Støping er en teknologisk prosess for å skaffe deler fra flytende metall i støpeformer. En støpeform er et element som har et indre hulrom som danner delen når den er fylt med rettet metall. Etter at størkning av metallet er avkjølt, blir formen ødelagt eller åpnes og en del med en gitt konfigurasjon og nødvendige dimensjoner fjernes (figur 13.1). Produkter oppnådd på denne måten kalles støpegods. Produksjon av produkter ved støping kalles støperi.

Støperi er en av de viktigste næringene innen maskinteknikk. De fleste grener av nasjonaløkonomien bruker støpte billetter. Vekten av støpte deler i maskiner

Figur: 13.1. Ordningen med en støpeform og avstøpning utgjør i gjennomsnitt 40-80%, og kostnadene og arbeidsintensiteten til deres produksjon - omtrent 25% av alle kostnadene for et produkt.

Metoden for å skaffe deler ved støping er billigere enn smiing og stempling, siden støpte emner i størrelse og konfigurasjon er nærmest ferdige deler, og deres volum mekanisk prosessering mindre enn på emner oppnådd ved andre metoder. Støpegods er laget av svært komplekse konfigurasjoner, spesielt hule, som ikke kan lages ved smiing, stempling eller annen bearbeiding av valset eller presset materiale, for eksempel sylinderblokker, maskinsenger, turbinblader, tannhjul, gass- og vannbeslag og mye mer. Vekten av støpte deler er ikke begrenset - fra noen få gram til titalls tonn. Bare ved støping kan du få produkter fra forskjellige legeringer, av hvilken som helst størrelse, kompleksitet og vekt, for en relativt en kort tid, med tilstrekkelig høye mekaniske og driftsegenskaper.

Støperi, hvor støperiproduksjon utføres, klassifiseres i henhold til legeringen som brukes, støpeproduksjonsteknologi, støpevekt osv. (fig.13.2).

Etter hvilken type legering (metall) som brukes, kjennetegnes butikker: jernstøperi, stålstøping og ikke-jernholdig støping.

I jernstøperier er støpegods laget av grå, høy styrke, duktilt og andre typer støpejern.

I støpeverksteder i stål er støpegods laget av støperistål: karbon, strukturelt, varmebestandig, spesialstål osv.

I ikke-jernholdige støpeverksteder brukes slike metaller og legeringer som: aluminium, kobber, magnesium, sink, titan, bronse, messing, etc.

Når det gjelder vekten og dimensjonene til støpegodsene, kan støperier klassifiseres som lette, mellomstore, store, tunge og spesielt tunge vekt, eller, i henhold til en annen klassifisering, små, mellomstore eller store støpebutikker.

I henhold til typen støping klassifiseres støperi i sandleire støping og spesialstøping.

Spesielle typer støping inkluderer kjølingstøping (permanente metallformer), sentrifugalstøping, investeringsstøping (presisjonsstøping), utbrentstøping, trykkstøping (høy eller lav), skorpestøping, etc.

Det mest utbredte innen støperi er støping i sandleireformer. Støpeformer er laget av støpesand. Hovedkomponentene i støpesand er sand og leire, så denne typen er fortsatt

Figur: 13.2. Hovedgrupperingene av støperier av støping kalles "bakkestøping". Jordstøping utgjør over 75% av den totale produksjonen av støpegods. De tilhører engangsformer, siden utvinning av støpingen krever ødeleggelse. For å oppnå hver påfølgende del er det nødvendig å produsere en ny støpeform. Prosessen med å lage en form kalles molding.

Støpeblandinger er ment for fremstilling av en støpeform og kjernekjerner. Støping og kjerneblandinger må være plastiske for å få et tydelig inntrykk; ildfast - for å tåle høye temperaturer i det hellte metallet; holdbar - for å motstå trykket fra det hellte metallet; gassgjennomtrengelig, dvs. i stand til å passere avgitte gasser, så vel som ikke-klebende, i stand til ikke å sintre med rettet metall.

Stengene er i enda vanskeligere forhold. Derfor har kjernesand høyere egenskaper enn støpesand.

Ved støping brukes spesielle enheter, settet som kalles et modellsett og kolber.

Modellsettet er laget for hver del separat, basert på konfigurasjon og dimensjoner. Den består av en modell, portelementer og en undermodellplate. I tilfelle det er hulrom eller hull i strukturen til delen, inkluderer settet kjernebokser.

Modellen er designet for å danne den ytre konturen til en del i en støpeform. Den er produsert med støpebakker, kvoter for etterfølgende bearbeiding og metallkrymping.

Gatesystemet er et sett med kanaler som tilfører smeltet metall til formhulen.

En undermodellplate er en enhet designet for å installere en modell og et gatesystem.

Kjerneboksen er beregnet for produksjon av kjerner som danner den indre konturen i delhulen.

Kolber representerer en svikt i det stive rammeverket der formen holdes under transport og helling med metall.

Når det gjelder støpe legeringer, brukes bare de metaller og legeringer i støperi som har gode støpeegenskaper: høy flyt, lav krymping og lav tendens til likvidasjon.

Flytende er metallets evne til å fylle et formhulrom.

Krymping er metallenes egenskap å redusere størrelsen under avkjøling.

Likvidasjon er heterogeniteten til den kjemiske sammensetningen av forskjellige deler av støpingen.

Støperi er en av de mest komplekse omfordelingene av maskinbygging fra organisatorisk og teknisk synspunkt. Organiseringen av støperier, som har en stor mengde innledende data, er en møysommelig og kompleks prosess. Imidlertid er standarddesign av hoveddelene av støperier utviklet med et sett med utstyr, standardteknologi og organisering av produksjonen.

Workshopprogrammet er grunnlaget for utformingen av workshopen og alle avdelingene.

Metoder for å lage støpegods, deres funksjoner og omfang er vist i tabellen. 13.1.

Støperier ligger vanligvis i frittstående bygninger.

For støperier er rammebygninger designet. Støtterammen består av søyler installert på fundament og forbundet med bjelker og takstoler. Kolonne og fagverk basert på dem danner tverrrammer, som er forbundet i lengderetningen med fundamentbånd, kranbjelker. En slik bygning gir effektiv mekanisk ventilasjon, lufting og belysning.

Fundamentet, søylene, veggene og takene danner den bærende rammen av bygningen, som tar på seg alle lastene. Taktekking avhenger av typen bygningsbelegg, klimatiske forhold i området og innemiljøet. De mest brukte rulletakene med flere lag laget av vanntette materialer, som legges på bitumenmastikk på et isolasjonslag. Siden bygninger har mange spenn, er det nødvendig å ordne en innvendig drenering av vann gjennom trakter i taket og stige opp i stormkloakken. Taket er bygget i henhold til lyktestolpen. Typen av lanterner til industribygninger tildeles i samsvar med de teknologiske og sanitærhygieniske kravene og klimatiske forhold i anleggsområdet. Lyktene som er installert på taket til industribygninger er delt inn i lys, lufting og lysbelysning, i henhold til deres beliggenhet i forhold til spennene - i tape og spiss. For den sentrale klimasonen i rom med høy varmeutslipp brukes dobbeltsidige lysluftelamper med vertikal glass.

På scenen for å utvikle en mulighetsstudie og når du utarbeider en designoppgave for et støperi, er det nødvendig å ta hensyn til:

• 1) tilgjengelighet av adkomstveier, inkludert jernbane;
• 2) tilstedeværelsen av betydelige energiressurser;
• 3) vindens foretrukne retning;
• 4) tilgjengelighet av behandlingsanlegg og lagringssteder for produksjonsavfall;
• 5) avstand fra maskinbearbeiding, etc.

