Föderale staatliche Bildungseinrichtung für höhere Berufsbildung "Ural Federal University benannt nach dem ersten Präsidenten Russlands B. N. Jelzin"

Institut für Werkstoffkunde und Metallurgie

Abteilung "Gießerei- und Härtetechnik"

Zusammenfassung der Vorlesungen zum Fach " Gießerei»

Vortrag 1

Grundbegriffe der Gießereiproduktion

Vorlesungsplan

1. Das Konzept der Gießerei.

2. Ein kurzer historischer Rückblick auf die Entwicklung der Gießereiproduktion. Die Rolle russischer Wissenschaftler bei der Entwicklung wissenschaftlicher Grundlagen und der Organisation der Produktion von Gussteilen und Barren.

3. Einteilung der Gießereilegierungen und Anwendungsbereiche.

Metalle sind aus dem modernen Leben nicht mehr wegzudenken. Metalle sind die Basis des technologischen Fortschritts, die Grundlage der materiellen Kultur der gesamten Menschheit. Aber Metall wird für eine Person nur dann nützlich, wenn Produkte daraus gewonnen werden. Es gibt drei Hauptarten der Gewinnung von Produkten aus Metallen. Dies sind die Gießereiproduktion, die Metallumformung und die Metallzerspanung. Der Kurs "Gießerei" widmet sich der ersten Art der Metallbearbeitung.

In dieser Zusammenfassung der Vorlesungen werden die theoretischen Grundlagen der Gießereiproduktion ausreichend detailliert behandelt, außerdem werden die technologischen Prozesse zur Gewinnung verschiedener Produkte und die dabei verwendeten Geräte und Werkzeuge beschrieben.

Die Zusammenfassung der Vorlesungen ist der gießereitechnischen Herstellung von Eisen- und Nichteisenmetallen gewidmet. Es umreißt die Grundlagen der Theorie, der technologischen Prozesse und der Ausrüstung, die zur Herstellung von Gussstücken auf verschiedene Arten (in einzelnen Sand-Ton-Formen, nach Einbettmodellen, in einer Kokille, unter Druck usw.) entwickelt wurden.

Das Hauptaugenmerk bei der Präsentation des Materials wird auf die Berücksichtigung des physikalischen und physikalisch-chemischen Wesens der Prozesse einer bestimmten Technologie, der Konstruktionsmerkmale der Ausrüstung, des Zwecks der technologischen Modi, der verwendeten Ausrüstung und der Automatisierungswerkzeuge gelegt.

Neben der Präsentation von spezifischem Material für jede technologische Methode zur Gewinnung von Rohlingen wird besonderes Augenmerk auf die wichtigsten "Engpässe", Probleme technologischer Prozesse, Analyse von Wegen und Mitteln zu ihrer Lösung gelegt, um Produkte einer bestimmten Qualität zu erhalten und eine hohe Produktion zu erreichen Effizienz; Auf der Grundlage des gleichen Ansatzes werden auch die Aussichten für die Entwicklung jedes Prozesses betrachtet.

Das Konzept der Gießerei

Das Wesen der Gießereiproduktion reduziert sich auf die Gewinnung von Flüssigkeit, d.h. über den Schmelzpunkt erhitzt, eine Legierung der erforderlichen Zusammensetzung und Qualität und Gießen in eine vorbereitete Form. Nach dem Abkühlen verfestigt sich das Metall und behält die Form des Hohlraums, in den es gegossen wurde. Um also einen Guss durchzuführen, müssen Sie:

1) Bestimmen Sie die Materialien, die zum Schmelzen in die Charge eingebracht werden müssen, berechnen Sie sie, bereiten Sie diese Materialien vor (in Stücke schneiden, die erforderliche Menge jeder Komponente wiegen); Materialien in den Schmelzofen laden;

2) Schmelzen - um ein flüssiges Metall mit der erforderlichen Temperatur, Fließfähigkeit, der richtigen chemischen Zusammensetzung ohne nichtmetallische Einschlüsse und Gase zu erhalten, das in der Lage ist, beim Erstarren eine feinkristalline Struktur ohne Defekte mit ausreichend hohen mechanischen Eigenschaften zu bilden;

3) Bereiten Sie vor dem Ende des Schmelzens Gießformen (zum Eingießen von Metall) vor, die in der Lage sind, der hohen Temperatur des Metalls, seinem hydrostatischen Druck und der Scheuerwirkung des Strahls ohne Zusammenbruch zu widerstehen und Gase durchzulassen aus dem Metall durch Poren oder Kanäle freigesetzt;

4) das Metall aus dem Ofen in die Pfanne geben und es den Formen zuführen; Gussformen mit flüssigem Metall füllen, dabei Strahlbrüche und Schlackeeintritt in die Form vermeiden;

5) Öffnen Sie nach dem Erstarren des Metalls die Formen und entnehmen Sie die Gussstücke daraus. PRODUKTION

6) Trennen Sie alle Angüsse vom Gussteil (in den Angußkanälen eingefrorenes Metall) sowie die gebildeten Gezeiten und Grate (aufgrund von Guss oder Form von schlechter Qualität);

7) die Gußstücke von den Partikeln des Form- oder Kernsandes reinigen;

8) um ​​die Qualität und Abmessungen der Gussteile zu kontrollieren.

Derzeit werden die meisten Gussstücke in einmaligen (Sand-)Formen hergestellt, die aus einer Formstoffmischung aus Quarzsand, feuerfestem Ton und speziellen Zusätzen hergestellt werden. Nachdem das Metall ausgehärtet ist, wird die Form zerstört und der Guss entfernt. Neben Einwegformen werden semipermanente Formen aus hochfeuerfesten Materialien (Schamotte, Graphit usw.) verwendet, die zum Gießen von mehreren zehn (50–200) Gussstücken verwendet werden, und Dauerformen aus Metall dienen zum Erhalten mehrere hundert, manchmal tausende Gussteile bis zum Verschleiss der Form. Die Wahl einer Gießform hängt von der Art der Produktion, der Art des zu gießenden Metalls und den Anforderungen an das Gießen ab.

Ein kurzer historischer Überblick über die Entwicklung der Gießereiproduktion. Die Rolle russischer Wissenschaftler bei der Entwicklung wissenschaftlicher Grundlagen und der Organisation der Produktion von Gussteilen und Barren

Die Gießerei ist eine der ältesten Formen der Metallbearbeitungskunst, die der Menschheit bekannt ist. Zahlreiche archäologische Funde, die bei Ausgrabungen von Hügeln in verschiedenen Teilen unseres Landes entdeckt wurden, weisen darauf hin, dass in Altes Russland Kupfer- und Bronzeguss wurden in ziemlich großen Mengen hergestellt (Kegel, Pfeilspitzen, Schmuck - Ohrringe, Handgelenke, Ringe, Hüte usw.). Während der Ausgrabungen wurden in überlebenden Öfen und Öfen Steinformen gefunden, die zum Gießen von Hohläxten, Ringen, Armbändern, Metallperlen, Kreuzen usw. dienten. Die meisten im alten Russland gefundenen Gussteile wurden jedoch durch Gießen auf einem Wachsmodell erhalten.

Die Methode zur Herstellung des Modells ist originell: Aus Drahtschnüren wurde ein Muster gewebt, das eine Kopie des zukünftigen Produkts darstellt; Ton wurde auf dieses Wachsmodell aufgetragen, bis eine ausreichend feste Form erhalten wurde, nach dem Trocknen wurde die Form kalziniert, das Wachs geschmolzen und die Schnüre ausgebrannt, Metall wurde in den Hohlraum gegossen, der nach dem Abkühlen einen Guss mit komplexen Formen bildete wurde erhalten.

Im XI Jahrhundert. In Russland entstanden lokale Produktionszentren zum Gießen von Kirchengegenständen (Kupferkreuze, Glocken, Ikonen, Leuchter usw.) und Haushaltsgegenständen (Wasserkocher, Waschtische usw.). Neben Kiew wurden Nowgorod der Große, Ustjug der Große und Tver zu wichtigen Zentren für die Herstellung von Kupfergussprodukten. Der Einfall der Tataren verursachte eine Stagnation, die bis Mitte des 14. Jahrhunderts andauerte, danach begann die Gießereiindustrie zu steigen. Dies erklärt sich aus der Tatsache, dass ein zentralisierter Großstaat geschaffen wurde, in dessen Zusammenhang sich Städte zu entwickeln begannen und Waffen benötigt wurden, jetzt Schusswaffen. Von der Produktion geschweißter Kanonen wechselten sie zum Bronzeguss, sie gossen Glocken, schufen Kupfergusswerkstätten für Kunstguss. Mitte des 16. Jahrhunderts. Die Moskauer Artillerie nahm quantitativ den ersten Platz unter der Artillerie der europäischen Staaten ein.

Die Ära Petrine stellt einen Sprung in der Entwicklung der Gießereiproduktion dar. Große Tula- und Kaluga-Fabriken von Nikita Demidov und Ivan Batashov wurden gegründet. Die ersten Stahlgussteile wurden in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts erhalten. fast zeitgleich in verschiedenen europäischen Ländern. In Russland wurden sie 1866 im Werk Obukhov aus Tiegelstahl hergestellt. Allerdings stellte sich die Qualität der Gussteile als gering heraus, da die Gießeigenschaften von Stahl denen von Gusseisen deutlich unterlegen waren. Dank der Arbeit der russischen Wissenschaftler Metallurgen A.S. Lavrova und N.V. Kalakutsky, der die Entmischungsphänomene erläuterte und den Mechanismus des Auftretens von Schrumpfung und Gasschalen vorstellte sowie Maßnahmen zu ihrer Bekämpfung entwickelte, zeigte die Vorteile von Stahlguss vollständig auf. Daher werden von A.A. Iznoskov aus offenem Stahl im Sormovsky-Werk im Jahr 1870 stellte sich als solcher heraus Hohe Qualität die auf einer Ausstellung in St. Petersburg gezeigt wurden.

Nach dem Verlassen wissenschaftliche Abhandlungen der Begründer der Metallographie D.K. Chernov, der die Wissenschaft der Transformationen in Legierungen, ihrer Kristallisation, Struktur und Eigenschaften schuf, begannen sie mit der Wärmebehandlung, die die Qualität des Stahlgusses verbesserte. Die Theorie der metallurgischen Prozesse wurde in der höheren Schule von A.A. Baikov 1908 am St. Petersburger Polytechnischen Institut. Zwischen 1927 und 1941 Es gibt ein beispielloses Wachstum der Industrie für das ehemalige Russland, die größten mechanisierten Fabriken werden gebaut. Es werden Gießereien gebaut und in Betrieb genommen, die im Fließmodus arbeiten, mit einem hohen Grad an Mechanisierung, mit Förderern, mit einer Jahresproduktion von bis zu 100.000 Tonnen Guss.

Gleichzeitig werden Forschungsarbeiten durchgeführt, Theorien zu Arbeitsabläufen und Methoden zur Berechnung von Gießereiausrüstungen erstellt. Die wissenschaftliche Schule der Moskauer Höheren Technischen Schule wird von Prof. Dr. N.P. Aksenov.

Die weite Verbreitung der Gießereiproduktion erklärt sich aus ihren großen Vorteilen gegenüber anderen Verfahren zur Herstellung von Rohlingen (Schmieden, Stanzen). Beim Gießen können Rohlinge nahezu beliebiger Komplexität mit minimalen Bearbeitungszugaben hergestellt werden.

Zudem ist die Herstellung von Gussknüppeln deutlich günstiger als beispielsweise die Herstellung von Schmiedeteilen. Die Entwicklung der Gießereiproduktion bis heute verlief in zwei Richtungen:

1) Entwicklung neuer Gusslegierungen und metallurgischer Verfahren;

2) Verbesserung der Technologie und Mechanisierung der Produktion.

Auf dem Gebiet der Untersuchung und Verbesserung der mechanischen und technologischen Eigenschaften von Grauguss - der gängigsten und billigsten Gusslegierung - wurden große Fortschritte erzielt. Spezielle Gussarten werden weiter verbreitet und verbessert: Kokillenguss, unter Druck, in Schalenformen, Einbettmodellen usw., die genaue Gussteile liefern und folglich die Bearbeitungskosten reduzieren.

Einteilung von Gusslegierungen und deren Anwendungsgebiete

Im Durchschnitt machen Gussteile etwa 50 % der Masse von Maschinen und Mechanismen aus, und ihre Kosten belaufen sich auf 20–25 % der Maschinenkosten. Abhängig von der Methode zur Gewinnung von Gussknüppeln werden Legierungen in gegossen und verformt unterteilt. Gusslegierungen werden entweder direkt in der Gießerei aus den Originalkomponenten (Einsatzmaterialien) hergestellt oder in fertiger Form aus Hüttenwerken bezogen und erst vor dem Abgießen in Formen umgeschmolzen. Sowohl im ersten als auch im zweiten Fall können einzelne Elemente während des Schmelzprozesses oxidieren (ausbrennen), sich bei erhöhten Temperaturen verflüchtigen (sublimieren), mit anderen Bauteilen oder mit der Ofenauskleidung in chemische Wechselwirkung treten und zu Schlacke werden.

Um die erforderliche Zusammensetzung der Legierung wiederherzustellen, wird der Verlust einzelner Elemente darin kompensiert, indem spezielle Zusätze (Ligaturen, Ferrolegierungen), die in metallurgischen Unternehmen hergestellt werden, in die Schmelze eingebracht werden. Ligaturen enthalten neben dem Legierungselement auch das Grundmetall der Legierung und werden daher leichter und vollständiger von der Schmelze aufgenommen als ein reines Legierungselement. Beim Schmelzen von Nichteisenmetalllegierungen werden Ligaturen verwendet: Kupfer-Nickel, Kupfer-Aluminium, Kupfer-Zinn, Aluminium-Magnesium usw.

