Тақырып. Құю өндірісінің технологиясы

 

Құю өндірісінде қара және түсті металдар мея олардың қорытлаларын арнаулы қалыптарға құю арқылы құймалар алынады.

Құйма жасау үшін балқытылған металл, ішкі кеңістігінің түрі жасалынатын бұйымның сыртқы түріне сәйкес етіп жасал-ған қалыпқа құйылады. Металл қалыпта тұрып суынғаннан ке-йін түрі калыптың ішкі кеңістігіне ұксас құймаға айналады.

Құю ендірісінің негізгі технологіялық операииялары үлгі жабдықтары мен кұю қалыптарьін жасау, металл балқыту, қа-лыпқа балқытылған металды құю, құйманы қалыптан ажырату, тазарту, кесуден тұрады.

Құю ендірісі біздін эрамыздан 5000 жыл бұрын пайда бол-ған. Ерте заманда орыс халқынан көптеген құю өндірісінің шеберлері шығып, дүние жүзін өз өнерлерімен таңқалдырған.

Қазіргі кезде құю өндірісінің өнімдері еліміздің халық ша-руашылығының барлық тарауларында қолданылады. Өйткені кұю арқылы детальдар жасау арзан, кейде деталь жасаудың бірден-бір жолы болып табылады. Машина детальдарының 40%-і құю әдісімен жасалады, ал кейбір машиналар үшін бұл көрсеткіш артады, яғни 80—90% -ке дейін барады. Мысалы, су турбинасы детальдарының 75%-і,қапсыру балғалары деталь-дарының 95%-і универсал фрезер станоктары детальдарының 80%-і құю әдісімен жасалады. Құю әдісімен салмағы бірнеше грамнан жүздеген тоннаға дейін жететін әр түрлі құймалар жа-сауға болады. Советтер Одағы мен шетелдерде өндірілетін құй-малардың басым кепшілігі кеміртекті темір қорытпаларынан, шамалы бөлігі түсті металл қорытпаларынан құйылады. Жалпы күрделі құйманың 75—82%-і шойыннан, 12—32%-і болаттан, 3—6%-і түсті металл қорытпаларынан құйылады.

 

Металды балқыту.

Металды балқыту құю өндірісінің жауапты кезеңдерінің бірі болып табылады. Құйманың сапасы мен өзіндік құны балқыту процесінің дұрыс жүргізілуіне байланысты.Құйма құюға арналған көп таралған материалдарға сұр шойын, болат және түсті металдар мен олардың қорытпалары жатады.

Құю өндірісінің негізгі балқыту пеші - вагранка (39 - сурет). Вагранка - ішкі жағы шамот кірпішімен астарланып, сыртқы цилиндр тәрізді болат қалыппен қапталған шахталы пеш. Вагранканың негізгі отыны - кокс, ал соңғы кезде Шымкенттің қорғасын, Пензаның компрессор, «Бакинский рабочий» заводтарында отын ретінде табиғи газ қолданылып жүр.

Вагранканың негізгі шикізаты - кесек шойын, болат сынықтары мен жаңқалары, кесілген құю жүйесі, кокс, газ, флюс.

Вагранкаға шихта материалдары (кокс, флюс, металл) белгілі тәртіппен салынады. Шихта деңгейі төмен түскенде вагранканың жоғарғы жағынан оған шихта материалдары салынып, балқы,ан металл жинағыштан оқтын - оқтын құйылып алынады. Вагранкада сұр шойынмен қатар созылғыш, модификацияланған шойындар да балқытылады.

Вагранканың негізгі өлшемдері тәжірибеге негізделіп алынады. Вагранканың көлденең қимасы, өнімділігіне байланысты, мына формуламен анықталады:

мұндағы d - вагранканың метрмен алынған диаметрі.

Q - вагранканың - пен алынған өнімділігі,

Q₁ - вагранканың - пен алынған 1 м² ауданға келетін меншікті өнімділігі, (Q= 6-8 )

Вагранканың пайдалы биіктігі (шихта түсіретін тесік пен фурмалар деңгейінің ара қашықтығы) оның диаметріне байланысты мына өрнекпен анықталады: Н = (4-5) d.

Болат қорытпаларын балқыту үшін мартен, электр, индукциялы пештер мен кіші бессемер конвертерлерін пайдаланады.

Түсті металдар мен олардың қорытпасын балқыту үшін кокс, мазут немесе газбен жұмыс істейтін тигельді стационар пештерін пайдаланады. Мыс қорытпалары графиттен, алюминий қорытпалары графит және шойыннан жасалған тигельдерде балқытылады. Тигельді пештердің жұмыс өнімділігі мен пайдалы әсер коэффициенті төмен. Тигелді пештерге қарағанда пайдалы ісер коэффициенті жоғары (ή = 0.14-0.24) астаулы жалынды пештер жиі пайдаланылады.

Түсті металдар электр, доғалы, индукциялық пештерде де балқытылады. Осы пештердің ішіндегі тиімдісі индукциялық пештер болып табылады.