Til det rette valget type bygninger, varme- og ventilasjonsanlegg, samt støtte- og innelukkende strukturer, under tekniske undersøkelser er det nødvendig å samle meteorologiske data: lufttemperatur og fuktighet, vindhastighet, nedbørsmengde, dybde på jordfrysing, etc.

Tabell 13.1

Metoder for å lage støpegods, deres funksjon og omfang 1

1 Håndbok for en maskiningeniør. URL: http://stehmash.narod.ru/ stmlstrl2tabl.htm

Federal State Education Institution of Higher Professional Education "Ural Federal University oppkalt etter den første presidenten i Russland B. N. Jeltsin"

Institutt for materialvitenskap og metallurgi

Avdeling "Støperi og herdeteknologi"

Sammendrag av forelesninger om disiplinen "Støperi"

Foredrag 1

Grunnleggende konsepter for støperi

Forelesningsplan

1. Begrepet støperi.

2. En kort historisk oversikt over utviklingen av støperiproduksjon. Rollen til russiske forskere i utviklingen av vitenskapelige grunnlag og organisering av produksjon av støpegods og ingots.

3. Klassifisering av støpte legeringer og deres bruksområder.

Det er umulig å forestille seg moderne liv uten metaller. Metaller er grunnlaget for den tekniske fremgangen, grunnlaget for hele menneskets materielle kultur. Men metall blir nyttig for en person bare når produkter hentes fra det. Det er tre hovedtyper for å skaffe metallprodukter. Disse er støperi, metallforming og metallskjæring. Kurset "Støperi" er viet den første typen metallbearbeiding.

I denne forelesningsnotatet blir det teoretiske fundamentet til støperi vurdert i tilstrekkelig detalj, i tillegg er de teknologiske prosessene for å skaffe forskjellige produkter og utstyret og verktøyene som er brukt i dette beskrevet.

Forelesningsnotatene er viet til støperi av jernholdige og ikke-jernholdige metaller. Det skisserer grunnleggende teori, teknologiske prosesser og utstyr designet for å produsere støpegods på forskjellige måter (i engangsformede sandleireformer, i henhold til investeringsmønstre, i en chillform, under trykk osv.).

Ved presentasjonen av materialet blir hovedoppmerksomheten rettet mot hensynet til den fysiske og fysisk-kjemiske karakteren til prosessene til en bestemt teknologi, utstyrets designfunksjoner, utnevnelsen av teknologiske moduser, utstyret som brukes og automatiseringsmidlene.

Sammen med presentasjonen av et spesifikt materiale for hver teknologiske metode for å oppnå emner, blir spesiell oppmerksomhet rettet mot de viktigste "flaskehalsene", problemene med teknologiske prosesser, analysen av måter og metoder for å løse dem for å få produkter av en gitt kvalitet og oppnå høy produksjonseffektivitet; på bakgrunn av den samme tilnærmingen vurderes utsiktene for utvikling av hver prosess.

Støperikonsept

Essensen av støperiet reduseres til å skaffe en væske, dvs. oppvarmet over smeltepunktet, en legering med ønsket sammensetning og kvalitet og helles i en tidligere tilberedt form. Etter avkjøling stivner metallet og beholder konfigurasjonen av hulrommet det ble hellet i. For å lage en rollebesetting er det derfor nødvendig:

1) bestem materialene som må innføres i smelten, beregne dem, klargjøre disse materialene (kutt dem i biter, veie den nødvendige mengden av hver komponent); laste materialer inn i smelteovnen;

2) å utføre smelting - for å oppnå et flytende metall med den nødvendige temperaturen, fluiditeten, riktig kjemiske sammensetning, uten ikke-metalliske inneslutninger og gasser, som er i stand til å danne en finkrystallinsk struktur uten feil med tilstrekkelig høye mekaniske egenskaper under størkning

3) før smeltingen er ferdig, forbered støpeformer (for å helle metall i dem) som er i stand til å tåle metallets høye temperatur, dets hydrostatiske trykk og strålens eroderende effekt uten å kollapse, og som også er i stand til å føre gasser som slippes ut av metallet gjennom porene eller kanalene;

4) slipp metallet fra ovnen til øse og lever det til støpeformene; fylle støpeformer med flytende metall, unngå brudd i strålen og falle i formen av slagg;

5) etter at metallet har stivnet, åpner du formene og fjerner støpegodsene fra dem; PRODUKSJON

6) å skille fra granaten alle granene (metall som er frosset i granalkanalene), så vel som den dannede tidevannet og graden (med støping eller støping av dårlig kvalitet);

7) rengjør støpegodsene fra støpepartikler eller kjernesand;

8) for å kontrollere kvaliteten og dimensjonene på støpegodsene.

For tiden oppnås det største antallet støpegods i engangsformer (sand) laget av en støpeblanding bestående av kvartssand, ildfast leire og spesielle tilsetningsstoffer. Etter størkning av metallet ødelegges formen og støpingen fjernes. I tillegg til engangsformer, brukes semi-permanente former, laget av svært ildfaste materialer (chamotte, grafitt, etc.), de brukes til å helle flere dusin (50-200) støpegods, og permanente former - metall, de tjener til å oppnå flere hundre, og noen ganger tusenvis støpegods før muggslitasje. Valget av en støpeform avhenger av produksjonens art, typen metall som skal helles og kravene til støpingen.

En kort historisk oversikt over utviklingen av støperiproduksjon. Rollen til russiske forskere i utviklingen av vitenskapelige grunnlag og organisering av produksjon av støpegods og ingots

Støperi er en av de eldste former for metallbearbeidingskunst som menneskeheten har blitt kjent med. Mange arkeologiske funn oppdaget under utgravning av gravhauger i forskjellige punkter i vårt land indikerer at i det gamle Russland ble kobber- og bronsestøping utført i tilstrekkelig stor mengde (bowlere, pilspisser, smykker - øreringer, håndledd, ringer, hatter osv.). Under utgravningene, overlevende ovner og ovner, ble det funnet steinformer som ble brukt til å støpe hule økser, ringer, armbånd, metallperler, kors osv. De fleste støpegods som ble funnet i det gamle Russland ble imidlertid oppnådd ved å støpe på en voksmodell.

Metoden for å lage modellen var original: et mønster ble vevd fra ledninger som representerte en kopi av det fremtidige produktet; leire ble påført denne voksmodellen til en tilstrekkelig sterk form ble oppnådd, etter tørking, formen ble kalsinert, voks ble smeltet og ledningene brent ut, metall ble hellet i det dannede hulrommet, etter avkjøling ble det oppnådd en støping av komplekse former.

I XI århundre. I Russland oppsto lokale produksjonssentre for støping av kirkeobjekter (kobberkors, bjeller, ikoner, lysestaker osv.) Og husholdningsbruk (vannkokere, vaskehåndtak osv.) Til hverdags. I tillegg til Kiev ble Novgorod Veliky, Ustyug Veliky og Tver store sentre for produksjon av kobberstøpte produkter. Tatar-invasjonen forårsaket en stagnasjon som varte til midten av det fjortende århundre, hvoretter støperiet begynte å stige. Dette skyldes at det ble opprettet en sentralisert storstat, i forbindelse med hvilken byer begynte å utvikle seg og våpen var påkrevd, nå skytevåpen. Fra produksjonen av sveisede kanoner byttet de til bronse - støpte, støpte klokker, opprettet kobberstøperiverksteder for kunstnerisk støping. Ved midten av det sekstende århundre. Moskva-artilleriet var kvantitativt det første blant artilleriet i de europeiske statene.