Beim Gießen von Eisenlegierungen werden Ferrolegierungen (Ferrosilizium, Ferromangan, Ferrochrom, Ferrowolfram usw.) häufig verwendet, um Legierungselemente einzuführen und die Schmelze zu desoxidieren. Bei der Desoxidation wirken die in Ferrolegierungen enthaltenen Elemente als Reduktionsmittel: Sie verbinden sich mit dem Sauerstoff des in der Schmelze gelösten Oxids, reduzieren das Metall und gehen nach ihrer Oxidation in die Schlacke über. Die Reinigung (Veredelung) der Schmelze durch Desoxidation trägt zu einer deutlichen Verbesserung der Qualität des Gussmetalls bei und erhöht dessen Festigkeit und Duktilität. Als Modifikatoren werden eine Reihe von Legierungen sowie nichtmetallische Materialien (Salze usw.) verwendet, die, wenn sie in geringen Mengen in eine Gusslegierung eingebracht werden, deren Gefüge und Eigenschaften erheblich beeinflussen, beispielsweise das Korn verfeinern und erhöhen die Stärke des Metalls. Um also hochfestes Gusseisen zu erhalten, wird eine Magnesiummodifikation verwendet.

Die Hauptkriterien für die Qualität von Gussmetall sind mechanische Eigenschaften, Strukturindikatoren, Wärmebeständigkeit, Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit usw., die in den technischen Anforderungen angegeben sind.

Legierungen werden üblicherweise wie Metalle hauptsächlich in Eisen- und Nichteisenmetalle unterteilt, wobei letztere auch Leichtmetalle umfassen. Legierungen werden in Gruppen eingeteilt, je nachdem welches Metall die Basis der Legierung ist.

Die wichtigsten Legierungsgruppen sind:

Gusseisen und Stähle - Eisenlegierungen mit Kohlenstoff und anderen Elementen;

Aluminiumlegierungen mit verschiedenen Elementen;

Magnesiumlegierungen mit verschiedenen Elementen;

Bronzen und Messinge sind Kupferlegierungen mit verschiedenen Elementen.

Derzeit sind Legierungen der ersten Gruppe am weitesten verbreitet, d.h. Eisenlegierungen: Etwa 70 % aller Gussteile werden aus Gusseisen und etwa 20 % aus Stahl hergestellt. Die restlichen Legierungsgruppen machen einen relativ kleinen Teil der Gesamtmasse der Gussteile aus.

In der chemischen Zusammensetzung der Legierung werden die Hauptelemente (z. B. Eisen und Kohlenstoff in Gusseisen und Stahl), dauerhafte Verunreinigungen, deren Vorhandensein auf den Herstellungsprozess der Legierung zurückzuführen ist, und zufällige Verunreinigungen, die in die Legierung gelangt sind, unterschieden aus verschiedenen Gründen. Zu den schädlichen Verunreinigungen in Stahl und Gusseisen gehören Schwefel, Phosphor, Eisenoxid, Wasserstoff, Stickstoff und nichtmetallische Einschlüsse. Schädliche Verunreinigungen in Kupferlegierungen sind Kupferoxid, Wismut und in einigen von ihnen Phosphor. Die Eigenschaften von Zinnbronze werden durch Verunreinigungen von Aluminium und Eisen stark verschlechtert, bei Aluminiumbronze dagegen von Zinn. In Aluminiumlegierungen sollte der Gehalt an Eisen begrenzt sein, in Magnesium zusätzlich Kupfer, Nickel und Silizium. Gase und nichtmetallische Einschlüsse in allen Legierungen sind schädliche Verunreinigungen.

Die Anforderungen für jede Gusslegierung sind spezifisch, aber es gibt eine Reihe allgemeiner Anforderungen:

1. die Zusammensetzung der Legierung muss die gewünschten Eigenschaften des Gussstücks gewährleisten (physikalisch, chemisch, physikalisch-chemisch, mechanisch usw.);

2. Die Legierung muss gute Gießeigenschaften haben - hohe Fließfähigkeit, Beständigkeit gegen Sättigung mit Gasen und die Bildung von nichtmetallischen Einschlüssen, geringe und stabile Schwindung während der Erstarrung und Abkühlung, Beständigkeit gegen Seigerung und Bildung von inneren Spannungen und Rissen in Gussteilen;

3. die Legierung sollte möglichst einfach in der Zusammensetzung sein, leicht herzustellen sein, keine toxischen Bestandteile enthalten, beim Schmelzen und Gießen keine stark umweltbelastenden Produkte abgeben;

4. Die Legierung muss nicht nur bei der Herstellung von Gussteilen, sondern auch bei allen nachfolgenden Vorgängen zur Herstellung von Fertigteilen (z. B. beim Schneiden, bei der Wärmebehandlung usw.) technologisch sein.

5. Die Legierung soll wirtschaftlich sein: möglichst wenige teure Bestandteile enthalten, minimale Verluste bei der Verarbeitung ihrer Abfälle (Angüsse, Ausschuss) aufweisen.

Kontrollfragen und Aufgaben

1. Was ist die Geschichte der Gießereientwicklung in Russland?

2. Welche Rolle spielen russische Wissenschaftler bei der Entwicklung der wissenschaftlichen Grundlagen und der Organisation der Herstellung von Gussteilen aus Eisen- und Nichteisenlegierungen?

3. Welche Produktionsverfahren gibt es für Gussknüppel?

4. Welche Formen können zur Herstellung von Formguss verwendet werden?

5. Wie werden Gusslegierungen eingeteilt?

6. Welche Anforderungen werden an Gusslegierungen gestellt?

7. Nennen Sie die Hauptanwendungsgebiete von Gusslegierungen.

8. Was ist das Wesen der Gießereitechnik?

Die Gießerei ist einer der Industriezweige, deren Hauptprodukte im Maschinenbau verwendet werden. Es gibt viele Fabriken dieser Spezialisierung in Russland. Einige dieser Unternehmen haben kleine Kapazitäten, andere können echten Industriegiganten zugerechnet werden. Weiter unten in diesem Artikel werden wir untersuchen, welche der größten Gießereien und mechanischen Anlagen in Russland auf dem Markt existieren (mit Adressen und Beschreibungen) und welche spezifischen Produkte sie herstellen.

Produkte hergestellt von LMZ

Natürlich sind solche Unternehmen der wichtigste Teil der Volkswirtschaft. Russische Gießereien produzieren eine Vielzahl verschiedener Produkte. Hergestellt in den Werkstätten solcher Unternehmen, zum Beispiel Gussteile, Barren, Barren. In den Unternehmen dieser Branche werden auch Fertigprodukte hergestellt. Das können zum Beispiel Gitterroste, Kanalschächte, Glocken usw. sein.

Die Eisengießereien Russlands liefern ihre Produkte, wie bereits erwähnt, hauptsächlich an Unternehmen der Maschinenbauindustrie. Bis zu 50% der von solchen Fabriken hergestellten Ausrüstung fällt auf gegossene Knüppel. Selbstverständlich können auch Unternehmen anderer Fachrichtungen Partner der LMZ werden.

Die Hauptprobleme der Branche

Leider ist die Situation der Gießereiindustrie in der Russischen Föderation heute nicht einfach. Nach dem Zusammenbruch der UdSSR verfiel die Maschinenbauindustrie des Landes fast vollständig. Dementsprechend ist auch die Nachfrage nach Form- und Gießereiprodukten deutlich zurückgegangen. Später wirkten sich die Sanktionen und der Abfluss von Investitionen negativ auf die Entwicklung von LMZ aus. Trotzdem existieren russische Gießereien weiterhin, liefern Qualitätsprodukte auf den Markt und erhöhen sogar die Produktionsraten.

Das Hauptproblem der Unternehmen dieser Spezialisierung in der Russischen Föderation ist seit vielen Jahren die Notwendigkeit der Modernisierung. Die Implementierung neuer Technologien erfordert jedoch zusätzliche Kosten. Leider müssen solche Unternehmen in den meisten Fällen immer noch die für die Modernisierung notwendigen Geräte für viel Geld aus dem Ausland kaufen.

Liste der größten Gießereien in Russland

In der Russischen Föderation sind heute etwa 2.000 Unternehmen mit der Herstellung von Formteilen aus Gusseisen, Stahl, Aluminium usw. beschäftigt. Die größten Gießereien in Russland sind:

• Balaschichinski.
• Kamensk-Uralsky.
• Taganrog.
• "KAMAS".
• Tscherepowez.
• Balezinsky.

KÜHL

Dieses Unternehmen wurde während des Krieges in Kamensk-Uralsky gegründet - 1942. Damals wurde die Balashikha-Gießerei hierher evakuiert. Später wurden die Einrichtungen dieses Unternehmens an ihren Platz zurückgebracht. In Kamensk-Uralsk wurde eine eigene Gießerei in Betrieb genommen.

Zu Sowjetzeiten konzentrierten sich die Produkte von KULZ hauptsächlich auf den militärisch-industriellen Komplex des Landes. In den 1990er Jahren, während der Umstellungszeit, änderte das Unternehmen sein Profil hin zur Produktion von Konsumgütern.

Heute beschäftigt sich KULZ mit der Herstellung von Formteilen für militärische und zivile Ausrüstung. Insgesamt produziert das Unternehmen 150 Arten von Produkten. Das Werk beliefert den Markt mit Bremssystemen und Rädern für Luftfahrtausrüstung, Radiokomponenten, Biometall- und Cermet-Rohlingen usw. Der Hauptsitz von KULZ befindet sich unter folgender Adresse: Kamensk-Uralsky, st. Rjabowa, 6.

BLMZ

Fast alle Gießereien in Russland, deren Liste oben angegeben ist, wurden im letzten Jahrhundert in Betrieb genommen. BLMZ ist in dieser Hinsicht keine Ausnahme. Dieses älteste Unternehmen des Landes wurde 1932 gegründet. Die ersten Produkte waren Speichenräder für Flugzeuge. 1935 beherrschte das Werk die Technologien zur Herstellung von Formprodukten aus Aluminium und in der Nachkriegszeit spezialisierte sich das Unternehmen hauptsächlich auf die Herstellung von Start- und Landevorrichtungen für Flugzeuge. 1966 begann man mit der Produktion von Produkten aus Titanlegierungen.

Während des Zusammenbruchs der UdSSR gelang es dem Werk Balashikha, die Hauptrichtung seiner Aktivität beizubehalten. In den frühen 2000er Jahren rüstete das Unternehmen seine technische Flotte aktiv auf. Im Jahr 2010 begann das Werk mit der Entwicklung neuer Produktionsanlagen, um die Produktpalette zu erweitern.

Seit 2015 hat BLMZ zusammen mit dem Wissenschaftskomplex Sojus mit der Umsetzung eines Projekts zur Herstellung von Gasturbineneinheiten mit einer Kapazität von bis zu 30 MW begonnen. Das BLMZ-Büro befindet sich an der Adresse: Balashikha, Entuziastov Highway, 4.

Taganrog-Gießerei

Der Hauptsitz dieses Unternehmens befindet sich unter folgender Adresse: Taganrog, Northern Square, 3. TLMZ wurde erst vor kurzem gegründet - im Jahr 2015. Heute beträgt seine Kapazität jedoch bereits etwa 13.000 Tonnen pro Jahr. Möglich wurde dies durch den Einsatz modernster Geräte und innovativer Technologien. Derzeit ist die Taganrog LMZ die größte modernes Unternehmen Gießereiindustrie des Landes.

Das TLMZ war nur wenige Monate im Bau. Insgesamt wurden in dieser Zeit etwa 500 Millionen Rubel ausgegeben. Die Komponenten für die Hauptproduktionslinie wurden von dänischen Unternehmen gekauft. Öfen in der Fabrik sind türkisch. Alle anderen Geräte werden in Deutschland hergestellt. Heute werden 90 % der Produkte des Werks Taganrog an den heimischen Markt geliefert.

Die größten Gießereien in Russland: ChLMZ

Die Entscheidung zum Aufbau des Unternehmens Cherepovets wurde 1950 getroffen. Seit 1951 begann das Werk mit der Produktion von Ersatzteilen für Straßenbaumaschinen und Traktoren. In allen folgenden Jahren, bis zur Umstrukturierung, wurde das Unternehmen stetig modernisiert und ausgebaut. Im Jahr 2000 wählte die Werksleitung folgende strategische Produktionsrichtungen:

• Herstellung von Ofenrollen für Hüttenwerke;
• Herstellung von Öfen für Maschinenbauunternehmen;
• Pumpenguss für die chemische Industrie;
• Herstellung von Heizkörpern für Öfen.

Heute ist ChLMZ einer der wichtigsten russischen Hersteller solcher Produkte. Ihre Partner sind nicht nur Maschinenbauunternehmen, sondern auch Leichtindustrie, Wohnungsbau und Kommunalwirtschaft. Das Büro dieser Firma befindet sich in: Cherepovets, st. Baugewerbe, 12.

Balezinsky-Gießerei

Dieses größte Unternehmen wurde 1948 gegründet. Ursprünglich hieß es Artel "Founder". In den ersten Jahren seines Bestehens spezialisierte sich das Werk hauptsächlich auf die Herstellung von Aluminiumgeschirr. Ein Jahr später begann das Unternehmen mit der Produktion von Eisenguss. Das Artel wurde 1956 in Balezinsky LMZ umbenannt. Heute produziert dieses Werk etwa 400 Artikel einer Vielzahl von Produkten. Die Hauptrichtung seiner Tätigkeit ist die Herstellung von Ofenguss, Geschirr und Backformen. Firmenadresse: Balezin, st. K. Marx, 77.

