Летейное производство

 

Определение площади  сечения литникового хода и стояка производится из отношения F_пит : F_пит  : F_ст = 1,0 : 1,2 : 1,4  или 1,0 : 1,15 : 1,3

   Уклон стояка делается из расчета 1 мм на 100 мм высоты.

   Мы  выбираем соотношения F_пит : F_шл  : F_ст = 1,0 : 1,2 : 1,3  так как, имеется 2 питателя, соотношения в см²  5,35 : (5,35 х 1,2) х 2 = 12,84 : (12,84 х 1,3) х 2 = 33,38.

   Таким образом,  литниковая система выглядит в соотношении:

   5,35: 12,84: 33,38. 

 

 Питатель:                 5,35  = 2,7 х 2,0

        27 

                         20 

      Шлаковик:      12,84 = 4,29 х 3,0

         

                                        42,9 (43) 
 

                         

                             30      Ǿ 65,2 (70)

 Стояк:    33,38  = 3,14 х 3,26 ²                     

  
 
 
 
 

    

   Для выбора размеров изоляционных вставок необходимо определить условный диаметр прибыли. При определении условного диаметра прибыли необходимо вычислить площадь поперечного сечения и периметр того места которое необходимо питать.

   F = 12,3 × 7,4 = 91см²                               

   Р = (12,3 + 7,4) × 2 = 39,4см

   D_усл = (4 × F ÷ Р) × К_вст = (4 × 91 ÷ 39,4) × 1 = 9,24см = 92,4мм  
 

   Где К  _вст  - поправочный коэффициент для изоляционной вставки. От 1 – 1,5.

   Из  ряда используемых в производствах  и размещенных на сайте «огнеупорные материалы» из изоляционных вставок ближайшая по диаметру  d = 90 мм. Все остальные размеры вставки есть в таблицах вышеуказанного сайта.

   Конструкция полной литниковой системы будет выглядеть: 

   Рис. №4 – Предлагаемый вариант литниково-питающей системы.

   Вес залитой  формы составляет 297кг при весе отливки 230кг выход годного составляет: (230 ÷ 297) × 100 = 77,44%.

   Потребное количество жидкого металла для  изготовления тонны литья определяется в зависимости от процента выхода годного от металлозавалки

  = 1291,3

где М_з – металлозавалка;

      ВГ – вес годного литья в т (1000 кг);

      К_год – % выхода  годного литья

   Количество  жидкого металла будет получено за вычетом потерь в связи с  угаром шихты, составляющим примерно 5-6%.

  = 1368,8

где:

      К_уч – % угара

   Отходы  на литники (возврат собственного производства) определяются как разница между величиной жидкого металла и годного литья.   

.    Q_воз= (100 –К_год+ К_уч) × М_з ÷ 100 =((100 -77,44 +6) ×1291,3))÷100 = 368,8

Существующую  рассчитанную литниковую систему необходимо проверить на эффективность с помощью программы моделирования Solid Cast.

Модель для  проверки расчетов литниковой системы: 

Рис. №5

 

Моделирование при проверке плотности 99,5%. 

Рис. №6 

   Как видно  из результатов моделирования отливка  достаточно плотная, при более детальной  проверки видно как происходит кристаллизация отливки.

   Рис. №7.

 

     Разрез  с боку.

     Рис. №8. 
 

        

Проверка  расчетов показывает, что расчеты  литниково – питающей системы и выбранных размеров прибылей с установкой изоляционных вставок в местах питания тепловых узлов рассчитана правильно, так как уменьшенная теплоотдача температуры от отливки к форме позволяет получить направленную кристаллизацию металла в сторону прибылей. 
 
 
 

  
 
 
 
 
 
 
 

5. Расчет шихты для получения заданной марки материала.

 

      Расчет  шихты для получения заданного  химического состава.

  Расчет шихты для стали 30ХМЛ ГОСТ проводится по формулам. 

M _мат =

K_уг;

 

Где      M _мат   - заданное количество элемента в материале в %

      С_ших - содержание элемента материале шихты (ст.лома, FeSi, FeMn)

             С _м.з   - количество материала в металлозавалки в %.

      K_уг – коэффициент угара элементов. 

М _м.з   = 

Где   M   -  общая металлозавалка с учетом среднего выхода годного литья, кг     М _м.з   -  количество материала в металлозавалки в кг.

Таблица № 8

 
 

Химический  состав стали 30ХМЛ ГОСТ977-88.

                                                                  Таблица № 9 

      В состав шихты войдут материалы, при металлозавалки 1368,8 кг возврат составит 368,8 кг или

                                                            Таблица № 10 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Расчет ведем  по каждому виду шихты и элементу.

Стальной  лом: 

M _мат = K_уг =      = 0,063  ( С)

   

                                 = 0,0985  (Si)

                                 = 0,6304  (Mn)

                               = 0,07486  (Cr)

                               = 0,0236  (Ni)

                               = 0,0118 (S) 

       = 0,0118  (P) 
 

                  М _м.з   =    =  = 539,3 кг. 
 

Возврат стали 30ХМЛ: 

M _мат = K_уг =    = 0,1702  ( С)

   

                                 = 0,1493  (Si)

                               = 0,418  (Mn)

                                 = 0,5974  (Cr)

                                 = 0,1642  (Mo)

                                 = 0,0716  (Ni)

                                 = 0,0179 (S)

                                 = 0,0179  (P) 
 

                  М _м.з   =    =  = 817,7 кг. 

      Ферросилиций: 

M _мат = K_уг =      = 0,0004  ( С)

    

  = 0,09  (Si)

                                 = 0,002  (Mn)  

                                 = 0,00004 (S)

                                 = 0,0001  (P) 
 

                  М _м.з   =    =  = 2,7 кг. 

Феррохром: 

M _мат = K_уг =    = 0,00004  ( С)

   

                                 = 0,001  (Si)

                                 = 0,146  (Cr)

                                 = 0,000012 (S)