Peters tid representerer et sprang fremover i utviklingen av støperiproduksjon. De store fabrikkene til Tula og Kaluga til Nikita Demidov og Ivan Batashov ble opprettet. De første stålstøpegodsene ble produsert i andre halvdel av 1800-tallet. nesten samtidig i forskjellige europeiske land. I Russland ble de laget i 1866 av smeltedigelstål ved Obukhov-anlegget. Imidlertid viste kvaliteten på støpene seg å være lav, siden støpeegenskapene til stål var betydelig dårligere enn støpejernet. Takket være arbeidet til russiske forskere metallurgists A.S. Lavrov og N.V. Kalakutsky, som forklarte fenomenene med likvidasjon og presenterte mekanismen for forekomst av svinn og gasshulrom, og også utviklet tiltak for å bekjempe dem, fordelene med stålstøpte ble avslørt. Derfor formet støpegods oppnådd av A.A. Slitasje fra stål med åpen ild ved Sormovo-anlegget i 1870 viste seg å være slik høy kvalitetsom ble demonstrert på utstillingen i St. Petersburg.

Etter publiseringen av de vitenskapelige verkene til grunnleggeren av metallografi D.K. Chernov, som skapte vitenskapen om transformasjoner i legeringer, deres krystallisering, struktur og egenskaper, begynte å bruke varmebehandling, noe som forbedret kvaliteten på stålstøping. Teorien om metallurgiske prosesser ble introdusert på den videregående skolen av A.A. Baikov i 1908 ved St. Petersburg Polytechnic Institute. I perioden fra 1927 til 1941. industriell vekst uten sidestykke for det tidligere Russland pågår, og de største mekaniserte anleggene bygges. Støperier bygges og lanseres, og opererer i linjemodus, med høy grad av mekanisering, med transportbånd, med en årlig produksjon på opptil 100 tusen tonn støping.

Samtidig utføres forskningsarbeid, teorier om arbeidsprosesser og beregningsmetoder for støperiutstyr skapes. Den vitenskapelige skolen til Moskva Higher Technical School, grunnlagt og ledet av prof. N.P. Aksenov.

Den utstrakte bruken av støperiproduksjon forklares med sine store fordeler i forhold til andre metoder for produksjon av billet (smiing, stempling). Ved støping kan du få arbeidsstykker av nesten hvilken som helst kompleksitet med minimale bearbeidingsgodtgjørelser.

I tillegg er produksjonen av støpte billetter betydelig billigere enn for eksempel produksjonen av smiing. Utviklingen av støperi til i dag skjedde i to retninger:

1) utvikling av nye støpte legeringer og metallurgiske prosesser;

2) forbedring av teknologi og mekanisering av produksjonen.

Store fremskritt har blitt gjort i studiet og forbedringen av de mekaniske og teknologiske egenskapene til grå støpejern - de mest utbredte og billige støpe legeringene. Spesielle typer støping blir mer utbredt og forbedret: kjølingstøping, under trykk, i skallformer, i henhold til investeringsmønstre etc., som sikrer produksjon av nøyaktige støpegods og dermed reduserer kostnadene ved skjæring.

Klassifisering av støpte legeringer og deres anvendelsesområder

I gjennomsnitt står støpte deler for rundt 50% av massene til maskiner og mekanismer, og kostnadene når 20-25% av maskinens kostnad. Avhengig av metoden for å produsere støpte kvister, er legeringer delt inn i støpte og deformerte legeringer. Avstøpningslegeringer fremstilles enten av de originale komponentene (ladningsmaterialer) direkte i støperiet, eller blir hentet fra metallurgiske fabrikker i ferdig form og smeltes bare før de helles i støperiform. I både første og andre tilfeller kan enkeltelementer under smelteprosessen oksidere (brenne av), fordampe ved forhøyede temperaturer (sublimat), inngå kjemisk interaksjon med andre komponenter eller med ovnsforingen og passere i slagg.

For å gjenopprette den nødvendige sammensetningen av legeringen kompenseres tapet av individuelle elementer i den ved å innføre spesielle tilsetningsstoffer (ligaturer, ferrolegeringer), tilberedt på metallurgiske bedrifter, i smelten. Legeringer inneholder, i tillegg til legeringselementet, også grunnmetallet i legeringen, derfor er de lettere og mer fullstendig absorbert av smelten enn det rene legeringselementet. Ved smelting av ikke-jernholdige metalllegeringer brukes ligaturer: kobber - nikkel, kobber - aluminium, kobber - tinn, aluminium - magnesium, etc.

Ved støping av jernholdige legeringer brukes ferrolegeringer (ferrosilisium, ferromangan, ferrokrom, ferrotungsten, etc.) mye for innføring av legeringselementer, så vel som for avoksidering av smelten. I prosessen med deoksidering spiller elementene i ferrolegeringer rollen som reduksjonsmidler: de kombineres med oksygenet til oksidet oppløst i smelten, reduserer metallet, og etter at det er oksidert, går det over i slagg. Rensing (raffinering) av smelten ved avoksidering bidrar til en betydelig forbedring av støpemetallets kvalitet, og øker dens styrke og duktilitet. En rekke legeringer, så vel som ikke-metalliske materialer (salter, etc.) brukes som modifiseringsmidler, som når de blir introdusert i en støpe legering i små mengder, påvirker dens struktur og egenskaper betydelig, for eksempel sliper de kornet og øker metallets styrke. Så, for å oppnå høyfast støpejern, brukes inokulering med magnesium.

Hovedkriteriene for kvaliteten på støpt metall er mekaniske egenskaper, indikatorer på struktur, varmebestandighet, slitestyrke, korrosjonsbestandighet, etc., spesifisert i de tekniske kravene.

Det er vanlig å dele legeringer, som metaller, hovedsakelig i jernholdige og ikke-jernholdige, og lette legeringer er også inkludert i sistnevnte. Legeringer er delt inn i grupper avhengig av hvilket metall som er grunnlaget for legeringen.

De viktigste legeringsgruppene er følgende:

støpejern og stål - legeringer av jern med karbon og andre elementer;

aluminiumslegeringer med forskjellige elementer;

magnesiumlegeringer med forskjellige elementer;

bronse og messing er kobberlegeringer med forskjellige elementer.

For tiden er legeringer av den første gruppen mest brukt, dvs. jernholdige legeringer: Omtrent 70% av alle støpegods etter vekt er laget av støpejern og ca 20% - av stål. Resten av legeringsgruppene utgjør en relativt liten del av den totale massen av støpegods.

I legemets kjemiske sammensetning skiller man grunnleggende elementer (for eksempel jern og karbon i støpejern og stål), permanente urenheter, hvis tilstedeværelse skyldes legeringsproduksjonen og utilsiktede urenheter som har kommet inn i legeringen på grunn av en eller annen grunn. De skadelige urenhetene i stål og støpejern inkluderer svovel, fosfor, jernoksid, hydrogen, nitrogen og ikke-metalliske inneslutninger. Skadelige urenheter i kobberlegeringer er kobberoksid, vismut og i noen av dem fosfor. Egenskapene til tinnbronse forverres kraftig av urenheter av aluminium og jern, og i aluminiumsbronse, tvert imot tinn. I aluminiumslegeringer bør jerninnholdet være begrenset, i magnesiumlegeringer, i tillegg kobber, nikkel og silisium. Gasser og ikke-metalliske inneslutninger i alle legeringer er skadelige urenheter.

Kravene til hver støpelegering er spesifikke, men det er en rekke generelle krav:

1. legeringens sammensetning må sikre at de spesifiserte egenskapene til støpingen (fysisk, kjemisk, fysisk-kjemisk, mekanisk osv.) Oppnås;

2. legeringen må ha gode støpeegenskaper - høy fluiditet, aversjon mot gassmetning og dannelse av ikke-metalliske inneslutninger, lav og stabil krymping under størkning og avkjøling, aversjon mot væske og dannelse av indre spenninger og sprekker i støpegods;

3. legeringen skal være så enkel som mulig i sammensetningen, lett å tilberede, ikke inneholder giftige komponenter, ikke avgi sterkt forurensende stoffer under smelting og helling miljø Produkter;

4. legeringen må være teknologisk avansert ikke bare ved fremstilling av støpegods, men også i alle påfølgende operasjoner for å oppnå ferdige deler (for eksempel ved skjæring, varmebehandling osv.);

5. Legeringen skal være økonomisk: inneholde så få dyre komponenter som mulig, ha minimale tap under behandlingen av avfallet (gran, avviser).