Gießerei "KamAZ"

Dieses Unternehmen ist in Nabereschnyje Tschelny tätig. Seine Produktionskapazität machen 245.000 Gussteile pro Jahr aus. Die Gießerei KamAZ stellt Produkte aus hochfestem Gusseisen, grau, mit Vermiculargraphit her. Diese Anlage wurde 1975 gebaut. Die ersten Produkte des Werks waren Aluminiumgussteile von 83 Stück. 1976 beherrschte das Unternehmen die Produktion von Eisen- und Stahlprodukten. Anfangs gehörte die Anlage zu den Bekannten Aktiengesellschaft"KAMAS". 1997 erlangte er einen unabhängigen Status. Im Jahr 2002 wurde das Unternehmen jedoch wieder Teil von KamAZ OJSC. Diese Anlage befindet sich an der Adresse: Naberezhnye Chelny, Avtozavodsky Prospekt, 2.

Nischni Nowgorod Unternehmen OJSC LMZ

Die Hauptprodukte von OJSC "Foundry and Mechanical Plant" (Russland, Nischni Nowgorod) sind gusseiserne Rohrleitungsarmaturen. Die von diesem Unternehmen hergestellten Produkte werden beim Transport von Gas, Dampf, Öl, Wasser, Heizöl und Ölen verwendet. Das Werk nahm seine Tätigkeit im Jahr 1969 auf. Damals war es eine der Werkstätten der Gorky Flachs Association. Ihre Partner sind heute viele Unternehmen des Maschinenbaus, der Wohnungs- und Kommunalwirtschaft sowie der Wasserversorgung.

Anstelle eines Fazits

Das Wohlergehen des gesamten Landes hängt weitgehend davon ab, wie reibungslos und stabil die oben beschriebenen Gießereien Russlands funktionieren werden. Ohne die von diesen Unternehmen hergestellten Produkte können die einheimischen Unternehmen des Maschinenbaus, der Metallurgie, der Leichtindustrie usw. nicht arbeiten, daher ist der Entwicklung, dem Wiederaufbau und der Modernisierung dieser und anderer Gießereien maximale Aufmerksamkeit zu widmen und sie mit ihnen zu versorgen umfassende Unterstützung, auch auf Landesebene, natürlich notwendig und sehr wichtig.

Das Motto des Kongresses spiegelt die bedeutende Rolle der Gießerei und die Entwicklung des russischen Maschinenbaukomplexes wider. Der Anteil von Gussteilen macht im Durchschnitt 50–70 % der Masse (im Werkzeugmaschinenbau bis zu 90 %) und 20–22 % der Maschinenkosten aus.

Gussteile tragen in Maschinen und Anlagen in der Regel hohe Belastungen und bestimmen deren Betriebssicherheit, Genauigkeit und Langlebigkeit. Daher werden derzeit erhöhte Anforderungen an die Qualität von Gussteilen gestellt.

Das Konzept „Qualitätsguss“ vereint eine Reihe von Anforderungen an ein Gussteil, das in Maschinen und Mechanismen verschiedener Branchen verwendet wird. Die Hauptanforderungen sind: Festigkeits- und Leistungseigenschaften, Form- und Maßgenauigkeit, Oberflächenbeschaffenheit, Präsentation, Mindestzugaben für die Bearbeitung.

Der Prozess zur Erzielung eines hochwertigen Gussstücks besteht aus zwei technologischen Hauptkomplexen: Erzielung einer hochwertigen Schmelze und Herstellung einer Gussform.Trotz der qualitativ hochwertigen Leistung dieser technologischen Prozesse können Gussfehler auftreten, wenn die Legierung ist in die Form gegossen und das Gussteil in Kontakt mit dem Formmaterial gekühlt. Daher ist der technologische Zyklus zur Herstellung eines Gussteils lang und verantwortungsvoll.

Der erste technologische Komplex besteht aus folgenden technologischen Verfahren: Vorbereitung von Einsatzstoffen und deren Schmelzen in einem Schmelzaggregat, thermisch-zeitliche Behandlung der Schmelze in einem Ofen, Verarbeitung der Schmelze außerhalb des Ofens (Modifikation, Läuterung) und Gießen es in eine Form.

Der zweite Komplex: Vorbereitung von Form- und Kernmischungen, Herstellung von Formen und Kernen, Montage von Formen und deren Bereitstellung zum Gießen (bei der Herstellung von Formen aus Sand-Ton- und kalthärtenden Mischungen) oder Herstellung von Metallformen beim Gießen in eine Kokille, Spritzguss, Schleuderguss usw. Nach dem Gießen, Härten und Abkühlen in der Form erfolgen die Prozesse Ausschlagen, Reinigen, Wärmebehandlung und Grundieren der Gussteile.

Trotz der Verwendung einer großen Anzahl technologischer Methoden und einer bedeutenden Liste von Materialien, Gießerei- und Hilfseinrichtungen für die Herstellung hochwertiger Gussteile nimmt die Gießereiproduktion in Russland eine führende Position unter anderen Beschaffungsindustrien des Maschinenbaukomplexes ein, wie z B. Schweißen und Schmieden. Nur die Gießereiproduktion ermöglicht es, geformte Rohlinge komplexer Konfiguration und Geometrie mit inneren Hohlräumen aus Eisen- und Nichteisenlegierungen mit einem Gewicht von wenigen Gramm bis zu 200 Tonnen zu erhalten.

Die Gießereiproduktion ist die wissensintensivste, energieintensivste und materialintensivste Produktion. Beim Entwickeln theoretische Grundlagen technologische Prozesse wenden die Grundlagenwissenschaften an: Physik, Chemie, physikalische Chemie, Hydraulik, Mathematik, Materialwissenschaften, Thermodynamik und andere angewandte Wissenschaften.

Für die Herstellung von 1 Tonne geeigneter Gussteile werden 1,2-1,7 Tonnen Metalleinsatzstoffe, Ferrolegierungen, Modifikatoren benötigt, Verarbeitung und Aufbereitung von 3-5 Tonnen Gießereisanden (beim Gießen in Sand-Ton-Formen), 3-4 kg von Bindemitteln (mit Gießen in Formen von XTS) und Farben. Der Stromverbrauch beim Schmelzen von Eisen- und Nichteisenlegierungen in Elektroöfen liegt zwischen 500 und 700 kW/h. In den Gießkosten machen Energiekosten und Brennstoff 50-60% aus, die Materialkosten 30-35%.

Wissenschaftliche Errungenschaften, die Entwicklung neuer technologischer Prozesse, Materialien und Ausrüstungen haben es in den letzten 10 Jahren ermöglicht, die mechanischen und betrieblichen Eigenschaften von Legierungen um 20 % zu verbessern, die Maß- und Geometriegenauigkeit zu erhöhen, Bearbeitungszugaben zu reduzieren und die Präsentation zu verbessern.

Die Verbesserung der Gussqualität ist untrennbar mit der Steigerung der Produktivität, der Automatisierung und Mechanisierung technologischer Prozesse sowie der wirtschaftlichen und ökologischen Leistung verbunden. Daher wird beim Bau neuer und beim Umbau alter Gießereien und Fabriken die Auswahl der technologischen Prozesse und Ausrüstungen auf der Grundlage der Art der Legierung, der Masse und des Sortiments der Gussstücke, des Produktionsvolumens der Gussstücke und der technischen Anforderungen getroffen Gussteile, technische, wirtschaftliche und ökologische Kennzahlen.

Um Perspektiven und eine Strategie für die weitere Entwicklung der Gießereiproduktion zu entwickeln, ist es notwendig, ihren Zustand in Russland insgesamt und getrennt in verschiedenen Branchen zu bewerten, die Entwicklungsperspektiven für vorrangige Branchen zu bestimmen und auf ihrer Grundlage die Perspektiven für die zu bestimmen Entwicklung von Eisen- und Nichteisenlegierungen, technologischen Prozessen und Ausrüstungen.

Betrachten Sie den aktuellen Stand der Gießereiindustrie in Russland.

Im Jahr 2015 wurden weltweit 104,1 Millionen Tonnen Gussteile aus Eisen- und Nichteisenlegierungen hergestellt. Die Produktionsmengen von Gussknüppeln aus Eisen- und Nichteisenlegierungen in den Ländern der Welt sind in Abb. ein.

Reis. ein

Einer experimentellen Schätzung zufolge gibt es in Russland derzeit etwa 1.100 Gießereien, die 2016 3,8 Millionen Tonnen Gussteile produzierten, und etwa 90 Unternehmen, die Ausrüstung und Materialien für die Gießereiproduktion herstellen.

Die Verteilung der Gießereien und Fabriken in Russland nach Kapazität ist in Abb. 1 dargestellt. 2.

Reis. 2 Verteilung der Gießereien und Werke nach Kapazität, 1000 t/Jahr und %

Derzeit in Russland die Hauptzahl der Gießereien (70%) mit einer Kapazität von bis zu 5.000 Tonnen pro Jahr.

Die Dynamik der Produktion von Gussteilen aus Eisen- und Nichteisenlegierungen im Zeitraum von 1985 bis 2016 ist in Tabelle 1 dargestellt.

Tabelle 1

Dynamik der Gussproduktion und Entwicklungsperspektiven bis 2020

Auf Abb. 3 zeigt die Dynamik der Entwicklung der Gussproduktion in den letzten 12 Jahren und Perspektiven bis 2020.

Die Hauptgründe für den starken Rückgang der Gussproduktion zwischen 1985 und 2010 waren:

1. Privatisierung. Viele Fabriken (etwa 30%) wurden aufgegeben, Ausrüstung und Kommunikation wurden zerschnitten und verschrottet, einschließlich der Fabriken - "Centroliths", die etwa 1,5 Millionen Tonnen Gussteile produzierten.

2. Allgemeine wirtschaftliche und technische Krise. Fehlende Gesetze, eine Kette gegenseitiger Zahlungsausfälle, Überlagerung von Fertigprodukten in Unternehmen, Mangel an Betriebskapital, Lohnrückstände.

3. Hohe Kreditzinsen, hohe Steuern und Zölle.

4. Hohe Preise für Energierohstoffe, Materialien, niedrige Löhne usw.

Daher ging das Produktionsvolumen von Gussknüppeln von 1985 bis 2010 um das 4,7-fache zurück.

In der zweiten Periode von 2005 bis 2016 wurden diese Gründe, die die Gießerei zerstörten, ergänzt durch die modische These „Alles, was es zu kaufen gibt, soll nicht produziert werden“.

Daher befindet sich der Großteil der Ausrüstung derzeit nicht nur in der Gießereiindustrie, sondern auch in der Metallurgie, in öffentlichen Versorgungsunternehmen, Landwirtschaft und andere Branchen werden im Ausland eingekauft. Bei dieser Fragestellung sind Gussteile nicht gefragt. Der Prozess des Konkurses und der Liquidation von Gießereien und Fabriken geht weiter. So hat sich die Zahl der Gießereien und Fabriken von 1985 bis heute von 2500 auf 1200 verringert, d.h. um 52 %, die durchschnittliche Auslastung bestehender Gießereien liegt bei 42 %.

Bis 2020 ist aufgrund der Entwicklung der Öl- und Gasindustrie, der Eisenbahn, der Verteidigung, der Luft- und Raumfahrt und anderer Industrien eine Steigerung der Gussproduktion absehbar. Grundsätzlich wird ein Wachstum in der Produktion von Gussteilen aus Stahl, Sphäroguss, Aluminium, Titan- und Magnesiumlegierungen prognostiziert, sowie ein Rückgang der Importe von Gießereiausrüstungen aufgrund von Importsubstitution.

In den letzten 5 Jahren ist die Produktion von Stahlguss um 14,2 % gestiegen, von Gussteilen aus Nichteisenlegierungen um 15 % und von Gusseisen um 24 %. Wir freuen uns auf 2016 bis 2020 Es wird (nach Expertenschätzungen) erwartet, dass die Produktion von Gussteilen aufgrund der Importsubstitution der Produktion von Gussteilen aus Nichteisenlegierungen (Aluminium, Magnesium, Titan, Spezial), Autokomponenten und Stahlguss auf 5 Millionen Tonnen steigen wird Ventilbau, Öl- und Gasindustrie, Schienenverkehr und eine Steigerung der Produktion von Haushaltsgeräten und verwandten Materialien für verschiedene Branchen.

Die Dynamik der Produktionsmengen von Gussteilen, Ausrüstung und Materialien in Russland ist in Tabelle 2 dargestellt.

Tabelle 2

Dynamik der Produktionsmengen in Russland von Gussteilen, Ausrüstung und Materialien

Inländische Gießereiausrüstung wird hauptsächlich in folgenden Unternehmen hergestellt: JSC "Siblitmash", JSC "Dalenergomash" - "Amurlitmash", LLC "Litmashpribor", LLC "Unirep-Service", LLC "Tebova - Nur", LLC "Zavod AKS", LLC "Toledo" Die Schmelzausrüstung wird hergestellt von: OOO SKB Sibelektorotherm, OOO NPF Comter, OOO Reltek, ZAO Nakal-Industrial Furnaces, Novozybkovsky-Werk für elektrische Ausrüstung, Saratov-Werk Elektorterm-93, OOO Elektrotekhnologiya, Jekaterinburg und LLC "Kurai" Ufa.

Sie erfüllen jedoch nicht vollständig die Anforderungen von Gießereien und Fabriken. Daher werden etwa 65 % der Gießereiausrüstung im Ausland gekauft, in Ländern wie Deutschland, Italien, China, Japan, der Türkei, der Tschechischen Republik usw.

