Производство прессованных прутков общего назначения из сплава марки 2024 диаметром 300,00 мм

Министерство общего и профессионального образования Свердловской области

государственное бюджетное образовательное учреждение

среднего профессионального образования

Свердловской области

«Каменск-Уральский политехнический колледж»

 

 

 

                                                              Специальность 150106.51  

                                                                         Обработка металлов давлением

                                                 Группа ОМД - 41

 

 

 

ПРОИЗВОДСТВО ПРЕССОВАНЫХ ПРУТКОВ  ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ ИЗ СПЛАВА

МАРКИ 2024 ДИАМЕТРОМ 300,0 ММ

ГОДОВАЯ ПРОГРАММА 70 ТЫСЯЧ ТОНН

Пояснительная записка

КП.150106.51.01.41.18.13.ПЗ

Курсовой проект

 

 

 

                                                                                         Разработал студент:

                                                                                   Самойлова А.А. 

                                                                               ______________ (подпись)

                                                                               _____________(дата)

 

 

 

                                                                               Руководитель проекта: 

                                                                               Чумаченко П.В.

                                                                               ______________ (подпись)

                                                                               _____________(дата)

 

 

 

 

                                                    Содержание

Введение……………………………………………………………………….

1. Описательная часть
1. Описание свойств обрабатываемого материала или сплава………..
2. ГОСТ и требования, предъявляемые к готовой продукции………..
3. Описание существующей технологии, ее анализ………………….
4. Выбор и описание новой технологии……………………………….

5.  Описание основного и вспомогательного оборудования………….
6. Брак и меры по его устранению………………………………………

 

 

2. Расчетно-технологическая часть
1. Обоснование выбора заготовки………………………………………
2. Расчет энергосиловых параметров прессования…………………….
3. Расчет и заполнение нормативно-технологических карт…………...

           Заключение

           Список использованных источников

            Приложение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                         

 

                                                

 

Каменск-Уральский металлургический завод- один из крупнейших завод в  мире. Его рождение пришлось на тяжелые военные годы. В последующем завод наращивал темпы производства продукции, не забывая про качество. Большую роль в развитии завода играли, и будут играть квалифицированные специалисты, опытный персонал.

Сейчас КУМЗ – твердо стоит на ногах, его заказчики – солидные фирмы США, Германии, Индии, Нидерландов, а также заводы России.

Сегодняшний КУМЗ – мощный промышленный комплекс, выпускающий продукцию глубокой переработки из алюминия, алюминиевых и магниевых сплавов более 70 тысяч наименований. Один из крупнейших поставщиков металлических полуфабрикатов из легких сплавов для аэрокосмического комплекса, судостроения, автомобилестроения и других важнейших отраслей экономики. Продукция, производимая на предприятии, полностью соответствует требованиям мирового рынка.

  «Каменск - Уральский металлургический завод» занимает 138,65 га общей площади, имеет замкнутый металлургический цикл и состоит из следующих цехов:

-   литейного;

-   прокатного;

-   прессового;

-   кузнечного;

-   по производству  испарителей;

-   инструментального;

и других вспомогательных цехов.

  В сферу  производственной деятельности  всех участков входит изготовление   единой конечной продукции – профилей, прутков(квадратного, прямоугольного, круглого сечения), проволоки, калиброванных прутков высокой точности, труб из алюминия, алюминиевых сплавов, в горячепрессованном, отожженном, закаленном, естественно или искусственно состаренном состояниях(в зависимости от состояния поставки).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 ОПИСАТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.1 Описание свойств  обрабатываемого металла или  сплава

 Описание свойств сплава 2024

Классификация : Алюминиевый деформируемый сплав

         Применение: для изготовления полуфабрикатов  методом горячей или холодной  деформации.

Диаграмма состояния сплава 2024 изображена на рисунке 1

 

 

Рисунок 1- Диаграмма алюминий-медь

Химический состав сплава 2024 приведен в таблице 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1 – Химический состав сплава 2024

 

 

Cu (%)	Mg (%)	Mn (%)	AI (%)	Fe (%)	Si (%)	Zn (%)	Ti (%)	Ni (%)	Сум- ма Fe+ Ni (%)	Прочие примеси
										Каж-дая (%)	Сум-ма (%)
				не более
3,8-4,9	1,2-1,8	0,3-0,9	Осно-    ва	0,5	0,5	0,3	0,1	0,1	0,5	0,05		0,1

 

1.1.2 Основными компонентами в  сплаве марки 2024 являются алюминий  и медь.