Kontroller spørsmål og oppgaver

1. Hva er historien om støperiutviklingen i Russland?

2. Hva er rollen til russiske forskere i utviklingen av vitenskapelige grunnlag og organisering av produksjon av støpegods fra legeringer av jernholdige og ikke-jernholdige metaller?

3. Hva er metodene for å produsere støpte billetter?

4. Hvilke former kan brukes til å få formede støpegods?

5. Hvordan klassifiseres støpte legeringer?

6. Hva er kravene til støping av legeringer?

7. Oppgi de viktigste bruksområdene for støpe legeringer.

8. Hva er essensen av støperiteknologi?

Støperier i Russland er bedrifter som produserer støpeformede deler og emner ved å fylle støpeformer med flytende legeringer. De største forbrukerne av støperiproduktene er bedrifter i maskinbyggingskomplekset (opptil 70% av alle produserte støpebjelker), metallindustrien (opptil 20%). Cirka 10% av de støpte produktene er sanitærutstyr.

Støping er den beste måten å oppnå arbeidsstykker med kompleks geometri, så nært som mulig i konfigurasjon til ferdige produkter, noe som ikke alltid er mulig å oppnå med andre metoder (smiing, sveising, etc.). I støpeprosessen oppnås produkter med den mest varierte tykkelsen (fra 0,5 til 500 mm), lengde (fra flere cm til 20 m) og vekt (fra flere gram til 300 tonn). Små kvoter - fordelaktig funksjon støpeemner, som gjør det mulig å redusere kostnadene for ferdige produkter ved å redusere metallforbruket og kostnadene ved bearbeiding av produkter. Mer enn halvparten av delene som brukes i moderne industriellt utstyr, laget ved støping.

Hovedtyper av råvarer i støperi er:

• grått støpejern (opptil 75%);
• stål - karbon og legering (20%);
• formbart støpejern (3%);
• ikke-jernholdige legeringer - aluminium, magnesium, sink kobber (2%).

Støpeprosessen utføres på en rekke måter, som er klassifisert:

1) ved å fylle formene:

• konvensjonell avstøpning;
• støping med isolasjon;
• sprøytestøping;
• sentrifugalstøping;

2) ved fremgangsmåten for å lage støpeformer:

• i engangsformer (sand, skall), beregnet på å oppnå bare en støping;
• i gjenbrukbare former (keramikk eller leirsand), som tåler opptil 150 fyllinger;
• i permanente metallformer (for eksempel chillformer) som tåler flere tusen fyllinger.

Den vanligste metoden for støping i sandformer (opptil 80 vekt% av alle støpegods utført i verden). Teknologien til denne typen støping inkluderer:

• forberedelse av materialer;
• forberedelse av støping og kjernesand;
• oppretting av former og stenger;
• fjæring av stenger og montering av former;
• smelte metall og helle det i former;
• kjøle metallet og slå ut den ferdige støpingen;
• rengjøring av støpegods, varmebehandling og etterbehandling.

Det første russiske støperiet (den såkalte "kanonhytta") dukket opp i Moskva i 1479. Under Ivan the Terrible dukket støperi opp i Kashira, Tula og andre byer. Under Peter Is styre ble mestring av støpegods mestret i nesten hele staten - i Ural, i den sørlige og nordlige delen av landet. På 1600-tallet begynte Russland å eksportere støpejernstøpegods. 40-tonns "Tsar Cannon" støpt av A. Chokhov i 1586, "Tsar Bell" som veier over 200 tonn, opprettet i 1735 av I.F. og M.I. Matorin. I 1873 laget arbeiderne fra Perm-anlegget en støping av en shabot (den nedre delen som får et slag) av en 650 tonn damphammer, som er en av de mest gigantiske støpegodsene i verden.

Støperi er hovedbasen til maskinbyggingskomplekset, og utviklingen avhenger av utviklingshastigheten for maskinbygging som helhet.
På XI Congress of Russian Foundry Workers i Jekaterinburg i september 2013 ble spørsmålet om tilstanden til støperiindustrien, som er uløselig knyttet til utviklingen av maskinteknikk, reist kraftig.
Produksjonen av russiske støpegods i løpet av årene med reformering gikk ned med 4,5 ganger fra 18,5 millioner tonn til 4,2 millioner tonn og har en tendens til å synke under 4,0 millioner tonn i 2013. Antall støperier reduserte nesten tre ganger fra 3500 til 1250 bedrifter. 10 forskningsinstitutter for støperiproduksjon ble avviklet.
Eksporten av støperi er ubetydelig, eksporten av støperiutstyr er praktisk talt fraværende. Samtidig har importen av støperiutstyr, inkludert for støperier av metallurgiske fabrikker, økt med nesten 9 ganger over 10 år siden 2003, og overstiger 1,0 milliarder dollar. dollar i 2012.
Det haster med hastetiltak for å gjenopplive det russiske støperiet, som det er nødvendig å kombinere støperiets, maskinbyggingsindustriens, vitenskapelige potensiale med reell støtte fra statlige organisasjoner og institusjoner for finansiell utvikling innenfor rammen av offentlig-private partnerskap.
En artikkel av presidenten for Association of Foundry Workers of Russia prof. Dibrova I.A.

Figur 1. Produksjon av støpegods etter land i 2011

Støperiproduksjon i Russland er hovedbasen for maskinbyggingskomplekset, og utviklingen avhenger av utviklingshastigheten for maskinbygging som helhet. Utsiktene for utvikling av støperi bestemmes av behovet for støpte bileter, deres produksjonsdynamikk, autoriteten til støperiteknologier og konkurranseevne blant utviklede utenlandske land.

Tenk på tilstanden til støperiindustrien i Russland.

I 2011 ble det produsert 98,6 millioner tonn støpegods fra jernholdige og ikke-jernholdige legeringer i verden, inkludert 4,3 millioner tonn i Russland, som er 4,36%

Produksjonen av støpegods etter land er vist i fig. 1, hvorfra det kan sees at Kina inntar en ledende plass i produksjonen av støpegods, som i dag produserer omtrent halvparten av verdensproduksjonen av støpte billetter.

Fig. 2. Casting produksjon i BRICS land i 2011

Russland er på sjetteplass etter Kina, USA, India, Tyskland og Japan.

Støpeproduksjon i BRICS-land utgjorde i 2011 59,49 millioner tonn, som er 60% av verdensproduksjonen (figur 2). Russland er nummer tre blant BRICS-landene og produserer 8,22% av casting-produksjonen fra disse landene.

Støperiproduksjon i Russland har en ledende posisjon blant slike anskaffelsesbaser for maskinteknikk som sveising og smiing. Metallutnyttelsesgrad (fra 75 til 95%). På den annen side er støperi den mest kunnskapsintensive, energiintensive og materialintensive produksjonen. For produksjon av 1 tonn støpegods, omsmelting av 1,2-1,7 tonn metallladningsmaterialer, ferrolegeringer og flukser, prosessering og klargjøring av 3-5 tonn støpesand (ved støping i sandleireformer), 3-4 kg bindingsmaterialer (når støping i form fra XTS) og maling. I kostnadene for støping er energi- og drivstoffkostnadene 50-60%, materialkostnaden er 30-35%.

