Технология изготовления литых мелющих шаров методом литья по газифицируемым моделям (ЛГД-процесс) гравитационной заливкой в вакуумируемые формы
Разработан технологический процесс получения отливок мелющих шаров диаметром 25 и 90 мм из чугуна, легированного хромом, методом литья по газифицируемым моделям из пенополистирола гравитационной заливкой в вакуумируемые формы. Экономия средств составляет 2600 грн. на тонну годных отливок. Рентабельн...
Gespeichert in:
| Datum: | 2010 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України
2010
|
| Schriftenreihe: | Процессы литья |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/49765 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Технология изготовления литых мелющих шаров методом литья по газифицируемым моделям (ЛГД-процесс) гравитационной заливкой в вакуумируемые формы / Е.П. Белоусова, И.О. Шинский // Процессы литья. — 2010. — № 2. — С. 36-41. — Бібліогр.: 15 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-49765 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-497652013-09-28T03:06:15Z Технология изготовления литых мелющих шаров методом литья по газифицируемым моделям (ЛГД-процесс) гравитационной заливкой в вакуумируемые формы Белоусова, Е.П. Шинский, И.О. Новые методы и прогрессивные технологии литья Разработан технологический процесс получения отливок мелющих шаров диаметром 25 и 90 мм из чугуна, легированного хромом, методом литья по газифицируемым моделям из пенополистирола гравитационной заливкой в вакуумируемые формы. Экономия средств составляет 2600 грн. на тонну годных отливок. Рентабельность производства составляет 33 %. Розроблено технологічний процес одержання виливок мілючих куль діаметром 25 та 90 мм з чавуну, легованого хромом, методом литва за моделями, що газифікуються із пінополістиролу гравітаційною заливкою в вакуумовані форми. Економія коштів складає 2600 грн. на тону придатних виливків. Рентабельність виробництва досягає 33 %. The technological process of receipt of foundings of grindings balls is developed by the diameter of 25 and 90 mm from cast-iron, alloyed a chrome, by the method of casting on the installed gas models by a gravitation inundation in vacuum- forms. 2010 Article Технология изготовления литых мелющих шаров методом литья по газифицируемым моделям (ЛГД-процесс) гравитационной заливкой в вакуумируемые формы / Е.П. Белоусова, И.О. Шинский // Процессы литья. — 2010. — № 2. — С. 36-41. — Бібліогр.: 15 назв. — рос. 0235-5884 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/49765 621.74.045 ru Процессы литья Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Новые методы и прогрессивные технологии литья Новые методы и прогрессивные технологии литья |
| spellingShingle |
Новые методы и прогрессивные технологии литья Новые методы и прогрессивные технологии литья Белоусова, Е.П. Шинский, И.О. Технология изготовления литых мелющих шаров методом литья по газифицируемым моделям (ЛГД-процесс) гравитационной заливкой в вакуумируемые формы Процессы литья |
| description |
Разработан технологический процесс получения отливок мелющих шаров диаметром 25 и 90 мм из чугуна, легированного хромом, методом литья по газифицируемым моделям из пенополистирола гравитационной заливкой в вакуумируемые формы. Экономия средств составляет 2600 грн. на тонну годных отливок. Рентабельность производства составляет 33 %. |
| format |
Article |
| author |
Белоусова, Е.П. Шинский, И.О. |
| author_facet |
Белоусова, Е.П. Шинский, И.О. |
