. Замена чугунной дроби на стальную позволяет повысить производительность работ на 20–100%, а также существенно уменьшает износ оборудования: по результатам испытаний срок службы лопаток с 50–60 часов увеличивается до 1500–2000 часов при двукратном уменьшении количества расходного материала. Стальная дробь имеет более широкий спектр применения: она годится для обработки как мягкого, так и твердого материала. Кроме того, такая дробь образует значительно меньше пыли и в целом позволяет экономить ресурсы и электроэнергию. Качество продукции Старооскольского завода подтверждается устойчивым спросом на внешнем рынке: предприятие осуществляет экспорт в Германию, Австрию, Голландию, Словакию и Данию. В Старом Осколе производят еще одну уникальную для российского рынка продукцию — стальной песок фракций 0,3; 0,5; 0,8; 1,0 и 1,4 мм с содержанием кремния 14–20%. Песок применяется для очистки отливок из нержавеющей стали, качественной дробеструйной обработки особо точных и ответственных деталей, подготовки деталей под окраску, а также обработки внутренней поверхности трубчатых деталей сложной конфигурации и труб высокого давления. Анализаторы металлов и сплавов Компания «Актив» (г. Санкт-Петербург) занимается производством и поставкой анализаторов металлов и сплавов, оперативно реагируя на те проблемы, с которыми сталкиваются производственники. Малогабаритный эмиссионный спектрометр «Папуас-4» — это параллельно-последовательный универсальный анализатор сплавов. Компания «Актив» обеспечивает сервисное обслуживание и эксплуатацию прибора, в т. ч. установку программ и их адаптацию к условиям заказчика, а материальная часть спектрометра разработана и изготавливается ООО «Спектроприбор» (г. Москва). «Папуас-4» позволяет за короткое время провести точный количественный анализ металлов и определить марку сплава. Анализатор можно применять для экспресс-анализа во время плавки, входного и выходного контроля на предприятиях по переработке вторичного металла, машиностроительных предприятиях, в литейных цехах. Конструкция обеспечивает настройку прибора для одновременного анализа различных типов сплавов. Дополнительные методики можно вводить в процессе эксплуатации. Основное отличие приборов серии «Папуас-4» от квантометров заключается в возможности записывать и анализировать весь спектр целиком. В сравнении с рентгенофлуоресцентными устройствами прибор обладает повышенной чувствительностью к легким элементам, таким как литий, бериллий, магний, алюминий и кремний. К настоящему времени разработаны методы анализа алюминиевых, цинковых, титановых и магниевых сплавов, бронзы и латуни, свинца, легированных сталей, чугуна. По договоренности с заказчиком и при наличии стандартных образцов возможна разработка дополнительных методик. Небольшие размеры и вес прибора, работающего от сети напряжением 220 В, позволяют эксплуатировать его в лаборатории, цехе, на шихтовом дворе. Устройство не требует поддержания фиксированной температуры и входит в рабочий режим через 15 минут после включения. Относительная ошибка прибора составляет 1–3% от измеряемой величины. Спектрометр выпускается в 4 модификациях, самая распространенная из которых — «Папуас-4И» с искровым генератором. Этот прибор позволяет за 40 секунд проанализировать практически все известные типы сплавов. «Папуас-4ДД» с дуговым выносным датчиком применяется для анализа алюминиевых и цинковых сплавов. «Папуас-4Д» со стационарным дуговым генератором используется для быстрой сортировки — за 5–10 секунд — алюминиевых и цинковых сплавов, а также для определения малых примесей в чистых металлах. «Папуас-4ДИ» — комбинированный прибор, совмещающий возможности измерения веществ в низких концентрациях (4ДД) и широту охвата по типам сплавов (4И). Одна из проблем, доставляющая производственникам много неприятностей и приводящая к существенных убыткам, — так называемые «перепутки», т. е. неправильная маркировка металлических заготовок. Для ее решения разработан вихретоковый сортировщик электропроводящих материалов СЭМ-В для металлургических и металлообрабатывающих предприятий, складов, мест хранения и реализации металлопродукции. Использование этого устройства окажет неоценимую помощь технологам, мастерам участков, работникам служб технического контроля, снабжения и реализации, складским работникам. Прибор СЭМ-В предназначен для идентификации и разделения (сортировки) металлических заготовок и изделий по маркам или другим параметрам на основе ранее выбранных эталонов, а также для оценки качества проведения технологических операций, влияющих на структурно-напряженное состояние в металлах и сплавах. Он обеспечивает быструю и безошибочную сортировку объектов по маркам, твердости, правильности проведения операций. Устройство создает и хранит в своей памяти наборы эталонных параметров структурно-напряженного состояния для формируемых пользователем групп объектов: материалов, полуфабрикатов, заготовок и готовых изделий. В качестве эталонов используются образцы продукции с точно известным химическим составом, структурой и технологическим состоянием: степенью упрочнения или снятия напряжений. Сравнивая значение любого измеренного параметра с эталонным, прибор делает вывод о соответствии или несоответствии эталону исследуемого образца. Информация о марке сплава и дополнительные сведения выводятся на дисплей. Прибор СЭМ-В массой 400 г с емкостью энергонезависимой памяти в 256 ячеек и временем одного измерения не более 5 секунд может работать в диапазоне температур от -10 до +60 °С. Питание осуществляется от батареи типа «Крона» с номинальным напряжением 9 В, что позволяет проводить не менее 4000 измерений. Лабораторная электролизная установка для анализа металлов «Элам» предназначена для проведения весового электролитического (электрогравиметрического) анализа содержания меди, никеля, свинца, кобальта и других элементов в сплавах и чистых металлах. Она представляет собой моноблок с 3 независимыми электролитическими ячейками массой не более 8 кг и размерами не более 500і360і130 мм (без стойки штатива). Каждая ячейка состоит из магнитной мешалки, штатива для крепления платиновых электродов, стабилизированного регулируемого (от 0,2 до 5,0 А) источника тока с индикацией величины тока или напряжения на электродах, индикатора времени электролиза (от 1 до 900 минут) и органов управления ячейкой. Энергопотребление установки при трех включенных ячейках составляет не более 100 Вт. Ольга Горгома, фото автора

 Важно:
  ДЛЯ ОБМЕНА КНОПКАМИ - возьмите наш код, поставьте его на Ваш сайт и добавьте Ваш ресурс ЗДЕСЬ

Код кнопки:


Главная | Рубрикатор | Размещение рекламы | Рекламные агентства | Обзор выставок
Строчная реклама | Рынок металлов | Статьи и анонсы | Адреса фирм из статей
Содержание справочника ЛКМ | Анкета для посетителей | Доска объявлений | Страница ссылок