Fig. 3. Produksjonsvolum av støpegods i Russland fra 1990 til 2012

Dynamikk for produksjon av støpegods i Russland fra 1990 til 2012 er vist i fig. 3. De høyeste produksjonsvolumene av støpegods var i 1985 og utgjorde 18,5 millioner tonn. Etter det begynte en kraftig nedgang i produksjonen, forbundet med et brudd generelle prinsipper samarbeid mellom tekniske produkter mellom republikkene i Sovjetunionen, privatisering og avvikling av bedrifter. Bare i Moskva ble rundt 20 bedrifter stengt, inkludert AMO ZIL, anleggene Stankolit, Dynamo, anlegget oppkalt etter Voikov, som produserte rundt 500 tusen tonn avstøpning. 2001 til 2008 produksjonen av støpegods har stabilisert seg på nivået 7 millioner tonn. I fremtiden er nedgangen i produksjonen av støpegods forbundet med den økonomiske krisen, en reduksjon i kvalifisert personell, primært pensjonister, og nedleggelse av foretak. De siste årene har produksjonen av støpegods fra jernholdige og ikke-jernholdige legeringer stabilisert seg på nivået 4,2 - 4,4 millioner tonn.

Totalt antall støperier i Russland er omtrent 1250, som produserer støpegods, utstyr og relaterte materialer.

Produksjonen av støpegods per ansatt utgjorde i 2012 ca 14,3 tonn per år.

I støperiet for maskinteknikk og metallurgi (av fagfellevurdering) sysselsetter rundt 300 tusen mennesker, inkludert 90% av arbeidstakerne, 9,8% av ingeniører og 0,2% av vitenskapelige arbeidere.

De fleste støperier i Russland (78%) er små støperier med et produksjonsvolum på opptil 5000 tonn støping per år.

Data om kapasitet, produksjonsvolum og antall arbeidere i støperier, i henhold til informasjonen som er tilgjengelig for foreningen, er gitt i tabell. 1.

Tabell 1. Analyse av produksjonstilstanden i Russland etter kapasitet, produksjon og antall ansatte

Ved teknologiske prosesser fordeles produksjonen av støpegods som følger:

Tabell 2. Produksjon av støpegods etter teknologiske prosesser,%

78% av støpene er laget på mekaniserte linjer og maskiner og for hånd. Nivået av automatisering og mekanisering av støperiproduksjon i Russland er presentert i tabell. 3.

Tabell 3. Nivå av automatisering og mekanisering av støperi

Foreløpig er eksporten av støpegods 30 tusen tonn per år til land som Tyskland, England, Frankrike, Israel, Sverige, Norge, Finland, importen er ca 70 tusen tonn.

Produksjonsvolumene av støpegods avhenger betydelig av produksjonsvolumene til innenlandsk støperiutstyr for egne behov og eksportforsyninger.

En rekke store produsenter av støperiutstyr i Russland har beholdt og utvidet spesialiseringen, men de oppfyller ikke behovene til støperier og fabrikker. Følgende utstyr produseres ikke i Russland:

• automatiske og mekaniserte linjer for produksjon av flaskeløse former fra sandleire og kaldherdende blandinger;
• maskiner for å lage former av sandleire-blandinger med en kolbestørrelse fra 400x500mm til 1200x1500mm;
• maskiner for å lage kjerner for varmt og kaldt verktøy;
• utstyr for maling av støpeformer;
• chill maskiner;
• støpemaskiner for lavtrykk;
• sentrifugalstøpemaskiner;
• induksjonsovner middels frekvens med en kapasitet på mer enn 10 tonn for smelting av jern og stål;
• satsvise og kontinuerlige miksere for fremstilling av kaldhærdende blandinger med en kapasitet på mer enn 10 tonn / time;
• utstyr for regenerering av kaldhærdende blandinger med en kapasitet på mer enn 10 tonn / time.

Det produseres et ufullstendig utvalg av høytrykksstøpemaskiner.

Støperiutstyrsparken er oppdatert litt de siste 5 årene, gjennomsnittsalderen er 28 år.

Fig. 4. Dynamikk ved import av støperiutstyr fra 2003 til 2012

I denne forbindelse forventes det at de manglende utstyrene i løpet av de neste 5-10 årene vil bli kjøpt fra utenlandske firmaer i Tyskland, Italia, USA, Japan, Tyrkia, Danmark, England, Tsjekkia, Frankrike, etc.

La oss evaluere markedet for importert utstyr.

Dynamikk ved import av støperiutstyr til Russland fra 2003 til 2012 (millioner USD) er vist i figur 4.

I 2012 utgjorde importen av utstyr, reservedeler og tilbehør til støperi og relaterte næringer fra alle land i verden rundt 705 millioner dollar. USA. Dynamikk ved import av støperiutstyr fra alle land i verden fra 2007 til 2012 (millioner amerikanske dollar) er presentert i tabellen. 4.

Tabell 4. Dynamikk ved import av støperiutstyr fra 2007 til 2012

De høyeste volumene av forsyninger av støperiutstyr til Russland fra alle land i verden frem til 2012 var i 2008, men i 2012 økte volumet av utstyr og utgjorde mer enn 1 milliard dollar. USA. Tilførselen av støperiutstyr alene beløper seg til USD 720 millioner, for de resterende USD 259,5 millioner. USA forsynte Russland støpegods, støpeformer, paller, forskjellige inventar og tilbehør, inkludert for støperier av metallurgisk produksjon. Leveranser av støperiutstyr fra de ledende landene i verden de siste tre årene (2010-2012) er presentert i tabellen. 5 (millioner USD).

Tabell 5. Leveranser av støperiutstyr fra de ledende landene i verden for 2010-2012.

Tabell 5 viser at støperiutstyr hovedsakelig leveres fra Tyskland og Italia. Generelt kjøpes 72% av støperiutstyret fra utlandet. Derfor reduseres produksjonen av støpegods for produksjon av husholdningsutstyr.

Til tross for det lave produksjonsnivået for støpegods de siste årene, rekonstruerer mange fabrikker sitt støperi på grunnlag av nye teknologiske prosesser og materialer, lovende utstyr.

Hovedmålet med gjenoppbyggingen er å utvide produksjonsvolumene, forbedre kvaliteten på produktene som møtes moderne krav kunde, forbedrer miljøsituasjonen og arbeidsforholdene. Under rekonstruksjonen kreves en dyp studie av produktsalgsmarkedet, en analyse av moderne teknologiske prosesser, utstyr og materialer, utvikling av en optimal teknologisk utforming og tilrettelegging av utstyr, utvikling av et arbeidsprosjekt. Teknologisk og detaljert design krever kvalifiserte spesialister. Dessverre i dag i Russland begrenset mengde organisasjoner som er i stand til å gjennomføre den teknologiske og detaljerte utformingen av et verksted eller sted. Derfor opprettes kreative grupper av spesialister og organisasjoner for å utføre denne typen arbeid.

I løpet av de siste 3 årene har mer enn 90 støperier og steder blitt helt eller delvis rekonstruert.

Rekonstruksjonen av verksteder og fabrikker utføres på grunnlag av mekaniserte linjer, som erstatter manuelt arbeid. Bare de siste 4 årene (2008-2012) er 25 automatiserte og mekaniserte linjer for produksjon av støpeformer blitt installert i støperier.

Innføring av avansert teknologi

For produksjon av støpejern og stål er de teknologiske prosessene for smelting i induksjons- og lysbueovner lovende, og gir en konsekvent spesifisert kjemisk sammensetning og oppvarmingstemperatur for smelten for effektiv behandling utenfor ovnen.

For smelting av legeringslegeringer er følgende lovende:

For smelting av støpejern:

• Middels frekvens induksjons smeltedigelovner med en kapasitet på opptil 10-15 tonn. Slike ovner er produsert av innenlandske firmaer: LLC RELTEC, Jekaterinburg, JSC Electroterm-93, Saratov, JSC Novozybkovsky Plant of Electrothermal Equipment, LLC Kuray, Ufa, JSC NPP Institute of Electrotechnologies, Jekaterinburg, LLC "SODRUZHESTVO" og andre,
  og utenlandske firmaer AVR, Juncker (Tyskland), "Induktoterm", "Ajax" (USA), "EGES", Tyrkia, som er mest utbredt i Russland;
• DC lysbueovner produsert av JSC "Sibelektroterm", Novosibirsk, LLC "NTF" EKTA ", Moskva, LLC" NTF "Comterm", Moskva.

