ВВЕДЕНИЕ В СПЕЦИАЛЬНОСТЬ

формовщик ручной формовки,

заливщик металла

Металлургия- это область науки

и техники, охватывающая

процессы получения металлов и

сплавов, сообщения им

определенных свойств и

получения из них изделий

конкретной конфигурации,

например литьём.

Обычно под литьём

понимают процесс

получения изделий в

результате заполнения

специальной

ёмкости(формы) жидким

материалом с

последующим его

отвердением в ней.

Литьём называют также

продукцию литейного

производства, художест-

венные изделия и

изделия народных

промыслов, полученные

с помощью литья.

Процесс получения изделий

Продукция литейного производства

Краткая

история

литейного

производст

ва

Когда

варвар

,

продвигаясь

вперед

шаг

за

шагом

,

открыл

самородные

металлы

и

научился

плавить

их

в

тигле

и

отливать

в

формы

;

когда

он

сплавил

самородную

медь

с

оловом

и

создал

бронзу

;

и

,

наконец

,

когда

еще

б

ό

льшим

напряжением

мысли

он

изобрел

горн

и

добыл

из

руды

железо

-

девять

десятых

борьбы

за

цивилизацию

было

выиграно

.

Генри

Льюис

Морган

-

американский

учёный

-

этнолог

Развитие технологии изготовления литых

изделий можно разбить на четыре этапа :

I.Примитивная технология- от

начала возникновения до XIV

в.н.э.

Древнейшими изделиями из

рудной меди в настоящее время

считаются предметы, найденные

в Турции. Эти находки

датируются VIII-VII тысячелетием

до н. э. А в V тысячелетии до н.

э. в Евразии началась настоящая

эра металлов, судя по

раритетам, обнаруженным на

севере Балканского полуострова

и в Карпатском регионе, где по

расчётам было добыто в

меднокаменном веке не менее 30

тыс.т медной руды.

В течение нескольких

тысячелетий с начала

использования металлы

выполняли главным

образом социальную, а не

производственную

функцию. Осуществлялось

индивидуальное

производство предметов

быта, культа, а в конце

периода- оружия.

Письменных документов

по технике литья этого

времени не сохранилось.

II.Ремесленная технология-

от XIV в. до середины XIX в.

Четырнадцатый век стал

переломным в истории

литейного производства и

металлургии. Возникло

производство чугуна,

резко расширились

масштабы производства

металлических изделий;

литьё превратилось в

самостоятельное ремесло

и приобрело серийный

характер. Основным

литейным материалом

наряду с бронзой стал

чугун. Ручная формовка

достигла совершенства.

К концу XIX в. создается

самостоятельная, хотя и

чисто описательная

литература по литейному

производству. В начале

XX в. появляются

первые учебники для

вузов

Число известных и

применяемых способов

литья приблизилось к 60.

Попытки

экспериментальных

исследований и научных

обобщений в области

литейной технологии

сделаны только в первой

четверти XX в.

III. Промышленная

технология - от середины

XIX в. до конца XX в. В это

время организуется

механизированное

массовое производство

огромного числа отливок

из чугуна, стали,

промышленных сплавов

на любой основе и

неметаллических

материалов. Создаются

новые способы

машинного изготовления

форм: встряхиванием,

пескомётом и прочие.

Разрабатываются

многочисленные

специальные способы

литья: в металлические

и оболочковые формы,

по выплавляемым и

выжигаемым моделям,

вакуумным

всасыванием и др.

Происходит химизация,

комплексная

механизация и

автоматизация

литейного

производства.

IV. Автоматизация –

с конца XX в. Он

характеризуется созданием

автоматических линий

формовки, автоматов

карусельного типа,

выполняющими полный

цикл всех операций

формовки, заливки и

выбивки отливок,

применением роботов при

выполнении тяжелых

операций,

компьютеризацией

технологической подготовки

и производственных

процессов в литейных

цехах.

Формовочная

машина-автомат

Автоматическая

формовочная линия

Из 8 десятков металлов

больше всего в земной коре

алюминия. Второе место

занимает железо. Именно

железо стало основой

технического прогресса. Это

объясняется его широкой

распространённостью в

природе, лёгкостью

восстановления его из

окислов по сравнению с

другими металлами, малой

стоимостью и широким

спектром свойств. Более ¾

всех отливок в мире

изготовляют из железных

сплавов: чугуна и стали,

представляющих собой сплав

железа с углеродом и рядом

других элементов.