Derzeit werden die folgenden Geräte nicht in Russland hergestellt:

• automatische und mechanisierte Hochleistungslinien zur Herstellung von kastenförmigen und kastenlosen Formen aus rohen Sand-Ton- und kalthärtenden Mischungen;
• Maschinen zur Herstellung von Formen aus Sand-Ton-Mischungen mit Kastengrößen von 400 * 500 mm bis 1200 * 1500 mm.
• Maschine zur Herstellung von Gießereikernen für Warm- und Kaltwerkzeuge;
• Ausrüstung zum Lackieren von Formen;
• Chargenmischer u kontinuierliche Aktion zur Herstellung von kaltgemischten Mischungen mit einer Leistung von mehr als 10 t/h.
• Kühlmaschinen und Niederdruckgießmaschinen;
• Schleudergussmaschinen;
• Mittelfrequenz-Induktionsöfen mit einer Kapazität von mehr als 6 Tonnen zum Schmelzen von Eisen und Stahl:
• Ausrüstung zur Regenerierung von CTS-Mischungen;
• Ausrüstung für die Wärmebehandlung von Gussteilen.

Daher müssen im geplanten Zeitraum Gießereianlagen und zugehörige Technologien angeschafft werden.

Es ist zu beachten, dass bestimmte Arten von in Russland hergestellten Geräten in Bezug auf die Qualität und in einigen Fällen in Bezug auf die Kosten ausländischen Geräten unterlegen sind.

Die Verordnung Nr. 9 vom 14. Januar 2017 verbietet den Kauf von Geräten, die nicht in Russland hergestellt wurden. Das Verbot allein wird jedoch die Probleme der Herstellung hochwertiger Geräte nicht lösen. Es ist notwendig, die Liste der wichtigsten Fabriken - Hersteller von Gießereianlagen - zu bestimmen und ihnen finanzielle Unterstützung für die Modernisierung der Produktion zu gewähren.

Im Jahr 2016 beliefen sich die Importe von Ausrüstungen und Ersatzteilen aus aller Welt auf rund 500 Millionen US-Dollar. Im Vergleich zu 2015 gingen die Ausrüstungsimporte um 9 % zurück.

Nach Experteneinschätzung reichen die Kapazitäten der bestehenden Werke nicht aus, um die von der Gießereiindustrie benötigten Anlagen herzustellen. Es ist notwendig, neue Produktionsanlagen mit moderner technologischer Ausrüstung zu bauen oder Anlagen in anderen Branchen, insbesondere Anlagen in der Werkzeugmaschinenindustrie, umzuschulen.

Eisen- und Nichteisen-Gussteile sind in verschiedenen Branchen weit verbreitet. Jede Branche stellt ihre eigenen spezifischen Anforderungen an Gussteile in Bezug auf Nomenklatur, mechanische und betriebliche Eigenschaften, Art der Legierung, Masse der Gussteile und dementsprechend nach Art der technologischen Prozesse und Ausrüstung.

Die Produktion von Gussteilen durch die Industrie ist in Abb. 1 dargestellt. 3.

Die Herstellung von Gussteilen aus Eisen- und Nichteisenlegierungen ist in Abb. 1 dargestellt. 4.

Die Verteilung der Gussproduktionsmengen nach technologischen Produktionsprozessen in Abb. 5.

Reis. 3.

Reis. 4. Produktion von Gussteilen aus Eisen- und Nichteisenlegierungen nach Industrie, %

Reis. 5.

In den letzten 5 Jahren wurden mehr als 160 Gießereien komplett oder teilweise rekonstruiert. Vielversprechende technologische Prozesse werden weitgehend beherrscht: Schmelzen von Gießereilegierungen in Induktions- und Elektrolichtbogenöfen, Erhöhung des Anteils der Produktion von Gussteilen aus hochfestem Gusseisen, Magnesium- und Aluminium- und Titanlegierungen, Herstellung von Formen und Kernen aus ihren kalthärtenden Mischungen, Modellierung von Gießereiprozessen unter Verwendung numerischer, einschließlich 3D-Technologien.

In den letzten Jahren sind die Produktionsmengen von Gussteilen aus Aluminium- und Magnesiumlegierungen gestiegen, die in einigen Fällen Gussteile aus Eisen und Stahl ersetzen. Mit modernen Methoden der Veredelung, Modifizierung, Mikrolegierung und Entgasung ist es möglich, hohe Festigkeitseigenschaften von Legierungen bis zu 450-500 MPa zu erhalten.

Die Produktionsmengen von Gussknüppeln aus Nichteisenlegierungen (nach experimentellen Schätzungen) sind in der Tabelle angegeben. 3

Für das Schmelzen von Eisenlegierungen sind vielversprechende Technologien das Schmelzen in Lichtbogen- und Induktionsöfen, die eine stabile chemische Zusammensetzung und Temperatur für die Verarbeitung außerhalb des Ofens durch Raffinationsverfahren bieten und modifiziert werden.

Von 2010 bis 2016 Eisenschmelze in Induktionsöfen und Duplex-Verfahren um 30 % gesteigert. Dabei ist zu berücksichtigen, dass das Wachstum der Produktion von Elektroeisenschmelzen nicht nur durch den Ersatz von Kupolöfen durch Induktionsöfen, sondern auch durch die Schließung von Gießereien mit Kupolschmelzen von Gusseisen erfolgt.

Durch den Übergang zur Elektroschmelze von Gusseisen konnte die Produktion von Gussteilen aus hochfestem Gusseisen um 12,5 % gesteigert werden.

Entsprechend veränderte sich auch die durchschnittliche Zusammensetzung der Einsatzstoffe während der Eisenverhüttung in verschiedenen Schmelzaggregaten. In der Ladung stieg die Menge an Stahl- und Gusseisenschrott um 15 % und die Menge an Barrengießerei und gesättigtem Gusseisen sank um 28 %.

Eine wichtige Rolle bei der Gewinnung hochwertiger Gussteile spielen Verfahren zur Gewinnung von Gussformen und -kernen. Vielversprechend sind dynamische Verfahren zum Abdichten von Formen aus kalthärtenden Mischungen. Derzeit beträgt die Produktion von Formen aus PGS 60%, aus CTS 40%. In den letzten 5 Jahren ist die Produktion von Formen für ihr CTS um 11 % gestiegen.

Daher sind die vielversprechendsten Bereiche für die Entwicklung der Gießereiproduktion:

Schmelzen von Eisenlegierungen in Mittelfrequenz-Induktionsöfen und AC- und DC-Lichtbogenöfen;

• Entwicklung und Produktion moderner Anlagen zur Herstellung von Formen und Kernen:
• Entwicklung der Produktion von Gussteilen aus Sphäroguss und Gussteilen aus Aluminium, Magnesium, Titan und Sonderlegierungen;
• Bau neuer und Umbau alter Gießereien zur Herstellung von Gießereiausrüstung, Zusammenlegung von Gießereien und Zusammenschluss zu Kapitalgesellschaften.

Die Modernisierung der Gießerei ist eng mit der Ausbildung des Personals verbunden. Ohne die Ausbildung von Spezialisten einer neuen Formation ist es unmöglich, neue Technologien zu entwickeln und zu beherrschen, die auf die Verbesserung der Produktqualität und die Steigerung der Arbeitsproduktivität abzielen.

Die Erfahrung der letzten Jahre zeigt, dass die Ausbildung des Personals (Ingenieure, Techniker, Arbeiter) bei der Schulfamilie ansetzen muss.Das Ausbildungsniveau in den Schulen liegt deutlich unter dem Anforderungsniveau, das für Schulabgänger beim Eintritt in höhere Bildungseinrichtungen gilt.

Das Interesse junger Menschen an einem Hochschulstudium für eine Gießerei-Fachrichtung hat merklich abgenommen, das Ansehen nimmt stark ab technische Arbeit. Es ist notwendig, zur Methodik der Ausbildung von Ingenieuren an Universitäten zurückzukehren, die Verteilung von Spezialisten auf die Unternehmen des Landes mit der Bereitstellung von Sozialleistungen.

Alle wissenschaftlichen Aktivitäten konzentrieren sich auf die Gießereiabteilungen der Universitäten, die nicht mit modernen Forschungsgeräten und Lehrmitteln ausgestattet sind.

In den letzten Jahren hat sich die Zahl der Gießerei-Fachbereiche stark verringert, der Prozess der Zusammenlegung der Gießerei-Fachbereiche mit den Fachbereichen Schweißen, Metallkunde und Werkstoffkunde ist im Gange. Die Verbindung zwischen Wissenschaft und Produktion ist gebrochen, es gibt keine enge Verbindung zwischen Universitäten und Unternehmen über die Vorbereitung und Nutzung von Bachelor-Studiengängen. Infolgedessen arbeiten nur 30% der Absolventen der Gießereiabteilungen in ihrem Fachgebiet, und Gießereiunternehmen verfügen nicht über hochqualifizierte Fachkräfte.

Derzeit arbeiten in der Gießerei etwa 350.000 Menschen, darunter Arbeiter - 92%, Wirtschaftswissenschaftler und Manager - 3%, Ingenieure - 4,8%, Wissenschaftler - 0,2% (Abb. 6).

Reis. 6.

Insofern kann die Ausbildung von Lehrkräften nicht ausgeschlossen werden. Die Ausbildung von Fachkräften hinkt heute oft der Entwicklung der Produktion hinterher.

Die Modernisierung und Rekonstruktion der Gießereien schreitet langsam voran auf der Grundlage neuer umweltfreundlicher technologischer Prozesse und Materialien, fortschrittlicher Ausrüstung, die hochwertige Gussteile liefert, die internationalen Standards entsprechen.

Einzelne Beispiele der teilweisen Modernisierung der Gießereiproduktion entsprechen jedoch nicht den Weltstandards, dem Tempo der Verbesserung der Qualität von Gussknüppeln und der Steigerung der Arbeitsproduktivität. Heute ist es notwendig, flexible Produktionsanlagen zu bauen, die die Kontinuität der technologischen Ausrüstungskette und die Möglichkeit ihrer Neueinstellung bei der Herstellung einer breiten Palette von Gussteilen gewährleisten.

Es ist notwendig, eine Strategie und Taktik für die Entwicklung der Gießereiproduktion in Russland für die nächsten 10-15 Jahre zu entwickeln. Unter Berücksichtigung des branchenübergreifenden Charakters der Gießereiproduktion sollten sich hochqualifizierte Spezialisten mit reichhaltiger praktischer Erfahrung mit aktiver Unterstützung der Regierung der Russischen Föderation entwickeln.

Jeder Zweig des Maschinenbaukomplexes hat seine eigenen Merkmale bei der Verwendung von Gussrohlingen aus Eisen- und Nichteisenlegierungen, den mechanischen und betrieblichen Eigenschaften von Gussteilen, der Verwendung von Gussrohlingen aus Eisen- und Eisen- und Nichteisenlegierungen, der mechanische und betriebliche Eigenschaften von Gussstücken, Verwendung technologischer Verfahren und Ausrüstungen zur Herstellung von Gussstücken, Gewicht und Nomenklatur von Gussteilen, Art der Produktion (Klein-, Serien-, Massenproduktion) usw.

Daher ist es in der ersten Phase notwendig, Arbeitsgruppen zu bilden und die bestehende Produktion von Gussknüppeln durch die Industrie zu analysieren und die Aussichten für ihre Entwicklung bis 2020 und 2030 zu bestimmen.

Auf der Grundlage dieser Daten können vorrangige Sektoren, Produktionsmengen von Gussteilen aus Eisen- und Nichteisenlegierungen sowie der Bedarf an Ausrüstung und Materialien bestimmt werden.

Parallel dazu ist es notwendig, eine Strategie für die Entwicklung der Gießereitechnik und -ausbildung zu entwickeln. Es ist notwendig, die Produktions- und Technologiekapazitäten für die Herstellung von Gießereiausrüstung in bestehenden Anlagen zu bestimmen, die Liste der Ausrüstung zu bestimmen, die der Importsubstitution unterliegt und die innerhalb des festgelegten Zeitrahmens der Strategie im Ausland gekauft werden muss.

Daher ist die Entwicklung einer Strategie für die Entwicklung der Gießereiproduktion in Russland eine komplexe, branchenübergreifende und komplexe Aufgabe, die einige Zeit und finanzielle Mittel erfordert. In Ermangelung klarer Daten über die Bedürfnisse von Gussteilen: „wie viel“, „welche“ und „an wen“, kann keine Gießerei-Entwicklungsstrategie entwickelt und erfolgreich umgesetzt werden.

Um die Aussichten für die Entwicklung der Gießereiproduktion zu realisieren, ist es notwendig:

1. Einrichtung einer Bundesforschungsanstalt für Gießerei zur Koordinierung wissenschaftlicher Aktivitäten, Kommunikation der akademischen Wissenschaft mit Ministerien, Universitäten und Fabriken.
2. Schaffung einer Gießereiabteilung innerhalb der Struktur des Ministeriums für Industrie und Handel der Russischen Föderation und Ausstattung mit Spezialisten, die für die Koordinierung der technischen und technologischen Aktivitäten von Gießereien in verschiedenen Branchen, die Entwicklung neuer technologischer Prozesse, Ausrüstungen und Materialien sowie deren Verbesserung verantwortlich sind die Fähigkeiten des Ingenieurwesens, des mittleren Managements und der Arbeiter.
3. Schaffen Sie Forschungs- und Produktionszentren in den Gießereiabteilungen der Universitäten des Landes und statten Sie sie mit moderner technologischer Ausrüstung, Instrumenten und Spezialisten aus.
4. Neubau oder Modernisierung alter Maschinenbauanlagen, einschließlich Werkzeugmaschinenanlagen zur Herstellung von Gießereiausrüstungen. ihnen die nötigen Finanzmittel zur Verfügung stellen.
5. Wiederaufnahme der staatlichen jährlichen Berichterstattung der Gießereien über die Herstellung und den Kauf von Produkten (Ausrüstung, Materialien, Gussteile, (für Legierungen).
6. Empfehlen Sie dem Ministerium für Bildung und Wissenschaft, dem Profil „Gießerei“ den Status akut knapper Fachrichtungen zuzuweisen und die Ingenieurausbildung an den Universitäten wieder aufzunehmen.
7. Achten Sie auf die Aktivitäten öffentlicher Organisationen und geben Sie ihnen angemessene Befugnisse und finanzielle Unterstützung, unter Berücksichtigung der Erfahrung der Arbeit der Gießereiverbände der BRICS-Länder mit der Regierung.
8. Richten Sie am ersten Sonntag im Juni einen Berufsfeiertag "Gründertag" ein.