For smelting av jern er middels frekvens smeltedigelinduksjonsovner mer teknologisk fleksible.

Fig. 5. Økning i produksjon av råjern smeltet i induksjonsovner (%)

Dessverre har det ikke blitt utført noe arbeid for å forbedre teknologien for kuppelsmelting av støpejern de siste årene. Nei, og det var ingen serieproduksjon av kupoler i Russland før. I denne forbindelse ble alle arbeidskupoler laget av håndverk uten å varme opp eksplosjonen og rengjøring av eksosgasser av høy kvalitet fra støv og skadelige komponenter. Gasskupoler har ikke funnet riktig distribusjon i vårt land på grunn av mangel på pålitelig design og brukes bare til å oppnå lave støpejernskvaliteter.

Figur 5 viser data om en økning i produksjonen av støpegods fra jern smeltet i induksjonsovner, og en nedgang i produksjonen av støpegods fra kuppeljern.

Produksjonen av støpegods fra forskjellige typer jern i 2012 er presentert i tabell. 6.

Tabell 6. Produksjon av støpegods fra forskjellige typer råjern i 2012

Fig.6. Produksjonsvekst av støpegods av aluminium og magnesiumlegering (%)

Økningen i produksjonen av støpejern med lavt svovelinnhold i induksjonsovner har gjort det mulig å øke produksjonen av støpejern fra duktilt jern med sfæroid og vermikulær grafitt. I perioden 2006 til 2012. produksjonen av nodulært støpejernsstøp steg med 12% (fig. 6) på grunn av en nedgang i produksjonen av støpegods fra grått og spesialjern og stål.

For stålsmelting:

• AC- og DC-lysbueovner, mellomstore og høyfrekvente induksjonsovner.

Produksjon av støpegods av forskjellige typer stål i 2012 Presentert i tabell. 7.

Tabell 7. Produksjon av stålstøpegods

For smelting av ikke-jernholdige legeringer:

• Elektriske induksjons-, lysbue- og motstandsovner, gass- og oljeovner.

Produksjon av støpegods fra ikke-jernholdige legeringer i 2012 er presentert i tabellen. 8.

Tabell 8. Produksjon av støpegods av ikke-jernholdige legeringer

De siste årene har det vært en økning i produksjonen av støpegods fra aluminium og magnesiumlegeringer, som i noen tilfeller erstatter

Produksjonen av formede støpegods i Russland fra aluminiumslegeringer etter forskjellige metoder er presentert i tabellen. ni.

Tabell 9. Produksjon av formede støpegods fra aluminiumslegeringer etter forskjellige metoder

For tiden utføres utviklingen av produksjon av høykvalitets støpegods på grunnlag av moderne teknologiske prosesser i ulike grener av maskinteknikk. De høyeste produksjonsvolumene av støpegods er observert innen transportteknikk (bil, jernbane og kommunal), tung- og kraftteknikk og forsvarsindustri.

Fig.7. Produksjon av støpegods etter bransje i 2012

Produksjonsvolumene av støpegods etter industri er vist i fig. 7

Analyse av dynamikken i produksjonen av støpegods og husholdningsstøperiutstyr de siste 10 årene tillater oss ikke å bestemme utsiktene for utviklingen av støperi de neste årene. Det forventes ikke en økning i produksjonen av støpegods fra jernholdige og ikke-jernholdige legeringer, ettersom politikken og praksisen med å kjøpe ingeniørprodukter i utlandet fortsetter. Trenden med økende innkjøp av støpegods i utlandet fortsetter også. Den innenlandske industriens etterspørsel etter støpte bileter avtar. Støpte billetter er ikke konkurransedyktige på verdensmarkedet på grunn av deres høye prime-pris, og når det gjelder forholdet mellom pris og kvalitet, er vi dårligere enn utviklede utenlandske land.

Nye støperiteknologier har ikke blitt utviklet de siste årene, siden ti forskningsinstitutter som er involvert i støperiproduksjon har blitt avviklet av privatiseringssystemet. Bare støperiavdelingene ved universitetene er engasjert i vitenskapelig forskning, hvis hovedoppgave er å trene unge spesialister. De fleste avdelingene er ikke utstyrt med moderne instrumenter og utstyr. Koordinasjon vitenskapelige aktiviteter i Russland er fraværende. Antall vitenskapelige arbeidere de siste 15 årene har redusert fra 8 til 0,2% av alle arbeidere i støperiindustrien. Forbindelsen mellom vitenskap og produksjon er brutt, og det er ingen grenvitenskap.

Under eksisterende forhold, for videre utvikling av støperiproduksjon, rekonstruksjon av gamle støperier og bygging av nye basert på nye teknologiske prosesser og moderne økologisk rent utstyr spiller en stor rolle informasjonsaktiviteterholdt av Russian Foundry Association. Foreningen arrangerer regelmessig vitenskapelige og tekniske spesialiserte konferanser, en gang hvert annet år arrangeres en kongress av støperarbeidere og en utstilling med deltakelse av utenlandske spesialister, i tillegg arrangerer den turer av spesialister til internasjonale utstillinger på støperier og støperier i utlandet for å bli kjent med innovative tekniske løsninger og utveksling erfaring. Utgaver hver måned vitenskapelig og teknisk tidsskrift "Støperi av Russland".

Det bør bemerkes at sammen med stabiliseringen av produksjonen av støpegods de siste 4 årene har støpekvaliteten økt betydelig, dimensjonsnøyaktigheten har økt, og følgelig har vekten deres redusert, styrken og operasjonelle egenskaper har økt, og presentasjonen har forbedret seg.

Det teknologiske utstyret til en rekke bedrifter har forbedret seg betydelig. I løpet av de siste 15 årene har rundt 350 bedrifter gjennomført gjenoppbygging, noe som er begrenset av mangelen på arbeidskapital i mange bedrifter.

Vi håper at støperiets fellesaktiviteter med vitenskapelige og offentlige organisasjoner med støtte fra regjeringen i Den russiske føderasjonen, vil det tillate videre utvikling av støperiindustrien i Russland.

• Tagger:

Støperi Jeg Støperi

en av bransjene som produserer støpegods (se Støping) , oppnådd i støpeformer ved å fylle dem med en flytende legering. Årsvolum produksjonen av støpegods i verden overstiger 80 millioner. t, hvorav ca 25% er i Sovjetunionen (1972). I gjennomsnitt produseres omtrent 40 vekt% av emnene for maskindeler ved støpemetoder, og i noen grener av maskinteknikk, for eksempel i maskinverktøykonstruksjon, er andelen støpte produkter 80%. Av alle produserte støpte biletter forbruker maskinteknikk omtrent 70%, metallindustrien - 20%, produksjonen av sanitærutstyr - 10%. Støpte deler brukes i metallbearbeidende maskiner, forbrenningsmotorer, kompressorer, pumper, elektriske motorer, damp- og hydrauliske turbiner, valsverk og landbruksindustri. biler, biler, traktorer, lokomotiver, vogner. En betydelig mengde støpte produkter, spesielt fra ikke-jernholdige legeringer, forbrukes av luftfart, forsvarsindustri og instrumentfremstilling. LP leverer også vann- og avløpsrør, badekar, radiatorer, varmekjeler, ovnbeslag osv. Den utbredte bruken av støpegods forklares med at formen er lettere å tilnærme seg til konfigurasjonen ferdige produkterenn formen på emner produsert ved andre metoder, for eksempel smiing. Ved støping kan du få arbeidsstykker av varierende kompleksitet med små kvoter, noe som reduserer metallforbruket, reduserer kostnadene ved bearbeiding og til slutt reduserer produktkostnaden. Støping kan brukes til å produsere produkter med nesten hvilken som helst masse - fra flere r opp til hundrevis t, med vegger fra tideler av en brøkdel mm til flere m. De viktigste legeringene som støpene er laget av: grått, formbart og legert jern (opptil 75% av alle støpene etter vekt), karbon og legert stål (over 20%) og ikke-jernholdige legeringer (kobber, aluminium, sink og magnesium). Anvendelsesområdet for støpte deler utvides stadig.