| author_sort |
Белоусова, Е.П. |
| title |
Технология изготовления литых мелющих шаров методом литья по газифицируемым моделям (ЛГД-процесс) гравитационной заливкой в вакуумируемые формы |
| title_short |
Технология изготовления литых мелющих шаров методом литья по газифицируемым моделям (ЛГД-процесс) гравитационной заливкой в вакуумируемые формы |
| title_full |
Технология изготовления литых мелющих шаров методом литья по газифицируемым моделям (ЛГД-процесс) гравитационной заливкой в вакуумируемые формы |
| title_fullStr |
Технология изготовления литых мелющих шаров методом литья по газифицируемым моделям (ЛГД-процесс) гравитационной заливкой в вакуумируемые формы |
| title_full_unstemmed |
Технология изготовления литых мелющих шаров методом литья по газифицируемым моделям (ЛГД-процесс) гравитационной заливкой в вакуумируемые формы |
| title_sort |
технология изготовления литых мелющих шаров методом литья по газифицируемым моделям (лгд-процесс) гравитационной заливкой в вакуумируемые формы |
| publisher |
Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України |
| publishDate |
2010 |
| topic_facet |
Новые методы и прогрессивные технологии литья |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/49765 |
| citation_txt |
Технология изготовления литых мелющих шаров методом литья по газифицируемым моделям (ЛГД-процесс) гравитационной заливкой в вакуумируемые формы / Е.П. Белоусова, И.О. Шинский // Процессы литья. — 2010. — № 2. — С. 36-41. — Бібліогр.: 15 назв. — рос. |
| series |
Процессы литья |
| work_keys_str_mv |
AT belousovaep tehnologiâizgotovleniâlityhmelûŝihšarovmetodomlitʹâpogazificiruemymmodelâmlgdprocessgravitacionnojzalivkojvvakuumiruemyeformy AT šinskijio tehnologiâizgotovleniâlityhmelûŝihšarovmetodomlitʹâpogazificiruemymmodelâmlgdprocessgravitacionnojzalivkojvvakuumiruemyeformy |
| first_indexed |
2025-07-04T11:01:09Z |
| last_indexed |
2025-07-04T11:01:09Z |
| _version_ |
1836713897144352768 |
| fulltext |
36 ISSN 0235-5884. Процессы литья. 2010. № 2 (80)
НОВЫЕ МЕТОДЫ И ПРОГРЕССИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ЛИТЬЯ
УДК 621.74.045
Е. П. Белоусова, И. О. Шинский
Физико-технологический институт металлов и сплавов НАН Украины, Киев
ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЫХ МЕЛЮЩИХ
ШАРОВ МЕТОДОМ ЛИТЬЯ ПО ГАЗИФИЦИРУЕМЫМ
МОДЕЛЯМ (ЛГМ-ПРОЦЕСС) ГРАВИТАЦИОННОЙ
ЗАЛИВКОЙ В ВАКУУМИРУЕМЫЕ ФОРМЫ*
Разработан технологический процесс получения отливок мелющих шаров диаметром
25 и 90 мм из чугуна, легированного хромом, методом литья по газифицируемым моде-
лям из пенополистирола гравитационной заливкой в вакуумируемые формы. Экономия
средств составляет 2600 грн. на тонну годных отливок. Рентабельность производства
составляет 33 %.
Ключевые слова: мелющие шары, газифицированные модели, вакуумируемые формы.
Розроблено технологічний процес одержання виливок мілючих куль діаметром 25 та 90 мм з
чавуну, легованого хромом, методом литва за моделями, що газифікуються із пінополістиролу
гравітаційною заливкою в вакуумовані форми. Економія коштів складає 2600 грн. на тону
придатних виливків. Рентабельність виробництва досягає 33 %.
Ключові слова: мілючі кулі, моделі, що газифікуються, вакуумовані форми.
The technological process of receipt of foundings of grindings balls is developed by the diameter
of 25 and 90 mm from cast-iron, alloyed a chrome, by the method of casting on the installed gas
models by a gravitation inundation in vacuum- forms.
Keywords: grindings balls, gas models, vacuum-forms.