Wir hoffen, dass es durch die gemeinsamen Bemühungen von Wissenschaftlern, Wissenschaftlern, Unternehmensleitern, Gießereispezialisten und öffentlichen Organisationen mit aktiver Unterstützung der Regierung der Russischen Föderation möglich sein wird, die Wettbewerbsfähigkeit der russischen Gießereiproduktion auf der Welt erheblich zu steigern Stufe.

I. A. Dibrov, Professor, Doktor der technischen Wissenschaften, Präsident des Russischen Verbandes der Gießereiarbeiter, Verdienter Metallurge der Russischen Föderation, Chefredakteur Zeitschrift "Gründer Russlands"

Die Gießerei ist eines der ältesten Handwerke der Menschheit. Bronze war das erste Gussmaterial. In der Antike waren Bronzen komplexe Legierungen auf Kupferbasis mit Zusatz von Zinn (5-7%), Zink (3-5%), Antimon und Blei (1-3%) mit Verunreinigungen aus Arsen, Schwefel, Silber (Zehntel von einem Prozent). Der Ursprung der Bronzeverhüttung und der Herstellung von daraus gegossenen Produkten (Waffen, Schmuck, Gebrauchsgegenstände etc.) in verschiedenen Regionen geht auf das 3.-7. Jahrtausend v. Chr. zurück. Anscheinend wurde das Schmelzen von nativem Silber, Gold und ihren Legierungen fast gleichzeitig gemeistert. Auf dem Gebiet, auf dem die Ostslawen lebten, tauchte in den ersten Jahrhunderten nach Christus ein entwickeltes Gießereihandwerk auf. e.

Die wichtigsten Methoden zur Herstellung von Gussteilen aus Bronze und Silber- und Goldlegierungen waren das Gießen in Steinformen und das Gießen auf Wachs. Steinformen wurden aus weichen Kalksteinfelsen hergestellt, in die eine Arbeitshöhle geschnitten wurde. Normalerweise wurden Steinformen ins Freie gegossen, so dass eine Seite des Produkts, die durch die offene Oberfläche der Schmelze gebildet wurde, flach ausfiel. Beim Gießen auf Wachs wurden zunächst Wachsmodelle als exakte Kopien zukünftiger Produkte hergestellt. Diese Modelle wurden in eine flüssige Tonlösung getaucht, die dann getrocknet und gebrannt wurde. Das Wachs brannte aus und die Schmelze wurde in den entstandenen Hohlraum gegossen.

Ein großer Fortschritt in der Entwicklung des Bronzegusses wurde gemacht, als mit dem Gießen von Glocken und Kanonen begonnen wurde (XV-XVI Jahrhunderte). Das Geschick und die Kunst russischer Handwerker, die einzigartige Bronzegüsse herstellten, sind weithin bekannt - die Zarenkanone mit einem Gewicht von 40 Tonnen (Andrey Chokhov, 1586) und die Zarenglocke mit einem Gewicht von 200 Tonnen (Ivan und Mikhail Motorins, 1736).

Bronzen und später Messing waren viele Jahrhunderte lang das Hauptmaterial für die Herstellung von Kunstguss, Denkmälern und Skulpturen. Bis heute ist eine Bronzeskulptur des römischen Kaisers Marcus Aurelius (2. Jh. n. Chr.) erhalten. Weltweite Berühmtheit erlangten die Bronzedenkmäler für Peter den Großen in Leningrad (1775) und das Millennium of Russia-Denkmal in Nowgorod (1862). In unserer Zeit wurde ein gegossenes Bronzedenkmal für Juri Dolgoruky, den Gründer von Moskau, angefertigt (1954).

Im 18. Jahrhundert. In Bezug auf Masse und Vielseitigkeit rückte ein neuer Gusswerkstoff in den Vordergrund – Gusseisen, das als Grundlage für die Entwicklung der Maschinenindustrie in der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts diente, in Bezug auf Masse und Vielseitigkeit. Die Gießereiproduktion von Nichteisenmetallen und -legierungen bestand in der Gewinnung von geformten Gussstücken aus Zinnbronzen und Messing und Barren aus Kupfer, Bronze und Messing. Geformte Gussteile wurden nur durch Gießen in Sandformen hergestellt (damals sagten und schrieben sie "Erdformen", "in den Boden gießen"). Barren wurden mit einer Masse von nicht mehr als 200 kg durch Gießen in Gusseisenformen erhalten.

Die nächste Stufe in der Entwicklung der Gießereiproduktion von Nichteisenmetallen und -legierungen begann um 1910-1920, als neue Legierungen entwickelt wurden, hauptsächlich auf der Basis von Aluminium und etwas später auf der Basis von Magnesium. Gleichzeitig begann die Entwicklung von Form- und Knüppelgussteilen aus Sonderbronzen und Messingen - Aluminium, Silizium, Mangan, Nickel, sowie die Entwicklung der Herstellung von Barren aus Nickel und seinen Legierungen. 1920-1930. Zinklegierungen für den Druckguss entstehen. 1930-1940. Formguss aus Nickellegierungen entwickelt. Zeitraum 1950-1970 war geprägt von der Entwicklung der Technologie zum Schmelzen und Gießen von Titan und seinen Legierungen, Uran und anderen radioaktiven Metallen, Zirkonium und darauf basierenden Legierungen, Molybdän, Wolfram, Chrom, Niob, Beryllium und Seltenerdmetallen.

Die Entwicklung neuer Legierungen erforderte eine radikale Umstrukturierung der Schmelztechnologie und Schmelzausrüstung, den Einsatz neuer Formstoffe und neuer Methoden zur Herstellung von Formen. Der Massencharakter der Produktion trug zur Entwicklung neuer Prinzipien für die Organisation der Produktion bei, basierend auf einer umfassenden Mechanisierung und Automatisierung der Prozesse der Herstellung von Formen und Kernen, Schmelzen, Gießen von Formen und Bearbeiten von Gussteilen.

Die Notwendigkeit, die hohe Qualität von Gussknüppeln sicherzustellen, hat zu intensiven wissenschaftlichen Forschungen über die Eigenschaften flüssiger Metalle, die Wechselwirkungsprozesse von Schmelzen mit Gasen, feuerfesten Materialien, Schlacken und Flussmitteln, Raffinationsprozesse von Einschlüssen und Gasen sowie die Kristallisation von Metalllegierungen geführt bei sehr niedrigen und sehr hohen Kühlraten Füllvorgänge

Gießereien X Schmelzformen, Erstarrung von Gussstücken mit Begleiterscheinungen - volumetrische und lineare Schwindung, Auftreten einer anderen Struktur, Seigerungen, Spannungen. Der Beginn dieser Studien wurde in den Jahren 1930-1940 gelegt. akad. A. A. Bochvar, der die Grundlagen für die Theorie der Gießeigenschaften von Legierungen legte.

Ab 1920-1930. Zum Schmelzen von Nichteisenmetallen [Metallen und Legierungen] werden häufig Elektroöfen verwendet - Widerstand, Induktionskanal und Tiegel. Das Schmelzen von Refraktärmetallen erwies sich als praktisch nur unter Verwendung einer Bogenentladung im Vakuum und einer Elektronenstrahlerwärmung möglich. Momentan die Zeit läuft Entwicklung des Plasmaschmelzens ist der nächste Schritt das Schmelzen mit einem Laserstrahl.

1940-1950. Es gab einen massiven Übergang vom Gießen in Sandformen zum Gießen in Metallformen - Formen (Aluminiumlegierungen, Magnesium und Kupfer) zum Druckgießen (Zink, Aluminium, Magnesiumlegierungen, Messing). In den gleichen Jahren wurde im Zusammenhang mit der Herstellung von gegossenen Turbinenschaufeln aus hitzebeständigen Nickellegierungen das uralte Wachsgussverfahren, Feinguss genannt und heute Feinguss genannt, auf neuer Grundlage wiederbelebt. Dieses Verfahren lieferte Gussteile mit sehr geringen Bearbeitungszugaben aufgrund sehr genauer Abmessungen und hohe Reinheit Oberfläche, die aufgrund der äußerst schwierigen Zerspanbarkeit aller hitzebeständigen Legierungen auf Nickel- und Kobaltbasis notwendig war.

In den Jahren 1920-1930 im Rohlingsguss (Beschaffung von Barren für die anschließende Verformung zur Herstellung von Halbzeugen). Anstelle von Gusseisen wurden in den 1940-1950er Jahren wassergekühlte Formen verwendet. Es gibt eine Einführung des halbkontinuierlichen und kontinuierlichen Gießens von Barren aus Aluminium-, Magnesium-, Kupfer- und Nickellegierungen.

1930-1940. Die Konstruktionsprinzipien der Technologie zum Gießen von Formen und zum Erstarren von Gussstücken haben sich grundlegend geändert. Diese Änderungen waren sowohl auf einen starken Unterschied in den Eigenschaften neuer Gusslegierungen von den Eigenschaften von herkömmlichem Grauguss und Zinnbronze (Bildung starker Oxidfilme, große volumetrische Schwindung, unterschiedliches Kristallisationsintervall von Legierung zu Legierung) und auf eine erhöhte Anforderungen an Gussteile in Bezug auf Festigkeit, Dichte und Homogenität.

Im Gegensatz zu den alten sich verjüngenden wurden Designs für neue expandierende Angusssysteme entwickelt. Bei expandierenden Anlagen vergrößern sich die Querschnittsflächen der Kanäle vom Steigrohr bis zu den Aufgabetoren, so dass der Engpass der Abschnitt des Steigrohres am Übergang zum Schlackensammler ist. Dabei fließen die ersten Anteile des aus dem Steigrohr in die nicht verfüllbare Schlackengrube fließenden Metalls unter Einwirkung eines sehr geringen Drucks in der unverfüllten Schlackengrube in die Schlackengrube. Dieser kleine Druck erzeugt eine entsprechend kleine Lineargeschwindigkeit der in den Formhohlraum eintretenden Schmelze. Die Schmelzstrahlen in der Form zerfallen nicht in Tropfen, fangen keine Luft ein; aber der Oxidfilm wird auf der Oberfläche der Schmelze in der Form zerstört, die Schmelze wird nicht mit Filmen verunreinigt. Aufgrund dieser Vorteile von expandierenden Angusssystemen werden sie derzeit verwendet, um kritische Gussteile aus allen Legierungen zu erhalten,

Eine weitere wichtige Errungenschaft in der Technologie zur Gewinnung hochwertiger Gussteile, die während der Entwicklung von Formgussteilen aus neuen NE-Metalllegierungen entwickelt und umgesetzt wurde, ist das Prinzip der gerichteten Erstarrung von Gussteilen. Die Erfahrungen bei der Herstellung von Gussstücken aus traditionellen, „alten“ Gusslegierungen – Grauguss und Zinnbronze – zeigten, dass es notwendig war, die Schmelzezufuhr zur Form zu verteilen, um vor allem eine sichere Füllung des Formhohlraums zu gewährleisten und das Verhindern seiner lokalen Erwärmung. Das Volumen von Grauguss ändert sich während der Kristallisation fast nicht, daher sind Gussteile aus dieser Legierung praktisch nicht von Schrumpfporosität oder Schalendicke betroffen und benötigen keine Gewinne.

"Alte" Zinnbronzen mit 8-10% Zinn hatten ein sehr großes Kristallisationsintervall, daher manifestierte sich beim Gießen in Sandformen jede volumetrische Schwindung in Gussteilen in Form einer fein verstreuten Porosität, die mit bloßem Auge nicht zu unterscheiden war. Es wurde der Eindruck erweckt, dass das Metall im Guss dicht war und dass sich die Nutzung der Erfahrung aus der Gewinnung von Eisenguss mit der Zufuhr von Metall zu seinen dünnen Teilen im Fall des Gusses von Bronzeprodukten rechtfertigte. Profite als technologische Flut an Gussteilen gab es einfach nicht. In der Form war nur eine Erhebung vorgesehen - ein vertikaler Kanal aus dem Formhohlraum, in dem das Auftreten einer Schmelze als Zeichen für das Füllen der Form diente.

Um hochwertige Gussteile aus neuen Legierungen zu erhalten, hat es sich als notwendig erwiesen, eine gerichtete Erstarrung von dünnen Teilen, die natürlicherweise zuerst aushärten, zu massiveren und weiter zu den Speisern durchzuführen. Dabei wird der Volumenverlust bei der Kristallisation des jeweils zuvor erstarrten Bereichs durch die Schmelze des noch nicht erstarrten Bereichs und schließlich durch die zuletzt erstarrten Überschüsse ergänzt. Eine solche gerichtete Erstarrung erfordert eine sehr kompetente Wahl des Ortes der Schmelzezufuhr zur Form. Es ist unmöglich, die Schmelze in den dünnsten Abschnitt des Abschnitts zu bringen, es ist rationeller, flüssiges Metall in der Nähe des Gewinns zuzuführen, damit sich dieser Teil der Form während des Füllens erwärmt. Um eine gerichtete Erstarrung zu erzeugen, ist es notwendig, gezielt jene Teile der Form einzufrieren, an denen die Erstarrung schneller erfolgen soll. Dies wird durch Kühler in Sandformen oder spezielle Kühlung in Metallformen erreicht. Dort, wo zuletzt ausgehärtet werden soll, wird die Form bewusst isoliert oder beheizt.