Қалыпқа металл құю. Балқыған металды құю конвейерінде немесе арнаулы алаңда алдын ала дайындалып қойылған қалыптарға құяды. Көп сериялы бұйымдар майда, орташа құймалар құю конвейерінде құйылады. Балқытылған металл шөмішке құйылып, шөміш бір рельсті көпірлі кранмен құю алаңынан құю конвейеріне жеткізіледі. Металл қалыпқа шөміш ернеуінен немесе оның түбіндегі тесігінен құйылады. Құю процесінде құйманың сапасына күшті әсер ететін шаманың бірі - температура. Құю кезінде металдың температурасы тым жоғары болса, металл қалыпқа жабысады, ал төмен болса, оның аққыштық қасиеті нашарлап, металмен толмаған жарамсыз құйма пайда болады. Сондықтан металды тағайындалған құю температурасы аралығында құйып үлгіру керек. Сұр шойынның құю температурасы 1200 - 1400 ⁰С, ол температура көміртекті және аз легірленген болаттар үшін 1490 - 1585 ⁰С, қалайылы қола үшін 1120 - 1200 ⁰С, алюминийлі қола үшін 400 - 1160 ⁰С.

Қалыпқа металл құйылғаннан соң ішіндегі құйманың температурасы белгілі шамаға дейін төмендегенше оны қалыпта ұстайды. Шойын, болат құймалары қалыпты (600 - 400 ⁰С) температураға дейін, ал жұқа қабырғалы құймалар бұдан да төмен температуға дейін қалыпта ұстап суытылады. Егер құйманы қалыптан ерте алсы, құйманың суыну жылдамдығы артып кетеді де, оның бетінде сызаттар пайда болып, ішкі жағында кернеулер қалады, ал кеш алынса, құю өндірісінің өнімділігі төмендейді, яғни құйманы суытуға көп уақыт кетеді.

Ірі құймалардың суыну уақытын азайту үшін қалыпты түтіктері бар арнаулы орынға қойып, түтіктер арқылы компрессормен каналдарға ауа үрлейді. Үрленген ауа құйма мен қалыптың сыртқы ортамен жылу алмасуын тездетіп, құйманың суыну уақытын 2 - 2,5 есе азайтуға мүмкіндік береді.

Құйманы өңдеу. Құйылған құйма мынадай өңдеу операцияларынан өтеді: құйманы қалыптан ажырату (выбивка), құйманың артық жерлерін кесу, тазарту, қырнау (обдирка), оның сапасын тексеру. Бұл операцияларға құймаға жұсалған еңбектің 30 - 40 %-і кетеді.

Құйманы қадыптан ажырату - оны өндірудің қиын операцияларының бірі. Бұл операция орындалған кезде адамның денсаулығына зиянды әсер ететін жылу, шаң мен газ бөлінеді. Қазіргі кезде құйманы қалыптан ажырату процесі әр түрлі вибрациялық машиналардың жәрдемімен орындалады.

40 - суретте құйманы қалыптан ажырататын вибрациялық машинаның схемасы көрсетілген. Көлденең қойылған балкаға опоканы ілуге арналған ілгегі бар екі вибратор бекітілген. Сығылған ауа вибратордың плунжеріне барып, оны және онымен жалғастырылған опоканы сілкиді. Осы кезде опокадағы қалып бұзылып, құйма қалыптан бөлінеді. Бөлінген шаң, газ, жылу ауа сорғыш машиналар арқылы цехтан сорылып алынады. Құйманың бөлінбей қалған өзекшелері машина немесе жоғары қысымдағы су арқылы бөлінеді.

Құйма қалыптан ажыратылғаннан кейін оның құю жүйесі, ауа шығаруға арналған түтігі т.б. артық бөліктері балға, пневматикалық шапқы, ленталы ара, газ, электр доғалы кескіштер арқылы кесіледі. Ірі салмақты құймалардың жоғарыда айтылған артық жерлері дискілі, ленталы аралармен, газ электр доғалы кескіштермен кесіледі. Осыдан кейін құйма бүйір бетіне жабысып қалған қосапалардан тазартылады. Құйма қолмен тазартылғанда болат щетка, шапқы қолданылады, ал машинамен тазартылғанда айналмалы барабан, құм, бытыра ағынды, бытыра лақтырғыш апараттар қолданылады.

Көлденең қимасы дөңгелек, квадрат формалы қарапайым барабандарда салмағы 100 - 120 кг болатын құймалар тазартылады. Белгілі жылдамдықпен айналатын барабанның ішіне салынған құймалардың бір - бірімен үйкелуінің нәтижесінде олардың бетіне жабсып қалған қалып қоспалары тазартылады. Ірі салмақты құймалар құм, бытыра ағынды аппараттармен тазартылады.

Құйманы өндеу процесінің келесі кезеңі - қырнау (обдирка). Құйманың тегіс емес жерлерін тегістеу, тотығынан тазарту үшін оның беті стационар, аспалы маятникті және жылжымалы шлифтеу шарықтарының жәрдемімен қырналады.

Стационар шарықпен салмағы аз, қолмен көтеруге келетін, аспалы маятникті шарықпен - ірі салмақты құймаларды, ал жылжымалы қол шарығымен - күрделі формалы құймаларды қырнайды. Кейде құймалардың ішкі кернеуін жою, структурасын майдалау үшін оларды термиялық өңдеумен өткізеді. Құйма өңделіп болғаннан кейін әр түрлі әдістермен оның өлшемдері, физика - химиялық қасиеттері тексеріледі.