Мелющие тела получают как различными видами механической обработки, так
и литьем [1]. При изготовлении мелющих тел механической обработкой приме-
няют ковку, штамповку на молотах и фрикционных прессах, в закрытых штампах,
поперечно-винтовой прокаткой на специальных прокатных станах [2, 3]; недостат-
ками являются большое количество заусенец на поверхности изделия, выбоины и
неровности, невысокая производительность (до 150-200 шаров в минуту). Известны
смешанные технологии изготовления мелющих шаров - литьем с последующей
механической обработкой [4]; недостатки - большой уровень брака по усадочным
раковинам и рыхлотам, низкая износостойкость, отсутствие направленного затвер-
девания отливок. Наиболее часто литые мелющие тела изготавливаются методами,
основанными на использовании сил центробежного давления [4], а также литьем в
стационарный и вибрационный кокили [5]. При усовершенствовании данной техно-
логии ведущим направлением является разработка различных автоматизированных
установок с использованием вышеуказанных методов - центробежно-кокильных
машин типа К-317 и К-767, автоматизированных роторных комплексов центробеж-
*Работа выполнена под руководством профессора, д-ра техн. наук О. И. Шинского
ISSN 0235-5884. Процессы литья. 2010. № 2 (80) 37
Новые методы и прогрессивные технологии литья
ного литья [6], полуавтоматических карусельно-кокильных машин типа МШКК-1 [7],
конвейерных автоматических и полуавтоматических кокильных линий [8]. Наиболее
прогрессивным направлением на данном этапе считается применение вертикально-
замкнутого конвейера модели ККУ-1. Производительность данного оборудования
превышает производительность карусельно-кокильной машины. Недостатками,
как и в других рассмотренных случаях, являются высо-
кий уровень брака (на уровне 18-25 %), быстрый износ
кокилей, а также неравномерное и с различной скоростью
заполнение полости формы металлом [9].
Таким образом, применяемые технологии непрерыв-
ного литья чугунных шаров для массового и серийного
производств не удовлетворяют экономическим требова-
ниям, предъявляемым к конкурентоспособной продукции
в условиях современного рынка. Минимальный расход
жидкого металла (для последнего рассмотренного случая)
на изготовление 1 т шаров диаметром 40 мм составляет
1380-1400 кг, а на 1 т шаров диаметром 60 мм -1420-1450 кг
соответственно. При этом использование металлических
форм оказывается противоречивым – с одной стороны,
условия кристаллизации способствуют получению техно-
логичного изделия без использования дополнительных
технологических операций (термообработки), а с другой,
определяют высокий уровень брака, приближающийся к
25 % от общего объема производства.
Литье по газифицируемым моделям относят к точным
видам литья, однако затраты на производство находятся
на уровне литья в песчано-глинистые формы [10]. Модели
в форме располагаются по всему объему. Таким образом,
металлоемкость формы возрастает в 10-30 раз по срав-
нению с литьем в кокиль или песчано-глинистую форму.
Соответственно возрастает и выход годного процесса.
Отсутствие в технологии операций смесеприготовления
стимулирует уменьшение капитальных затрат на изготов-
ление отливок указанным способом. Технологию литья по
газифицируемым моделям можно применять к изготовле-
нию мелющих тел (шаров). Это позволит повысить выход
годной продукции (до 90 %), что в 2,0-2,5 раза больше,
чем при литье в кокиль или песчано-глинистую форму. Используя рекомендации
по объемному расположению моделей в формовочном контейнере (рис. 1), можно
рассчитать количество мелющих шаров, получаемых одновременно в контейнерах
различных размеров, в зависимости от технологических условий производства
(таблица).
В ФТИМС НАН Украины разработан
технологический процесс получения
мелющих тел (шаров) методом литья
по газифицируемым моделям грави-
тационной заливкой в вакуумируемые
формы с применением оборудования,
разработанного там же. Для шаров
обоих диаметров был выбран верхний
подвод металла, то есть производится
гравитационная заливка отливок [11].
Разработанная конструкция пресс-
∅ 90
Рис. 1. Схема блока мо-
делей при изготовлении
мелющих шаров ЛГМ-
процессом
Размер контейнера,
мм
Количество шаров,
шт.
∅ 90 мм ∅ 25 мм
500х500х500 27 512
600х600х600 64 1000
800х800х800 343 2744
1000х1000х1000 512 5832
Расчет количества мелющих шаров,
изготовленных ЛГМ-процессом, в раз-
личных технологических условиях
38 ISSN 0235-5884. Процессы литья. 2010. № 2 (80)
Новые методы и прогрессивные технологии литья
а
б
Рис. 2. Схема технологического процесса изготовления мелющих шаров ЛГМ-
процессом: а - блок-схема изготовления газифицируемых моделей; б - блок-
схема получения отливок типа «шар»
ISSN 0235-5884. Процессы литья. 2010. № 2 (80) 39
Новые методы и прогрессивные технологии литья
форм описана авторами в работе [12].Технологический процесс получения отливок
мелющих шаров диаметром 25 и 90 мм из чугуна, легированного хромом указанным
способом, в общем виде представлен на рис. 2 и состоит из следующих операций:
подготовка исходных материалов для получения моделей; изготовление разовых
моделей (выбор режима спекания модели и вылеживания), сборка блоков моде-
лей; приготовление противопригарного покрытия; нанесение его на поверхность
моделей; сушка противопригарного покрытия; подача на заливочный участок;
формовка блоков моделей в сухом кварцевом песке без связующего; выплавка
металла заданного химического состава; заливка металла в вакуумируемые формы;
финишные операции: выбивка, очистка залитых блоков. Годные отливки подаются на
термический участок [13, 14], при этом повышается твердость изделий, вместе с тем
улучшается их обрабатываемость и снижается склонность к трещинообразованию.