Das bei der Entwicklung der Gussherstellung aus Aluminium- und Magnesiumlegierungen realisierte und formulierte Prinzip der gerichteten Erstarrung ist heute unabdingbar, um hochwertige Gussteile aus beliebigen Legierungen zu erhalten.

Die Entwicklung wissenschaftlicher Grundlagen für das Schmelzen von Nichteisenlegierungen, ihre Kristallisation und die Beherrschung der Technologie zur Herstellung von Formguss und Barren ist das Verdienst einer großen Gruppe von Wissenschaftlern, von denen viele eng mit der Hochschulbildung verbunden waren. Zuallererst sollten sie A. A. Bochvar, S. M. Voronov, I. E. Gorshkov, I. F. Kolobnev, N. V. Okromeshko, A. G. Spassky, M. V. Sharov umfassen.

Wissenschaftliche Entwicklungen und Produktionsverfahren auf dem Gebiet der Gießereiherstellung von Nichteisenmetallen in unserem Land entsprechen den fortgeschrittenen Errungenschaften des wissenschaftlichen und technischen Fortschritts. Ihr Ergebnis war insbesondere die Schaffung moderner Kokillenguss- und Druckgusswerkstätten im Wolga-Automobilwerk und in einer Reihe anderer Unternehmen. Große Spritzgießmaschinen mit einer Formschließkraft von 35 MN werden erfolgreich im Zavolzhsky Motor Plant betrieben, das Zylinderblöcke aus Aluminiumlegierung für das Wolga-Auto herstellt. Im Altai Motor Plant wurde eine automatisierte Linie zur Herstellung von Gussteilen durch Spritzgießen gemeistert. In der Sowjetunion wurde zum ersten Mal weltweit der Prozess des Stranggießens von Barren aus Aluminiumlegierungen in eine elektromagnetische Form entwickelt und beherrscht. Dieses Verfahren verbessert die Qualität der Barren erheblich und reduziert die Abfallmenge in Form von Spänen während des Drehens.

Die Hauptaufgabe der Gießerei in unserem Land ist eine deutliche Gesamtverbesserung der Gussqualität, die sich in einer Verringerung der Wandstärke, einer Verringerung der Bearbeitungszugaben und Angusssystemen ausdrücken sollte, während die ordnungsgemäßen Betriebseigenschaften der Produkte erhalten bleiben. Das Endergebnis dieser Arbeit)) "sollte darin bestehen, den gestiegenen Anforderungen des Maschinenbaus gerecht zu werden notwendige Menge Gussknüppel ohne wesentliche Erhöhung der gewichtsmäßigen Gesamtausbringung von Gussteilen.

Das Problem der Qualitätsverbesserung von Gussstücken ist eng mit dem Problem des sparsamen Umgangs mit Metall verbunden. Bei Nichteisenmetallen werden diese beiden Probleme besonders akut. Aufgrund der Erschöpfung der reichhaltigen Vorkommen an Nichteisenmetallen steigen die Kosten für ihre Produktion kontinuierlich und erheblich. Heute sind Nichteisenmetalle fünf- bis zehnmal teurer als Gusseisen und Kohlenstoffstahl. Daher ist der sparsame Einsatz von Nichteisenmetallen, die Reduzierung von Verlusten, die vernünftige Verwendung von Abfällen eine unabdingbare Voraussetzung für die Entwicklung der Gießereiproduktion.

In der Industrie steigt der Anteil an NE-Metalllegierungen, die durch die Verarbeitung von Abfällen - Besäumlinge, Späne, verschiedene Schrotte und Schlacken - gewonnen werden, ständig an. Diese Legierungen enthalten eine erhöhte Menge verschiedener Verunreinigungen, die ihre technologischen Eigenschaften und Leistungsmerkmale von Produkten beeinträchtigen können. Daher wird derzeit intensiv geforscht, um Verfahren zur Veredelung solcher Schmelzen zu entwickeln und um eine Technologie zur Gewinnung hochqualitativer Gussknüppel zu entwickeln.

ANFORDERUNGEN AN GUSSTEILE

Gussteile aus NE-Metall-Legierungen müssen eine bestimmte chemische Zusammensetzung, ein bestimmtes Maß an mechanischen Eigenschaften, die erforderliche Maßhaltigkeit und Oberflächenreinheit ohne äußere und innere Fehler aufweisen, Risse, Verklebungen, Durchgangslöcher und Brüchigkeit sind in Gussstücken nicht zulässig. Oberflächen, die Grundlage für die Bearbeitung sind, dürfen keine Durchbiegungen und Beschädigungen aufweisen. Zulässige Fehler, ihre Anzahl, Erkennungsmethoden und Korrekturmethoden werden durch Industriestandards (OSTs) und geregelt Spezifikationen.

Gussteile werden mit geschnittenen Angüssen und geschnittenen Speisern geliefert. Trimmstellen und Stümpfe auf unbehandelten Flächen werden bündig gereinigt. Die Ausbesserung von Mängeln durch Schweißen und Imprägnieren ist zulässig. Die Notwendigkeit einer Wärmebehandlung wird durch die technischen Gegebenheiten bestimmt.

Die Maßhaltigkeit von Gussteilen muss den Anforderungen von OST 1.41154-72 entsprechen. Toleranzen, einschließlich der Summe aller Abweichungen von den Maßen der Zeichnung, die in verschiedenen Phasen der Gussstückherstellung auftreten, mit Ausnahme von Abweichungen aufgrund vorhandener Gussschrägen, müssen einer der sieben Genauigkeitsklassen (Tabelle 20) entsprechen. In jeder Genauigkeitsklasse sind alle Toleranzen für jede Größe eines Typs (D, T oder M) für ein bestimmtes Gussstück gleich und werden entsprechend der größten Gesamtgröße festgelegt.

Die bearbeiteten Oberflächen der Gussteile müssen eine Bearbeitungszugabe haben. Der Mindestzuschlag muss größer sein als die Toleranz. Die Größe des Aufmaßes wird durch die Gesamtabmessungen und die Genauigkeitsklasse der Gussstücke bestimmt.

Die Oberflächenbeschaffenheit der Gussteile muss der angegebenen Rauheitsklasse entsprechen. Dies hängt von der Methode zur Herstellung von Gussteilen, den für die Herstellung von Formen verwendeten Materialien und der Qualität der Oberflächenvorbereitung von Modellen, Formen und Formen ab. Um Gussteile zu erhalten, die den oben genannten Anforderungen genügen, werden verschiedene Gussverfahren in Einweg- und Mehrwegformen eingesetzt.

KLASSIFIZIERUNG DER GUSSTEILE

Gemäß den Nutzungsbedingungen werden Gussteile unabhängig von der Herstellungsmethode in drei Gruppen eingeteilt: allgemein, verantwortlich und besonders verantwortlich.

Zur Gruppe allgemeiner Zweck enthalten Gussteile für Teile, die nicht auf Festigkeit berechnet sind. Ihre Konfiguration und Abmessungen werden nur durch konstruktive und technologische Überlegungen bestimmt. Solche Gussteile werden keiner Röntgenprüfung unterzogen.

Verantwortliche Gussteile werden für die Herstellung von Teilen verwendet, die auf Festigkeit berechnet sind und unter statischen Belastungen arbeiten. Sie werden einer selektiven Röntgenkontrolle unterzogen.

Gussstücke für festigkeitsberechnete Teile, die zyklischen und dynamischen Belastungen ausgesetzt sind, gehören zu den besonders verantwortungsvollen Verwendungszwecken. Sie unterliegen einer individuellen Steuerung durch Röntgenstrahltransmission, einer Fluoreszenzsteuerung und einer Steuerung durch Wirbelströme.

Je nach Umfang der Abnahmeprüfungen sehen die Industrienormen OST 11.90021-71, OST 1.90016-72, OST 1.90248-77 eine Einteilung von Gussteilen aus NE-Metalllegierungen in drei Gruppen vor.

Gruppe 1 umfasst Gussstücke, deren Kontrolle der mechanischen Eigenschaften selektiv an Proben durchgeführt wird, die aus dem Körper der Kontrollgussstücke geschnitten wurden, mit gleichzeitiger Prüfung der mechanischen Eigenschaften an getrennt gegossenen Proben aus jeder Schmelze oder einer Stückprüfung an Proben, die aus gegossenen Rohlingen geschnitten wurden jedem Guss, sowie Stückdichtekontrolle (Röntgen).

Gruppe II umfasst Gussstücke, deren mechanische Eigenschaften an separat gegossenen Proben oder an zum Gussstück gegossenen Rohlingen geschnittenen Proben und auf Wunsch des Verbraucherwerks an aus Gussstücken geschnittenen Proben (selektiv) sowie stückig oder selektiv bestimmt werden Kontrolle für die Dichte von Gussstücken Röntgenverfahren. (Für Gussstücke der Gruppe IIa wird keine Dichtekontrolle durchgeführt).

Gruppe III besteht aus Gussstücken, bei denen nur die Härte kontrolliert wird. Auf Wunsch des Verbraucherwerkes werden die mechanischen Eigenschaften an separat gegossenen Mustern überprüft.

Die Zuordnung der Gussteile zu der entsprechenden Gruppe erfolgt durch den Konstrukteur und ist in der Zeichnung festgelegt.

Je nach Herstellungsverfahren, Oberflächenbeschaffenheit, Masse der größten geometrischen Größe, Wanddicke, Eigenschaften in Mörtel, Rippen, Verdickungen, Löcher, Anzahl der Stäbe, Art der Bearbeitung und Rauheit der bearbeiteten Oberflächen, Verwendungszweck und besonderen technischen Anforderungen werden Gussstücke eingeteilt in 5-6 komplexe Gruppen (Gießen in Sandformen und unter Druck - 6 Gruppen; Gießen in eine Kokille nach Einbettungsmustern und in Schalenformen - 5 Gruppen). In diesem Fall sollte die Anzahl der übereinstimmenden Zeichen nicht weniger als fünf oder vier für sechs bzw. fünf Schwierigkeitsgruppen betragen. Bei einer kleineren Anzahl von übereinstimmenden Merkmalen wird ein Verfahren zum Gruppieren derselben verwendet, indem sie sequentiell, beginnend von Gruppen mit höherer Komplexität zu Gruppen mit niedrigerer, zugewiesen werden und bei der Komplexitätsgruppe anhalten, bei der die erforderliche Anzahl von bedingt übereinstimmenden Merkmalen erreicht wird. Wenn die Anzahl der Merkmale in den beiden Gruppen gleich ist, ist es schwierig, das Gussstück der Gruppe zuzuordnen, für die das Merkmal "Oberflächenkonfiguration" verwendet wird.

GRUNDLAGEN DER SELTINGTECHNOLOGIE

Mit dem Wissen um die Eigenschaften von Werkstoffen und deren Wechselwirkungen mit Gasen und feuerfesten Materialien ist eine wissenschaftlich fundierte Schmelztechnik möglich. Die Entwicklung einer Schmelztechnologie für eine spezifische Situation umfasst die Auswahl eines Schmelzaggregats, der Energieart, die Materialauswahl für die Ofenauskleidung und die Bestimmung der erforderlichen Zusammensetzung der Atmosphäre im Ofen während des Schmelzens. Bei der Entwicklung einer Technologie lösen sie das Problem, wie eine mögliche Kontamination der Schmelze und Methoden zu ihrer Raffination verhindert werden können. Berücksichtigen Sie auch die Notwendigkeit einer Desoxidation und Modifizierung der Legierung.

Ein sehr wichtiger Punkt ist die richtige Auswahl der Einsatzmaterialien, also der Materialien, die geschmolzen werden sollen. Bei der Technologieerstellung sorgen sie auch für eine Reduzierung des Verbrauchs von Metallen, Hilfsstoffen, Energie und Arbeit. Diese Probleme können nur in einer ganz bestimmten Situation gelöst werden.

Zu beachten ist, dass sich die obigen Angaben zu den Eigenschaften von Metallen und den ablaufenden Prozessen auf die Bedingungen eines „reinen“ Versuchs bezogen, bei dem der Einfluss anderer Prozesse bewusst minimiert wurde. In einer realen Situation kann dieser Einfluss einzelne Eigenschaften erheblich verändern. Außerdem ist die Schmelze als System in der Praxis nie im Gleichgewicht mit der Umgebung, sondern entweder übersättigt oder untersättigt. In dieser Hinsicht ist die kinetische Seite des Prozesses von großer Bedeutung. Eine quantitative Beurteilung der Kinetik ist aufgrund der Unsicherheit der Gleichungen zur zeitlichen Beschreibung der Prozesse der Gassättigung, Entgasung, Wechselwirkung mit der Auskleidung etc. sehr schwierig, weshalb sich am Ende herausstellt, dass für eine korrekte Beurteilung über die Phänomenen, die beim Schmelzen auftreten, sind nicht nur quantitative Berechnungen einzelner Prozesse wichtig, sondern eine vollständigere Erfassung und Bewertung einer Vielzahl dieser Prozesse.