Медь заметно повышает показатели прочности и несколько снижает ударную вязкость и пластичность стали. В зависимости от температуры испытания, медь уменьшает склонность сплава к хладноломкости при условии, если отпуск осуществляется выше температур активного течения процессов дисперсионного твердения.

Добавками в сплаве марки 2024 являются:

- Марганец, его содержание в сплаве составляет от 0,30 до 0,9  процентов. Марганец повышает твердость, прочность, твердость и прокаливаемость стали, но увеличивает ее склонность к отпускной хрупкости;

- Никель, в химические отношении Ni сходен с Fe и Со, но также и с Cu и благородными металлами. В соединениях проявляет переменную валентность (чаще всего 2-валентен). Никель - металл средней активности. Поглощает (особенно в мелкораздробленном состоянии) большие количества газов, насыщение никеля газами ухудшает его механические свойства.

-Титан, его содержание в сплаве 0,15 его преимуществ является жаропрочность, которая в условиях практического применения с избытком компенсирует разницу в плотности;

Вредными примесями  стали 2024 являются:

- Железо, его содержание в сплаве составляет не более 0,50 процентов. Очень мало растворимо в алюминии, и уже при тысячных долях процента при низких температурах появляется новая фаза FeAl3. Эта фаза является одной из высокой устойчивости и наследственности литой структуры алюминия и его сплавов, когда дендритное строение можно наблюдать даже после очень больших степеней пластической деформации (50-90%) и последующего рекристаллизационного отжига. Железо уменьшает электропроводность и химическую стойкость чистого алюминия.

- Цинк нормальный окислительно-восстановительный потенциал, равный 0,76 в, характеризует цинк как активный металл и энергичный восстановитель. При стандартных условиях представляет собой бесцветные кристаллы, является аморфным веществом. В настоящее время известно 5 полиморфных модификаций, из которых устойчивой является только модификация с ромбической сингонией.

- Кремний, его содержание в сплаве составляет не более 0,50 процентов, он является менее вредной примесью в алюминии, чем железо, хотя также как и железо, уменьшает пластичность, электропроводность, коррозионную стойкость сплавов;

- Магний, его содержание в сплаве составляет от 1,2 до 1,8 процентов. Снижает химическую стойкость и уменьшает сроки хранения, сдвигает потенциал кристаллов твердого раствора в отрицательном направлении. А

также он главной подгруппы второй группы, третьего периода периодической системы химических элементов магний легкий ковкий металл серебристо-белого цвета.  

         

Механические свойства сплава 2024 приведены в таблице 2.

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2 - Механические свойства сплава 2024

 

Вид полуфабриката	ГОСТ	Состояние	sв	s0,2	d10 %
			Кг/мм2
Прутки прессованные диаметром (в мм) до 22   от 23 до 160   более 160	ГОСТ 4783-49	Закаленные и естественно состаренные (2024-Т)	40   43   42	26   28   26	12 (l=5d) 10 (l=5d) 8 (l=5d)

 

1 Описание свойств обрабатываемого  металла или сплава

1.1Описание свойств обрабатываемого  сплава АК 4

Сплавы АК 4 , АК4-1, АК4-1ч, жаропрочные сплавы  на основе системы Al-Cu-Mg-Ni-Fe.По своей природе близки к дюралюминам, но вместо марганца дополнительно легированы железом и никелем (АК 4- еще и кремнием), что  способствует сохранению механических свойств при повышенных температурах.         

Они используются для деталей и сварных изделий, работающих при  температурах до 300 0С.Упрачняются закалкой и искусственным старением. Их недостаток – невысокая коррозионная стойкость и склонность к коррозионному растрескиванию.

Из сплава АК 4 изготовляют прутки, предназначенные для штамповки поршней. Изделия из сплавов АК 4 , АК4-1, АК4-1ч по сравнению с изделиями из сплава Д16 отличаются большей стабильностью свойств и меньшей ползучестью в условиях длительной работы при 100 – 150 0С.

Диаграмма состояния сплава АК 4 указана на рисунке 2.

 Полуфабрикаты  из сплавов АК 4 , АК4-1, АК4-1ч, используемые  для изготовления изделий, работающих при повышенных температурах, применяют в искусственно состаренном состоянии, обеспечивающем повышенную стабильность твердого раствора при рабочих температурах.

           Таблица 1 -  Химический состав сплава АК 4 в %  ГОСТ 4784

Содержание компонентов, %
SSi	FFe	CCu	MMn	MMg	NNi	ZZn	TTi	прочие примеси		Al
								Ккаж- дый	ссум- ма
0,5-1,2	0,8-1,3	1,9- 2,5	до 0,2	1,4-1,8	0,8-1,3	до 0,3	до 0,1	0,05	0,1	91,2-94,6