Historisk referanse. Produksjonen av støpte produkter har vært kjent siden eldgamle tider (2-1 årtusen f.Kr.): i Kina, India, Babylon, Egypt, Hellas, Roma ble det kastet våpen, religiøs tilbedelse, kunst og husholdningsartikler. I 13-14 århundrene. Byzantium, Venezia, Genova, Firenze var kjent for sine støpte produkter. I den russiske staten i 14-15 århundre. støpte bronse- og støpejernskanoner, kanonkuler og bjeller (i Ural). I 1479 ble det bygget en "kanonhytte" i Moskva - det første støperiet. Støperier ble etablert i Tula, Kashira og andre byer under Ivan IVs regjeringstid. I 1586 kastet A. Chokhov tsarkanonen (se tsarkanon) (ca. 40 tonn). Under Peter I økte produksjonen av støpegods, støperier ble opprettet i Ural, Sør og Nord i staten. På 1600-tallet. jernstøpte ble eksportert til utlandet. I Russland har det blitt opprettet bemerkelsesverdige eksempler på støperikunst: i 1735 ble "Tsar Bell" (over 200 tonn) av I. F. og M. I. Matorin, i 1782 et monument over Peter I "The Bronze Horseman" (22 tE. Falcone , i 1816, et monument over K. Minin og D.M. Pozharsky, V.P. Ekimov; i 1850 var skulpturgruppene ved Anichkov-broen i St. Petersburg av P.K. Klodt og andre. En av de største støpegodsene i verden er shaboten (den nedre delen som mottar slaget) ) damphammer (650 t) produsert i 1873 på Perm-anlegget. Ferdigheten til støperarbeiderne fra de gamle russiske fabrikkene - Kaslinsky, Putilovsky, Sormovsky, Kolomensky, etc.

De første forsøkene på å vitenskapelig underbygge noen støpeprosesser ble gjort i deres verk av R. Reaumur , M.V. Lomonosov og andre forskere. Imidlertid til det 19. århundre. når de støpte, brukte de den hundre år gamle erfaringen fra håndverkerne. Først på begynnelsen av 1800-tallet. ble lagt teoretisk grunnlag støperi teknologi, ble vitenskapelige metoder brukt i å løse spesifikke produksjonsoppgaver... Verk av D. Bernoulli, L. Euler a , MV Lomonosov Moscow State University fungerte som et solid grunnlag for utvikling og forbedring av støperiteknologi. I verkene til de russiske forskerne P.P. Anosov, N.V. Kalakutsky og AS Lavrov ble krystalliseringsprosesser vitenskapelig forklart for første gang (se Krystallisering) , forekomsten av væske (se Liquidation) og indre påkjenninger i støpegods, måter for å forbedre kvaliteten på støpegods er beskrevet. I 1868 oppdaget DK Chernov de kritiske punktene til metaller. Arbeidene hans ble videreført av A. A. Baikov , A. M. Bochvar , V.E. Grum-Grzhimailo , senere N. S. Kurnakov og andre russiske forskere. Verkene til D.I.Mendeleev var av stor betydning for utviklingen av L.P.

I løpet av årene med sovjetmakt ble produksjonen av støpegods fra aluminiumslegeringer først etablert i 1922, og fra magnesiumlegeringer i 1929; fra 1926 ble de eksisterende støperiene rekonstruert og nye bygget. Støperier med høy grad av mekanisering ble bygget og satt i drift, med produksjon av støpegods opptil 100 tusen tonn. t og mer per år. Samtidig med opprustningen og mekaniseringen av L. p. I Sovjetunionen introduserte ny teknologible grunnlaget for teorien om arbeidsprosesser og metoder for beregning av støperiutstyr opprettet. På 20-tallet. den sovjetiske vitenskapelige skolen begynte å danne, som grunnleggerne er N.P. Aksenov, N.N. Rubtsov, L.I. Fantalov, Yu.A. Nekhenzi og andre.

Støperi teknologi.Støpeprosessen er mangfoldig og er delt inn i: i henhold til metoden for å fylle ut formene - i konvensjonell støping, sentrifugalstøping, sprøytestøping ; ved metoden for å lage støpeformer - for støping i engangsformer (tjener bare for å oppnå en støping), støpes i gjenbrukbare keramiske eller leiresandformer, kalles semi-permanente (slike former med reparasjon tåler opptil 150 fyllinger), og støping i gjenbrukbare, såkalte permanente metallformer, for eksempel chillformer, som tåler opptil flere tusen fyllinger (se Chill casting). Ved produksjon av emner ved støping brukes engangs sand, skjell selvherdende former. Engangsskjemaer lages ved hjelp av et modellsett (se Modellsett) og kolber (se kolbe) ( fig. 1 ). Modellsettet består av den faktiske støpemodellen (se. Støperimodell), beregnet for å skaffe et hulrom av den fremtidige støpingen i støpeformen, og en kjerneboks for å skaffe støpekjerner som danner de indre eller komplekse ytre delene av støpegodsene. Modeller er festet på modellplater, der kolber er installert, fylt med støpesand. Den støpte bunnkolben fjernes fra modellplaten, snus 180 ° og en stang settes inn i formhulen. Saml deretter (par) øvre og nedre kolber, fest dem og hell væskelegeringen. Etter størkning og avkjøling fjernes støpingen sammen med gatesystemet (se Gating-systemet) (slås ut) fra kolben, gatesystemet skilles fra og støpingen rengjøres - det oppnås et støpt emne.

Den mest utbredte i industrien er produksjon av støpegods i enkeltsandformer. Denne metoden brukes til å produsere kvister i alle størrelser og konfigurasjoner fra forskjellige legeringer. Sandstøpingsprosess ( fig. 2 ) består av en rekke sekvensielle operasjoner: klargjøring av materialer, klargjøring av støping og kjerneblandinger, produksjon av former og kjerner, innsetting av kjerner og montering av former, metallsmelting og helling i støpeformer, avkjøling av metall og utstansing av ferdig støping, støping, varmebehandling og etterbehandling.

Materialene som brukes til fremstilling av engangsstøpeformer og kjerner er delt inn i de originale støpematerialene og støpeblandingene; massen deres er i gjennomsnitt 5-6 t innen 1 t passende støpegods per år. Ved fremstilling av støpesand ble brukt støpesand slått ut av kolber, ferske sandleire eller bentonittmaterialer, tilsetningsstoffer som forbedrer egenskapene til blandingen og vann. Kjerneblandingen (se Kjerneblanding) inkluderer vanligvis kvartssand, bindemidler (olje, harpiks osv.) Og tilsetningsstoffer. Blandingen tilberedes i en viss rekkefølge på blandeapparatet (Se Blandingsutstyr) ; sikter, tørketromler, knusere, møller, magnetiske separatorer, miksere osv.