ENTWICKLUNG DER SELTING TECHNOLOGIE

Die Ausgangspunkte für die Schaffung einer Technologie zum Schmelzen eines Metalls oder einer Legierung sind seine Zusammensetzung, die die Basis, Legierungsbestandteile und Verunreinigungen umfasst, sowie ein bestimmtes Maß an mechanischen und anderen Eigenschaften der Legierung im Gussstück. Außerdem wird der Mengenbedarf an Schmelze pro Zeiteinheit berücksichtigt. Die Art des Schmelzofens wird aufgrund der Schmelztemperatur der Hauptkomponente der Legierung und der chemischen Aktivität sowohl dieser als auch aller Legierungskomponenten und der schädlichsten Verunreinigungen ausgewählt, gleichzeitig wird die Frage des Materials der Ofenauskleidung gelöst Zeit.

In den meisten Fällen wird das Schmelzen an Luft durchgeführt. Wenn die Wechselwirkung mit Luft auf die Bildung von in der Schmelze unlöslichen Verbindungen an der Oberfläche beschränkt ist und der entstehende Film aus diesen Verbindungen die weitere Wechselwirkung deutlich verlangsamt, werden üblicherweise keine Maßnahmen ergriffen, um eine solche Wechselwirkung zu unterdrücken. Das Aufschmelzen erfolgt dabei unter direktem Kontakt der Schmelze mit der Atmosphäre. Dies geschieht bei der Herstellung der meisten Aluminium-, Zink- und Zinn-Blei-Legierungen. Wenn der resultierende Film aus unlöslichen Verbindungen brüchig ist und die Schmelze nicht vor weiteren Wechselwirkungen schützen kann (Magnesium

und deren Legierungen), dann werden besondere Maßnahmen unter Verwendung von Flussmitteln oder einer Schutzatmosphäre ergriffen.

Der Schutz der Schmelze vor der Wechselwirkung mit Gasen ist zwingend erforderlich, wenn das Gas im flüssigen Metall gelöst ist. Das Hauptziel besteht darin, die Wechselwirkung der Schmelze mit Sauerstoff zu verhindern. Dies gilt für das Schmelzen von sauerstofflöslichen Nickelbasislegierungen und Kupferlegierungen, bei denen die Schmelzen zwingend vor Wechselwirkungen mit der Ofenatmosphäre geschützt werden müssen. Der Schutz der Schmelze wird hauptsächlich durch die Verwendung von Schlacken, Flussmitteln und anderen Schutzbeschichtungen erreicht. Wenn solche Maßnahmen nicht ausreichen oder nicht möglich sind, Schmelzen in einer Atmosphäre von Schutz- oder Inertgasen vornehmen. Schließlich wird das Schmelzen im Vakuum verwendet, d. h. bei einem auf ein bestimmtes Niveau reduzierten Gasdruck. Um die Intensität der Wechselwirkung der Schmelze mit Sauerstoff zu verringern, werden in einigen Fällen Berylliumzusätze (Hundertstelprozent in Aluminium-Magnesium- und Magnesiumlegierungen), Silizium und Aluminium (Zehntelprozent in Messing) eingebracht.

Trotz des Schutzes sind Metallschmelzen immer noch mit verschiedenen Verunreinigungen über dem zulässigen Grenzwert belastet. Oft befinden sich zu viele Verunreinigungen in den Einsatzmaterialien. Daher werden Schmelzen während des Schmelzens oft raffiniert - Reinigung von löslichen und unlöslichen Verunreinigungen sowie Desoxidation - Entfernung von gelöstem Sauerstoff. Viele Legierungen werden in modifiziertem Zustand verwendet, wenn sie eine feinkörnige Struktur und höhere mechanische oder technologische Eigenschaften erhalten. Der Modifizierungsvorgang wird als einer der letzten Schritte im Schmelzprozess unmittelbar vor dem Gießen durchgeführt. Bei der Entwicklung der Schmelztechnologie wird berücksichtigt, dass die Masse des erhaltenen flüssigen Metalls aufgrund von Metallverlusten in der Schlacke und Abfallverlusten immer etwas geringer sein wird als die Masse der Metallcharge. Diese Verluste betragen insgesamt 2-5 %, und je größer die Masse einer einzelnen Schmelze ist, desto geringer sind die Verluste.

Schlacke, die immer an der Oberfläche der Schmelze auftritt, ist ein komplexes System aus Legierungslösungen und Gemischen aus Oxiden des Hauptlegierungsbestandteils, Legierungsbestandteilen und Verunreinigungen. Außerdem sind in der Schlacke zwangsläufig Oxide der Schmelzofenauskleidung vorhanden. Solche Primärschlacke, die natürlicherweise auf der Schmelze anfällt, kann vollständig flüssig, teilweise flüssig (ausgeronnen) und fest sein. Neben Oxiden enthalten Schlacken immer etwas freies Metall. In flüssigen und käsigen Schlacken findet sich freies Metall in Form von einzelnen Tröpfchen - Kügelchen. Wenn die Oxide, aus denen die Schlacke besteht, unter ihrem Schmelzpunkt liegen, sind sie fest. Wenn die Schmelze gerührt und versucht wird, Schlacke daraus zu entfernen, werden diese Oxide, oft in Form von Gefangenschaft, in die Schmelze gemischt. Somit hat die gebildete und entfernte Schlacke trotz der Feuerfestigkeit von Oxiden eine flüssige Konsistenz, was auf die große Menge an eingeschlossener Schmelze zurückzuführen ist. In solchen Schlacken beträgt die Menge an freiem Metall etwa 50 % der Gesamtmasse der entfernten Schlacke, während ihr Gehalt in wirklich flüssigen Schlacken 10–30 % nicht überschreitet.

Metallverluste beim Schmelzen von Abfällen werden durch ihre Verdunstung und Wechselwirkung mit der Auskleidung bestimmt, die sich in ihrer Metallisierung ausdrückt.

Das Metall in der Schlacke kann der Produktion wieder zugeführt werden. Dies gelingt am einfachsten gegenüber einem freien Metall, das in keine Verbindungen eingebunden ist. Das Brechen und Sieben der Schlacke ermöglicht die Rückgewinnung von 70-80 % des freien Metalls. Die verbleibende Schlacke ist ein gutartiger metallurgischer Rohstoff und wird an metallurgische Unternehmen geschickt, um die wertvollsten Komponenten zu isolieren.

Bei der Bestimmung der Metallverluste beim Einschmelzen von Abfällen und Schlacken ist die Verunreinigung der Einsatzstoffe mit fremden nichtmetallischen Verunreinigungen und Einschlüssen in Form von Öl-, Emulsions-, Wasser-, Schlacken-, Form- und Kernsandresten nicht zu vergessen. Die Masse dieser Verunreinigungen wird bei unaufmerksamer Arbeit automatisch als Masse des dem Schmelzen unterzogenen Metalls gezählt, und als Ergebnis wird ein unangemessen hoher Wert von Verlusten während des Schmelzens erhalten.

Ein wichtiger Aspekt der Technologie ist das Temperaturregime des Schmelzens, die Reihenfolge des Ladens von Einsatzmaterialien und das Einbringen einzelner Komponenten der Legierung, die Abfolge der technologischen Vorgänge für die metallurgische Verarbeitung der Schmelze. Das Schmelzen erfolgt immer in einem vorgeheizten Ofen, dessen Temperatur 100-200 ° C höher sein sollte als die Schmelztemperatur des Hauptbestandteils der Legierung. Es ist wünschenswert, dass alle in den Ofen geladenen Materialien auf 150–200°C erhitzt werden, damit keine Feuchtigkeit darin verbleibt. Das Einsatzmaterial, das den größten Anteil in der Probe ausmacht, wird zuerst in den Schmelzofen geladen. Im Fall der Herstellung einer Legierung aus reine Metalle der Hauptbestandteil der Legierung wird immer zuerst geladen. Erfolgt das Schmelzen unter Verwendung von Schlacken und Flussmitteln, werden diese üblicherweise auf die geladene Metallcharge gegossen. Wenn die Produktionsbedingungen dies zulassen, wird eine neue Schmelze gestartet, wobei etwas Schmelze der vorherigen Schmelze im Ofen verbleibt. Das Laden der Charge in ein Flüssigkeitsbad beschleunigt den Schmelzprozess erheblich und reduziert Metallverluste. Zunächst wird eine feuerfestere Charge in das Flüssigkeitsbad geladen. Fügen Sie regelmäßig frische Schlacke oder Flussmittel hinzu und entfernen Sie gegebenenfalls die alte. Wenn die Technologie eine Desoxidation der Schmelze (Entfernung von gelöstem Sauerstoff) erfordert, wird diese so durchgeführt, dass die Bildung von schwer zu entfernenden und schädlichen nichtmetallischen Einschlüssen in der Schmelze vermieden wird und eine zuverlässige Entfernung der Desoxidation gewährleistet ist Produkte (siehe unten). Schließlich werden flüchtige und reaktive Legierungsbestandteile in die Schmelze eingebracht, um deren Verluste zu reduzieren. Anschließend wird die Schmelze raffiniert. Die Schmelze wird unmittelbar vor dem Gießen modifiziert.

Es empfiehlt sich, die Bedingungen für das Einbringen bestimmter Chargenarten oder Legierungsbestandteile in ein Flüssigkeitsbad durch einen Vergleich der Schmelztemperatur des geladenen Materials und seiner Dichte mit der Schmelztemperatur und Dichte der Legierung zu bestimmen. Es ist auch erforderlich, mindestens doppelte Diagramme des Zustands des Hauptbestandteils der Legierung mit Legierungsbestandteilen, Verunreinigungen und Modifikatoren und Additiven zu kennen.

In der überwiegenden Mehrzahl der Fälle sind alle Legierungsbestandteile und Verunreinigungen in der flüssigen Basis der Legierung gelöst, so dass die Schmelze als Lösung betrachtet werden kann. Die Herstellung und Bildung einer solchen Lösung erfolgt jedoch auf verschiedene Weise. Hat der nächste feste Zusatzstoff einen höheren Schmelzpunkt als die Schmelze, dann ist nur noch die übliche Auflösung des Feststoffes in der Flüssigkeit möglich. Dies erfordert eine aktive Zwangsmischung. Das feuerfeste Additiv kann eine geringere Dichte als die Schmelze haben, in diesem Fall schwimmt es auf der Oberfläche, wo es oxidieren und sich in Schlacke verfangen kann. Daher besteht die Gefahr, nicht in die vorgegebene Zusammensetzung der Legierung zu gelangen. Wenn ein solches "leichtes" Additiv einen niedrigeren Schmelzpunkt als die Schmelze hat, geht es in einen flüssigen Zustand über und daher wird seine weitere Auflösung in der Schmelze stark erleichtert. In manchen Fällen werden solche Zusatzstoffe zur Vermeidung von Oxidation und Verlusten mit Hilfe des sogenannten Glockenlochbechers, in den der zugegebene Zusatzstoff eingebracht wird, in die Schmelze eingebracht und dann in die Schmelze getaucht. Wenn das Additiv schwerer als die Schmelze ist, sinkt es auf den Boden des Flüssigkeitsbades, sodass es unwahrscheinlich ist, dass es oxidiert. Es ist jedoch schwierig, die Auflösung solcher Zusätze zu verfolgen, insbesondere wenn sie feuerfester als die Schmelze sind. Um eine vollständige Auflösung zu gewährleisten, ist eine ausreichend lange und gründliche Durchmischung der gesamten Masse der Schmelze erforderlich.

Zur Herstellung von Legierungen werden häufig Ligaturen verwendet. Dies ist die Bezeichnung für Zwischenlegierungen, die in der Regel aus dem Hauptbestandteil der Gebrauchslegierung mit einem oder mehreren Legierungsbestandteilen bestehen, jedoch in wesentlich höheren Anteilen als in der Gebrauchslegierung. Auf die Verwendung von Ligaturen muss in Fällen zurückgegriffen werden, in denen die Einführung der Additivkomponente in ihrer reinen Form aus verschiedenen Gründen schwierig ist. Solche Gründe können die Dauer des Lösungsprozesses, Verluste durch Oxidation, Verdunstung, Schlackenbildung sein.

Ligaturen werden auch beim chemischen Einführen verwendet aktive Zusatzstoffe, das in Luft in freier Form mit Sauerstoff und Stickstoff wechselwirken kann. Vorlegierungen werden auch häufig in Fällen verwendet, in denen ein reines Zusatzelement zu teuer oder gar nicht erhältlich ist, während die Herstellung von Legierungslegierungen bereits beherrscht wird, sie verfügbar und recht billig sind.

Schließlich ist es sinnvoll, Ligaturen zu verwenden, wenn es notwendig ist, sehr kleine Zusätze in die Legierung einzubringen. Das Gewicht des reinen Additivs kann nur wenige hundert Gramm pro mehrere hundert Kilogramm Schmelze betragen. Aufgrund verschiedener Verluste und ungleichmäßiger Verteilung ist es fast unmöglich, eine so geringe Menge der Legierungskomponente zuverlässig einzubringen. Die Verwendung einer Ligatur, die in viel größerer Menge eingeführt wird, beseitigt diese Schwierigkeiten.

Es ist darauf hinzuweisen, dass allgemeine Regel Legierungsschmelztechnologie ist die kleinstmögliche Prozesszeit. Dies trägt dazu bei, Energiekosten, Metallverluste und die Verunreinigung der Schmelze mit Gasen und Verunreinigungen zu reduzieren. Gleichzeitig muss berücksichtigt werden, dass es für die vollständige Auflösung aller Komponenten und die Mittelung der Zusammensetzung der Legierung erforderlich ist, die Schmelze zu "kochen" - um ihr bei der höchstzulässigen Temperatur 10- 15 Minuten.