Б

о

к

с

и

т

-

р

у

д

а

а

л

ю

м

и

н

и

я

Пирит- руда железа

Борнит- руда меди

Чугун получают в доменных печах,

где железная руда с известняком

расплавляется теплом горящего

кокса. При этом железо,

контактируя с кусками кокса,

растворяет в себе углерод. Железо

с тремя-четырьмя процентами

углерода, которое называют

чугуном, становится твёрдым,

хрупким, но в жидком состоянии

хорошо заливается в формы.

Чтобы получить сталь, большая

часть доменного чугуна

переплавляется в печах для

выжигания излишков углерода.

Сталь можно не только резать,

ковать, штамповать, прокатывать,

но и отливать из неё любые

изделия.

Кислородно-конвертерная печь

Доменная печь

Более ¾ всех

отливок в мире

изготовляют из

железных

сплавов: чугуна и

стали,

представляющих

собой сплав

железа с

углеродом и

рядом других

элементов.

Отливки из алюминия

Отливки из стали

Отливки из чугуна

Дело доменщика-

выплавить чугун. Дело

сталеплавильщика-

получить сталь. Дело

литейщика- придать чугуну,

стали или другому сплаву

нужную форму, изготовить

из них изделие, обладающее

необходимыми качествами.

При этом литейщик вновь

расплавляет эти металлы,

доводит их до нужной

температуры, вводит

необходимые добавки и

заливает расплав в заранее

приготовленные формы.

Доменщик

Сталеплавильщик

Литейщик

Литейное производство- это та отрасль

промышленности, которая занимается

изготовлением изделий или заготовок деталей

путём заливки расплавленного металла в

специально изготовленные формы. После

затвердевания металла получается литая

деталь- отливка. Простейшие отливки

называются слитками. Их используют в

качестве заготовок для ковки, штамповки или

прокатки, а также для переплава и получения

сплавов новых марок.

Отливки сложных конфигураций,

воспроизводящие контуры готовых изделий и

деталей, называются фасонными отливками,

или просто отливками.

Слитки

Отливка

Литьё- это заготовительная база

машиностроения.

А машиностроение- основной рычаг

технического прогресса.

•

Доля литых деталей от общей массы:

•

в тракторах- до 60 %;

•

в прокатных станах- 69 %;

•

в текстильных машинах- до 78 %;

•

в металлорежущих станках- до 85 %;

•

в полиграфических машинах- 90%;

•

в химическом машиностроении- 95%.

Сущность литейного производства

заключается в плавке металла,

изготовлении форм, заливке

металла и охлаждении, выбивке,

очистке, обрубке отливок,

термической обработке и контроле

качества отливок. Трудоемкость

этих процессов распределяется

приблизительно следующим

образом: изготовление форм –

60%; плавка и заливка металла –

10%, обработка (выбивка, обрубка,

термическая обработка) отливок –

30%.

Основная задача литейного производства-

придание металлу нужной формы и заданных

свойств. Более новые способы изготовления

заготовок (штамповка и сварка)- не сумели

отвоевать пальму первенства у древнего

способа- литья.

Причины: литью поддаются любые металлы;

размерный ряд и сложность конфигурации

литейных изделий не ограничены;

минимальные отходы при производстве, т.е.

максимальный коэффициент использования

металла; возможность изготовления изделий из

сплавов, не поддающихся механической

обработке (износостойкие чугуны, стали,

шлаковое литьё); литые детали оказываются

наиболее долговечны. Кроме этого литьё-

самый экономичный способ производства

деталей машин.

Теория литейных процессов

включает:

- теория плавки и обработки

литейных сплавов в жидком

состоянии;

- теория формирования

отливки, т.е. формирования

структуры и свойств

отливки в процессе

заливки, затвердевания и

охлаждения металла в

форме;

- теория литейной формы;

- теория обработки

литейных сплавов в

твердом состоянии

Основными

технологическими

операциями получения

отливок являются:



изготовление моделей

будущей отливки и

литниковой системы;



выполнение литейной

формы;



плавка металла и заливка

его в формы;



выбивка отливок из форм,

обрубка и очистка литья.