Former og kjerner lages på spesialstøpeutstyr (se Støpeutstyr) og maskiner. Blandingen som helles i kolberne komprimeres ved å riste, presse eller begge deler. Store skjemaer er fylt med en sandblåser , sjelden brukes sandblåsemaskiner og sandblåsemaskiner til å lage muggsopp. Former i kolber, stenger støpt i kjernebokser utsettes for varmetørking eller kjemisk herding, for eksempel når de støpes i selvherdende former (se Støping i selvherdende former). Varmetørking utføres i støperietørkere, og tørking av kjernene utføres også i en oppvarmet kjernekasse. Monteringen av formene består av følgende operasjoner: montering av stenger, tilkobling av formhalvdelene, sikring av formene med braketter eller vekter installert på den øvre formen og forhindring av at de åpnes når de støpes med en legering. Noen ganger installeres en granbeger laget av en kjerne eller støpeblanding på formen.

Smelt metall avhengig av type legering i ovner forskjellige typer og produktivitet (se Smelteutstyr). Oftest smelter støperijern i Cupola x , Elektriske smelteovner brukes også (digel, lysbue, induksjon, kanaltype osv.). Produksjonen av noen legeringer fra jernholdige metaller, for eksempel hvitt støpejern, utføres sekvensielt i to ovner, for eksempel en kuppel og en elektrisk ovn (den såkalte dupleksprosessen). Støping av støpeformer (se støping av støpeformer) med legering utføres fra støpehylser, i hvilke legering tilføres periodisk fra smelteenheten. Herdede støpegods blir vanligvis slått ut på vibrerende gitter (se Vibrerende gitter) eller vippearmer. Samtidig søler blandingen ut gjennom risten og går inn i blandingen forberedelse av blandingen for bearbeiding, og støpegodsene - inn i rengjøringsdelen. Ved rengjøring av støpegodene fjernes den brente blandingen fra dem, elementene i styresystemet blir slått av (kuttet av) og legeringsbrettene og de gjenværende portene blir renset. Disse operasjonene utføres i tumlende trommer, sprengnings- og sprengningsmaskiner. Store støpegods rengjøres hydraulisk i spesielle kamre. Flis og stripping av støpingen utføres med pneumatiske meisler og et slipende verktøy. Ikke-jernholdige metallstøpere behandles på skjæremaskiner.

For å oppnå de nødvendige mekaniske egenskapene blir de fleste støpegods fra stål, duktilt jern og ikke-jernholdige legeringer utsatt for varmebehandling (se Varmebehandling). Etter kvalitetskontroll av støping og korrigering av mangler males støpegodene og overføres til ferdigvarelageret.

Støperimekanisering og automatisering. De fleste av de teknologiske operasjonene i LP er veldig arbeidskrevende og foregår ved høye temperaturer med utslipp av gasser og kvartsholdig støv. For å redusere arbeidsintensiteten og skape normale hygieniske og hygieniske arbeidsforhold i støperier, brukes ulike metoder for mekanisering og automatisering av teknologiske prosesser og transportoperasjoner. Innføringen av mekanisering i industrisektoren dateres tilbake til midten av 1900-tallet. For å tilberede støpematerialer begynte de å bruke løpere, sil, rippere og til rengjøring av støpegods - sandblåsemaskiner. De enkleste støpemaskinene med manuell fylling av skjemaer ble opprettet; senere begynte hydrauliske presser å bli brukt. På 20-tallet. pneumatiske rystemaskiner dukket opp og spredte seg raskt. Ved hver teknologiske operasjon prøvde de å erstatte manuelt arbeid med maskinarbeid: utstyr for produksjon av former og kjerner, innretninger for å slå ut og rengjøre støpegods ble forbedret, transport av materialer og ferdige støpegods ble mekanisert, transportbånd ble introdusert og metoder for kontinuerlig produksjon ble utviklet. Den videre veksten av mekaniseringen av litiumindustrien kommer til uttrykk i etableringen av nye, forbedrede maskiner, automatiske støpemaskiner og automatiske støpelinjer, og i organisasjonen av omfattende automatiserte seksjoner og verksteder. De mest tidkrevende operasjonene i produksjonen av støpegods er støping, kjernefremstilling og rengjøring av ferdige støpegods. I disse områdene av støperiene er teknologisk drift mest mekanisert og delvis automatisert. Innføringen av omfattende mekanisering og automatisering i bransjen er spesielt effektiv. Automatiske linjer for å danne, montere og helle støpeformer med legering med avkjøling av støpegods og deres knockout er lovende. For eksempel på linjen til Burer - Fischer-systemet (Sveits) ( fig. 3 ) produksjon av former, fylle dem med legering og slå ut støpegods fra former er automatisert. Installasjonen for automatisk støping av former med legering på en kontinuerlig bevegelig transportør ( fig. 4 ). Massen av den flytende legeringen for å fylle skjemaene styres av en elektronisk enhet, med tanke på metallforbruket av en bestemt form. Anlegget er utstyrt med et automatisk blandingsprepareringssystem, kvalitetskontrollen av støpesand og regulering av blandingspreparatet utføres av en automatisk enhet (Moldability-controller systems, Switzerland).

For etterbehandling (rengjøring og stripping av støpegods) brukes kontinuerlige strømningstromler med sprengningsmaskiner. Store støpegods rengjøres i kontinuerlige kamre, langs hvilke støpegodset beveger seg på en lukket transportør. Automatiske rengjøringskamre er opprettet for støpegods med komplekse hulrom. For eksempel har firmaet "Omko-Nangborn" (USA - Japan) utviklet et kamera av typen "Robot". Hvert slikt kammer er en uavhengig mekanisme for transport av støpegods, som fungerer automatisk, etter kommandoer fra de såkalte kontrollmodulene som er plassert på monorail-transportsystemet. I rengjøringssonen, i henhold til et forhåndsbestemt program, roterer opphenget med en optimal hastighet som støpegodset automatisk henges på. Kammerdørene åpnes og lukkes automatisk.

I masseproduksjon utføres foreløpig (grov) rengjøring av støpegods (stripping) i støperier. Under denne operasjonen blir det også klargjort baser for bearbeiding av støpegods på automatiske linjer i maskinverksteder. Endelige operasjoner kan også utføres på automatiske linjer. På fig. fem viser en automatisk linje fra det japanske selskapet "Noritake" for rengjøring av sylinderblokkene i en bil. Denne linjen tillater behandling av 120 blokker i 1 h.

Mulighetene for mekanisering og automatisering av litiumproduksjon økte spesielt etter utviklingen av fundamentalt nye teknologiske prosesser for støping, for eksempel produksjon av skallformer eller Croning-prosessen (40-tallet, Tyskland), produksjon av stenger ved størkning i kaldkjernebokser (50-tallet). , Storbritannia), produksjon av stenger med herding i varmestangkasser (60-tallet, Frankrike). Tilbake på 40-tallet. industrien begynte å bruke metoden for å lage støpegods høy presisjon på tapt voks. I løpet av relativt kort tid ble alle teknologiske operasjoner i prosessen mekanisert. I Sovjetunionen ble det laget en omfattende automatisert produksjon av investeringstøping med en produksjon på 2500 t små støpegods per år ( fig. 6 ).

Lit.: Nehenzi Yu. A., Steel casting, M., 1948; Girshovich N.G., støpejernstøping, L. - M., 1949; Fantalov L.I., Fundamenter for design av støpeributikker, M., 1953; Rubtsov N. N., Spesielle typer støping, M., 1955; hans, History of støperi i Sovjetunionen, 2. utg., del 1, M., 1962; Aksenov P. N., teknologi for støperiproduksjon, M., 1957; ham, Utstyr for støperier, M., 1968.

D. P. Ivanov, V. N. Ivanov.

Figur: 3. Automatisk linje fra Burer - Fischer-systemet (Sveits) for å lage støpeformer, fylle dem med legeringer og slå ut ferdige støpegods.

Figur: 6. Kompleks-automatisert investering casting butikk med en årlig produksjon på 2500 t støpegods per år.

Stor sovjetisk leksikon... - M.: Sovjetisk leksikon. 1969-1978 .