Технический контроль изделий производится согласно требованиям нормативно-
технической документации [15].
Реализация технологического процесса заключается в следующем. Первона-
чально устанавливается блок моделей в контейнер, после чего в него подается фор-
мовочный материал (кварцевый песок), который уплотняется на вибростоле. Далее
форма герметизируется пленкой и перемещается по монорельсу на заливочный
стенд. Контейнер подключается к системе вакуумирования стенда, заливочного с
коллектором вакуумным, в состав которого входит вакуумный водокольцевой на-
сос ВВН-12. Далее в вакуумируемую форму через литниковую систему заливается
жидкий чугун, который готовится в электрической индукционной печи ИСТ-0,5. Затем
от контейнера отключается вакуумпровод, и он по рольгангу перемещается далее
для охлаждения отливок в форме. После заданного времени охлаждения отливок в
форме контейнер перемещается на разгрузочный стенд, где все содержимое кон-
тейнера выгружается на вибрационное сито. Песок по транспортному устройству
подается в холодильник, а отливки, оставшиеся на решетке, с помощью цеховых
ПТМ подаются на участок финишных операций. Отливки отделяются от литнико-
вой системы, а затем на установках дробеструйной или пескоструйной очистки
производится их очистка. Парообразные и газообразные продукты разложения
пенополистироловых моделей подаются на установку термокаталитического дожига
отходящих газов (УКДЭ). А песок, в свою очередь, обезвреживается от продуктов
деструкции пеномоделей на установке регенерации песка (РКС-0,2Э).
В результате опытно-промышленной проверки технологии получения мелющих
шаров методом литья по газифицируемым моделям гравитационной заливкой в
вакуумируемые формы из чугуна с различным содержанием хрома стало возможным
оценить экономические преимущества применения разработанного технологиче-
ского процесса.
Определяющим экономическим преимуществом является понижение себестои-
мости литья за счет повышения выхода годного, а также уменьшение капитальных
затрат на организацию производства. Так, выход годного повышается до 90 % за
счет возможности объемного размещения отливок в контейнере и, как следствие,
происходит увеличение металлоемкости формы, капитальные затраты при этом
снижаются на 30 % по сравнению с производством мелющих шаров литьем в кокиль,
где выход годного не превышает 70 %.
Отсутствие контакта пресс-формы с жидким металлом позволяет добиться эко-
номии 2600 грн. на тонну годных отливок. В технологическом процессе отсутствуют
операции смесеприготовления, то есть не требуется оборудование для приготов-
ления формовочных и стержневых смесей. Помимо этого модели формуются не-
посредственно в чистый кварцевый песок, в результате отпадает необходимость в
связующих материалах.