Литейная форма

представляет собой как бы

обратное отражение

предполагаемой отливки (где

на отливке находится

выступ, в форме будет

углубление, а где в отливке

должно быть отверстие- в

форму устанавливают

удаляемый впоследствии

специальный стержень).

Именно поэтому важным

качеством профессии

формовщика является его

способность мысленно

представлять

пространственные образы.

Отливки можно получать в

разовых или постоянных

формах. Постоянные

металлические формы

выдерживают большое

количество заливок (до сотен

тысяч из лёгкого сплава).

Постоянные формы

используются при кокильном

литье, центробежном литье и

литье под давлением. К

специальным методам литья

относят литьё по

выплавляемым моделям и

литьё в оболочковые формы.

Разовая форма

Постоянная форма

Наибольшее применение

находит изготовление отливок в

разовых песчаных формах. В

качестве оснастки применяются

модель и стержневой ящик.

Форма модели соответствует

внешней форме будущей

отливки. В стержневом ящике

изготовляется стержень,

который устанавливается в

форму и служит для

образования внутренних

полостей отливок. Материалы,

из которых делают песчано-

глинистые формы и стержни

называются формовочными и

стержневыми смесями.

Изготовление разовых

форм бывает ручным и

машинным. Ручная

формовка применяется

в индивидуальном,

машинная - в серийном

и массовом

производстве. Умение

приготовить нужную

форму- это не только

сложное мастерство,

но и большое

искусство.

Изготовление форм на безопочном

формовочном автомате Z425

Изготовление литейных форм

ручным способом

Ни завтра, ни через сотни

лет процессы литья,

процессы

формообразования отливок

не утратят своего значения

в современном

производстве.

Исторический опыт

подсказывает, что многие

процессы, известные в

настоящее время, не

отомрут еще длительное

время.

Вопрос может заключаться в

том, какие способы

формообразования отливок

будут существовать в

будущем.

Ледяные модели

Газифицируемые модели

Многие способы, только

зарождающиеся сейчас, будут

занимать ведущее место. Найдет

более широкое применение

поверхностное упрочнение

(специальная окраска, поверхностная

тепловая обработка, напыление и т.

п.) традиционных песчано-глинистых

форм, замена разовых форм

многократно используемыми, а также

будут осуществлены многие

прогрессивные процессы

поверхностного упрочнения

постоянных форм (с помощью

лазера, электронной пушки и т. п.).

Получит широкое распространение

формообразование отливок с

использованием для литейных форм

разного рода композиционных

материалов. Должны найти

применение спекаемые и

сплавляемые материалы.

Поверхностная тепловая

обработка

Специальная окраска

Поверхностное

упрочнение

постоянных

форм с

помощью

лазера

Сегодня новые

технологии

приготовления сплавов

позволяют придавать им

необходимые свойства и

решать этим новые и

важные задачи. В

будущем с помощью

компьютера будут

синтезироваться сплавы

с уникальными

свойствами; на основе

генной инженерии будут

создаваться новые

сплавы с учетом

принципов

самоорганизации

(синергетики) природы.

Типичные микроструктуры

двойных алюминиевых сплавов

в литом состоянии

Сплав титана и тантала

AlCu

AlSi

AlMg

AlFe

Литейщики- специалисты,

от которых зависит все

производство на любом

машиностроительном

заводе.

Они создают множество

изделий из металла: от

крошечных деталей часов

до гигантских рабочих

колёс гидротурбин и

колоссальных станин

сверхмощных

гидравлических прессов

весом в сотни тонн.

Рабочая турбина Саяно-Шушенской ГЭС

Воплощение

художественных

изделий в металле, от

мелкой пластики до

скульптур, памятников

и мемориалов- дело

рук литейщиков.

Литейные мастера

создают и множество

вещей, необходимых в

быту. Домашняя

техника более чем

наполовину состоит из

литых деталей.

Литейщик — это

профессия в самом

широком смысле. Однако

современное

производство в связи с

разделением труда

вызвало к жизни десятки

литейных профессий.

Среди них профессии

специфически литейные,

не встречающиеся в

других производствах, и

такие, которые можно

встретить и на

предприятиях других

отраслей.

Литейщик на машинах литья под

давлением

Плавильщик металла и сплавов

Модельщик

Из специфически

литейных рабочих

профессий можно

назвать такие:

смесеприготовитель,

шихтовщик, вагранщик,

плавильщик,

шлаковщик, заливщик,

ковшевой, модельщик,

формовщик,

стерженщик, выбивщик,

обрубщик.

Формовщик ручной формовки

Заливщик металла

К более универсальным

профессиям рабочих

литейных цехов

относятся водители

электрокаров и

автопогрузчиков,

крановщики, электрики,

слесари, станочники,

наладчики, механики,

термисты,

пирометристы,

огнеупорщики,

контролеры.

Пирометрист

Огнеупорщик

Литейщики должны обладать

целым комплексом знаний и

умений. Каждому литейщику

необходимо знать основы

физики, химии и, общей

металлургии и

металловедения, основы

литейного дела.

Эти люди должны быть

выносливыми,

наблюдательными,

внимательными, обладать

хорошим здоровьем,

хорошим глазомером и

восприятием цветов. Они

должны уметь быстро

реагировать, и мгновенно

принимать решения.

В профессиях формовщика и

заливщика обязанности

существуют, как и в любой

другой сфере деятельности.

В обязанности формовщика

ручной формовки входит:



уплотнение формовочной

смеси вокруг модели как

ручными, так и

пневматическими трамбовками;



установка стержней и

холодильников в форму;



отделка формы при помощи

специальных инструментов;



подсушивание форм с

помощью переносного

инструмента;



окрашивание формы с

помощью пульверизатора или

специальной кисти.

Формовщик ручной формовки

должен знать:



способы изготовления

простых форм;



последовательность

изготовления форм;



свойства смесей,

применяемых при изготовлении

форм и стержней;



назначение литников и

выпоров;



соотношение между

сечениями элементов

литниковой системы;



процессы, происходящие в

формах при их заливке и в

период остывания;



основные причины брака

отливок из-за некачественной

формы и меры его

предупреждения.

В обязанности заливщика

металла входит:



подготовка плавильной

печи, литейной машины и

литейных форм к заливке;



подготовка ковшей,

изложниц, плавильных сборок

и литейных форм к заливке;



заливка разовых литейных

форм; заливка металла в

кокили и другие постоянные

формы, в том числе под

давлением;



ведение процесса плавки и

подогрева металла в

раздаточно- подогревательных

печах.

Заливщик металла должен

знать:



литейные свойства

заливаемых металлов и

сплавов;



правила заливки форм и

рациональные приемы

установки грузов на формы и

снятия жакетов с форм;



устройство применяемых

изложниц, прибыльных

надставок, сифонов и

промежуточных ковшей;



материалы, употребляемые

для футеровки и окраски

желобов, заливочных воронок

и металлических форм;



технологический режим

работы литейных машин.

Работают формовщики

ручной формовки и

заливщики металла в

литейном производстве

на предприятиях

машиностроения и

металлообработки. В

зависимости от степени

вредности и тяжести

условий труда работники

литейных цехов имеют

льготы: дополнительные

отпуска и возможность

раньше получить пенсию

(заливщики на 10 лет,

формовщики на 5 лет).

Будни литейного цеха - не

всегда чистая и безопасная

работа. Здесь особенно

нужно тщательное

соблюдение условий

безопасной работы (рядом

ведь жидкий металл),

необходим высокий

профессионализм на каждой

операции. Верность своей

профессии и

профессиональная

привязанность у литейщиков

сильны потому, что

благодаря их сложному

труду рождается в огне

маленькое чудо- нужная

человеку отливка.

Чтобы стать

квалифицированным рабочим-

литейщиком, каждый учащийся

наряду с практическими

навыками по специальности

должен овладеть

теоретическими основами

технологии металлов и

металловедения. Рабочий, не

имеющий соответствующей

теоретической подготовки,

может допустить серьёзные

технологические ошибки,

которые приведут к порче

инструмента и оборудования, к

браку продукции или

излишнему расходу материала.