Вышеперечисленные особенности метода литья по газифицируемым моделям
позволили снизить себестоимость и цену литых мелющих шаров. При этом (рис. 3)
40 ISSN 0235-5884. Процессы литья. 2010. № 2 (80)
Новые методы и прогрессивные технологии литья
а б
в г
Рис. 3. Соотношение статей расхода при образовании цены 1 т отливок типа
«шар»; %: а – из чугуна марки ЧХ3 (литье в кокиль), б – из чугуна марки ЧХ3
(ЛГМ-процесс), в – из чугуна марки ЧХ16 (литье в кокиль), г – из чугуна марки
ЧХ16 (ЛГМ-процесс); 1 – основные материалы, 2 – вспомогательные материалы,
3 – энергоносители, 4 – потери от брака, 5 – себестоимость, 6 – прибыль, 7 –
внешняя цена, 8 – чистая прибыль
Рис. 4. Соотношение статей расхода при образовании цены 1 т от-
ливок типа «шар»; %: а – из чугуна марки ЧХ3 (литье в кокиль), б – из
чугуна марки ЧХ3 (ЛГМ-процесс), в – из чугуна марки ЧХ16 (литье
в кокиль), г – из чугуна марки ЧХ16 (ЛГМ-процесс); 1 – прибыль,
2 – рентабельность, 3 – себестоимость, 4 – внешняя цена
ISSN 0235-5884. Процессы литья. 2010. № 2 (80) 41
Новые методы и прогрессивные технологии литья
расход шихтовых материалов снижается на 4 % по сравнению с литьем в кокиль,
а себестоимость отливок понижается на 7-10 %. Расход электроэнергии в данном
случае на 64 % больше, чем при литье в кокиль, за счет операции термообработки
отливок. В то же время рентабельность производства повышается более чем в
2 раза по сравнению с литьем в кокиль – с 15 до 33 % (рис. 4).
Таким образом, метод литья по газифицируемым моделям позволяет уменьшить
расход основных и вспомогательных материалов, что способствует снижению цены
на произведенные таким образом отливки мелющих шаров.
1. Поддубный А. Н., Романов Л. М. Износостойкие отливки из белых чугунов для металлургии
и машиностроения. – Брянск: Придесенье, 1999. −120 с.
2. Несвижский О. А. Долговечность быстроизнашивающихся деталей цементного оборудо-
вания. – М.: Машиностроение, 1968. – 224 с.
3. Формирование структуры и свойств мелющих шаров из высокопрочного чугуна / Н. Н. Алек-
сандров, А. Н. Поддубный, И. К. Кульбовский и др. // Литейн. пр-во. – 2002. − № 5.
– С. 5-8.
4. Несвижский О. А. Производство мелющих тел для шаровых мельниц. – М.: Машгиз, 1961.
– 151 с.
5. Найдек В. Л., Эльдарханов А. С., Нурадинов А. С., Таранов Е. Д. О механизме воздействия
вибрации на кристаллизацию и стуктурообразование сплавов // Литейн. пр-во. – 2003.
− № 9. – С. 13-15.
6. Комплекс для центробежного литья шаров / А. А. Воробьев, А. В. Вербицкий, И. И. Шевченко
и др. // Повышение технического уровня и совершенствование технологических процессов
производства отливок: Тез. докл. – Днепропетровск, 1990. – Т. 2. – С. 120 -121.
7. Владимирова А. А., Косогонова Э. А., Удовиков В. И., Карпенко В. Ф. Литые мелющие шары
из чугуна // Литейн. пр-во. – 1988. – № 11. – С. 27-28.
8. Сотников В. К., Тырышкин С. А. Кокильный конвейер для отливок фасонных частей к кана-
лизационным трубам // Там же. – 1967. – № 9. – С. 15-16.
9. Петриченко А. М. Практика литья в металлические формы. – М.: Машгиз, 1952. – 174 с.
10. Шуляк В. С., Рыбаков С. А., Григорян К. А. Производство отливок по газифицируемым
моделям. – М.: МГИУ, 2001. – 330 с.
11. Карасева Д. Т. Конструирование пресс-форм для изготовления газифицируемых моделей
в условиях серийного производства //Литье по газифицируемым моделям. – Киев:
Ин-т пробл. литья АН УССР, 1975. − С.135-141.
12. Белоусова Е. П., Шинский И. О. Методы изготовления литейной технологической оснастки
(пресс-форм) при получении литых мелющих тел // Металл и литье Украины. – 2005.
– №1-2. – С. 45-47.
13. Косилов А. А., Круглов А. А., Ребонен В. Н. Термообработка высокохромистого чугуна
// Литейн. пр-во. – 2001. − № 6. − С. 13-14.
14. Рожкова Е. В., Румянцев В. В., Кириллов А. А. Причины образования трещин и методы
их устранения в отливках из износостойких хромистых чугунов // Там же. – 2002.
– № 12. – С. 9-11.
15. ДСТУ 3499-97. Кулі сталеві молольні для кульових млинів. Технічні умови.
Поступила 26.10.2009
|