KLASSIFIZIERUNG DER SCHMELZÖFEN

Abhängig von der Produktionsgröße, den Anforderungen an die Qualität des erschmolzenen Metalls und einer Reihe anderer Faktoren werden in den Betrieben verschiedene Arten von Schmelzöfen zum Roh- und Formguss von NE-Metallen verwendet.

Je nach Art der zum Schmelzen von Legierungen verwendeten Energie werden alle Schmelzöfen in Brennstoff- und Elektroöfen unterteilt. Brennstofföfen sind in Tiegel-, Reflexions- und Schachtbäder unterteilt. Elektroöfen werden nach dem Verfahren zur Umwandlung elektrischer Energie in Wärmeenergie klassifiziert. In Gießereien kommen Widerstandsöfen, Induktions-, Lichtbogen-, Elektronenstrahl- und Plasmaöfen zum Einsatz.

In Elektro-Widerstandsöfen wird die Charge durch Wärmeenergie erwärmt und geschmolzen, die von elektrischen Heizelementen stammt, die in der Decke oder in den Wänden des Schmelzofens installiert sind. Diese Öfen werden zum Schmelzen von Aluminium-, Magnesium-, Zink-, Zinn- und Bleilegierungen verwendet.

Induktionsöfen sind nach Funktions- und Konstruktionsprinzip in Tiegel und Kanal unterteilt. Tiegelöfen werden je nach Frequenz des Versorgungsstroms in Öfen mit erhöhter [(0,15-10) - 10 ^ 6 pro / s] und industrieller Frequenz (50 pro / s) eingeteilt.

Unabhängig von der Frequenz des Speisestroms beruht das Funktionsprinzip aller Induktionstiegelöfen auf der Induktion elektromagnetischer Energie im erhitzten Metall (Foucault-Ströme) und deren Umwandlung in Wärme. Beim Einschmelzen von Metall- oder anderen Tiegeln aus elektrisch leitfähigen Materialien wird Wärmeenergie auch durch die Tiegelwände auf das erhitzte Metall übertragen. Induktionstiegelöfen werden zum Schmelzen von Aluminium, Magnesium, Kupfer, Nickellegierungen sowie Stählen und Gusseisen eingesetzt.

Induktionsrinnenöfen werden zum Schmelzen von Aluminium-, Kupfer-, Nickel- und Zinklegierungen eingesetzt. Neben Schmelzöfen kommen auch Induktionskanalmischer zum Einsatz, die zur Veredelung und Temperierung des flüssigen Metalls dienen. Schmelz- und Gießkomplexe, bestehend aus einem Schmelzofen - einem Mischer - einer Gießmaschine, werden zum Gießen von Barren aus Aluminium-, Magnesium- und Kupferlegierungen im kontinuierlichen Verfahren verwendet. Das Prinzip des thermischen Betriebs von Rinneninduktionsöfen ähnelt dem Funktionsprinzip eines Leistungsstromwandlers, der bekanntermaßen aus einer Primärspule, einem Magnetkreis und einer Sekundärspule besteht. Die Rolle der Sekundärspule im Ofen spielt ein kurzgeschlossener Kanal, der mit flüssigem Metall gefüllt ist. Wenn Strom durch den Ofeninduktor (Primärspule) geleitet wird, wird in dem mit flüssigem Metall gefüllten Kanal ein großer elektrischer Strom induziert, der das flüssige Metall darin erhitzt. Die in der Rinne freigesetzte thermische Energie erwärmt und schmilzt das Metall über der Rinne im Ofenbad.

Lichtbogenöfen nach dem Prinzip der Wärmeübertragung vom Lichtbogen auf das erhitzte Metall werden in Öfen mit direkter und indirekter Beheizung unterteilt.

In Öfen mit indirekter Erwärmung wird der Großteil der Wärmeenergie aus dem heißen Lichtbogen durch Strahlung und in Öfen mit direkter Wirkung durch Strahlung und Wärmeleitfähigkeit auf das erhitzte Metall übertragen. Öfen indirekter Einwirkung werden derzeit in begrenztem Umfang eingesetzt. Öfen mit direkter Wirkung (Elektrolichtbogenvakuum mit einer verbrauchbaren Elektrode) werden zum Schmelzen von feuerfesten, reaktiven Metallen und Legierungen sowie legierten Stählen, Nickel und anderen Legierungen verwendet. Lichtbogenöfen mit direkter Wirkung werden je nach Konstruktion und Funktionsprinzip in zwei Gruppen eingeteilt: Öfen zum Schmelzen in einem Schädeltiegel und Öfen zum Schmelzen in einer Form oder Form.

Elektronenstrahlschmelzöfen werden zum Schmelzen hochschmelzender und reaktiver Metalle und Legierungen auf Basis von Niob, Titan, Zirkonium, Molybdän, Wolfram sowie für eine Reihe von Stahlsorten und anderen Legierungen eingesetzt. Das Prinzip der Elektronenstrahlerwärmung beruht auf der Umwandlung der kinetischen Energie des Elektronenflusses in Wärmeenergie beim Auftreffen auf die Oberfläche der aufgeheizten Ladung. Die Freisetzung von Wärmeenergie erfolgt in einer dünnen Oberflächenschicht des Metalls. Das Erhitzen und Schmelzen erfolgt im Vakuum bei einem Restdruck von 1,3-10^-3 Pa. Das Elektronenstrahlschmelzen wird verwendet, um Barren und geformte Gussstücke zu erhalten. Beim Elektronenstrahlschmelzen ist es möglich, das flüssige Metall deutlich zu überhitzen und lange im flüssigen Zustand zu halten. Dieser Vorteil ermöglicht es, die Schmelze effektiv zu veredeln und von einer Reihe von Verunreinigungen zu reinigen. Mit Hilfe eines Elektronenstrahls

Durch das Schmelzen des Metalls können alle Verunreinigungen entfernt werden, deren Dampfdruck den Dampfdruck des Grundmetalls deutlich übersteigt. Hohe Temperatur und tiefes Vakuum tragen auch zur Reinigung des Metalls von Verunreinigungen aufgrund der thermischen Dissoziation von Nitridoxiden und anderen im Metall gefundenen Verbindungen bei. ESR-Elektroschlacke-Umschmelzofen nach dem Funktionsprinzip Es handelt sich um einen indirekt beheizten Widerstandsofen, bei dem die Wärmequelle ein Bad aus geschmolzener Schlacke einer bestimmten chemischen Zusammensetzung ist. Umgeschmolzenes Metall in Form einer Verbrauchselektrode wird in eine Schicht (Bad) aus flüssiger elektrisch leitfähiger Schlacke getaucht. Elektrischer Strom wird durch die verbrauchbare Elektrode und die Schlacke geleitet. Die Schlacke wird erhitzt, die Endfläche der Abschmelzelektrode wird geschmolzen, und Tropfen flüssigen Metalls, die durch die Schicht aus reaktiver Schlacke hindurchtreten, werden infolge des Kontakts mit ihr gereinigt und in der Form in Form eines Barrens geformt. Die Schlacke schützt das flüssige Metall vor der Wechselwirkung mit der Luftatmosphäre. ESU-Öfen werden hauptsächlich zur Herstellung von Barren aus hochwertigen Stählen, hitzebeständigen, rostfreien und anderen Legierungen verwendet. Das ESU-Verfahren wird auch zur Herstellung von großformatigen Gussteilen verwendet: Kurbelwellen, Gehäuse, Armaturen und andere Produkte.

In Plasmaschmelzöfen ist die Wärmeenergiequelle ein Strom ionisierten Gases, das auf eine hohe Temperatur erhitzt wird (Plasmalichtbogen), der bei Kontakt mit dem Metall dieses erhitzt und schmilzt. Um einen Plasmafluss zu erhalten, sind Schmelzöfen mit speziellen Geräten ausgestattet - Plasmabrennern. Das Plasmaverfahren zum Erhitzen und Schmelzen von Legierungen wird in Badöfen, in Schmelzanlagen zur Herstellung von Barren in einer Kokille und zum Schmelzen von Metallen in einem Skulltiegel eingesetzt.

Plasmabadöfen werden hauptsächlich zum Schmelzen von Stählen und auch Nickelbasislegierungen eingesetzt. Mit Plasma-Kokillenschmelzöfen können Barren aus Stählen, Beryllium, Molybdän, Niob, Titan und anderen Metallen hergestellt werden. Plasmaöfen zum Schmelzen im Skulltiegel sind für das Formgießen von Stählen, hochschmelzenden und reaktiven Metallen bestimmt.

HERSTELLUNG VON GUSSTEILEN AUS ALUMINIUMLEGIERUNGEN

Sandguss

Von den obigen Verfahren zum Gießen in Einwegformen ist das Gießen in feuchte Sandformen das am weitesten verbreitete bei der Herstellung von Gußstücken aus Aluminiumlegierungen. Dies liegt an der geringen Dichte der Legierungen, der geringen Krafteinwirkung des Metalls auf die Form und niedrigen Gießtemperaturen (680-800 °C).

Zur Herstellung von Sandformen werden Form- und Kernmischungen verwendet, die aus Quarz- und Tonsanden (GOST 2138-74), Formmassen (GOST 3226-76), Bindemitteln und Hilfsstoffen hergestellt werden. Die Herstellung von Hohlräumen in Gussstücken erfolgt mit Hilfe von Kernen, die hauptsächlich aus heißen (220-300 ° C) Kernkästen hergestellt werden. Zu diesem Zweck wird plattierter Quarzsand oder eine Mischung aus Sand mit einem duroplastischen Harz und einem Katalysator verwendet. Für die Herstellung von Stäben werden häufig Sandstrahlmaschinen und -anlagen mit einer Position sowie Mehrpositions-Karussellanlagen verwendet. Die der Trocknung unterzogenen Stäbe werden auf Schüttel-, Sandblas- und Sandschießmaschinen oder manuell aus Mischungen von Öl (4GU, C) oder wasserlöslichen Bindemitteln hergestellt. Die Trocknungszeit (3 bis 12 Stunden) hängt von der Masse und Größe des Stabs ab und wird üblicherweise empirisch ermittelt. Die Trocknungstemperatur wird je nach Art des Bindemittels eingestellt: bei Ölbindemitteln 250-280 °C, bei wasserlöslichen Bindemitteln 160-200 °C. Zur Herstellung großer Massivstäbe werden zunehmend kalthärtende Mischungen (CTS) oder flüssige selbsthärtende Mischungen (LSS) verwendet. Kalthärtende Mischungen enthalten Kunstharze als Bindemittel, und Orthophosphorsäure dient üblicherweise als Kalthärtekatalysator. YCS-Mischungen enthalten ein Tensid, das die Schaumbildung fördert.

Die Stangen werden durch Kleben oder durch Gießen von Aluminiumschmelzen in spezielle Löcher in den ikonischen Teilen zu Knoten verbunden. Die Schwindung der Legierung beim Abkühlen sorgt für die notwendige Festigkeit der Verbindung.

Ein reibungsloses Füllen von Gießformen ohne Stöße und Turbulenzen wird durch den Einsatz von expandierenden Angusssystemen mit dem Verhältnis der Querschnittsflächen der Hauptelemente Fst: Fshp: Fpit 1:2:3; 1:2:4; 1:3:6 jeweils für die untere, geschlitzte oder mehrstöckige Metallzuführung in den Formhohlraum. Die Steiggeschwindigkeit des Metalls im Hohlraum der Form sollte 4,5/6 nicht überschreiten, wobei 6 die vorherrschende Wandstärke des Gussstücks ist, cm Die minimale Steiggeschwindigkeit des Metalls in der Form (cm/s) beträgt bestimmt durch die Formel von A. A. Lebedev .

Die Art des Angusssystems wird unter Berücksichtigung der Abmessungen des Gussstücks, der Komplexität seiner Konfiguration und der Position in der Form ausgewählt. Das Gießen von Formen für Gussstücke mit komplexer Konfiguration und geringer Höhe erfolgt in der Regel mit Hilfe von unteren Angusssystemen. Bei großen Gusshöhen und dünnen Wandstärken sind vertikal geschlitzte oder kombinierte Angusssysteme vorzuziehen. Formen für Gussteile kleiner Größe können durch die oberen Angusssysteme gegossen werden. In diesem Fall sollte die Höhe des in den Formhohlraum fallenden Metallschorfs 80 mm nicht überschreiten.

Um die Geschwindigkeit der Schmelze am Eingang des Formhohlraums zu verringern und die darin schwebenden Oxidfilme und Schlackeneinschlüsse besser abzutrennen, werden zusätzliche hydraulische Widerstände in die Angusssysteme eingeführt - Netze (Metall oder Glasfaser) werden installiert oder durch Granulat gegossen Filter.

Angüsse (Feeder) werden in der Regel zu dünnen Abschnitten (Wänden) von entlang des Umfangs verteilten Gussteilen gebracht, wobei die Bequemlichkeiten berücksichtigt werden: "ihre anschließende Trennung während der Verarbeitung. Die Zufuhr von Metall zu massiven Einheiten ist nicht akzeptabel, da dies die Bildung von Lunkern, Makrolockerungen und Schwindungs-„Fehlern“ auf der Oberfläche der Gussstücke in ihnen verursacht. Im Querschnitt haben Torkanäle meistens eine rechteckige Form mit einer breiten Seitengröße von 15–20 mm und einer schmalen Seite von 5–7 mm.

Legierungen mit engem Kristallisationsintervall (AL2, AL4, AL), AL34, AK9, AL25, ALZO) neigen zur Bildung konzentrierter Lunker in den thermischen Einheiten von Gussteilen. Um diese Schalen aus den Gussteilen zu bringen, ist die Installation von massiven Gewinnen weit verbreitet. Bei dünnwandigen (4-5 mm) und kleinen Gussteilen ist die Gewinnmasse 2-3 mal höher als die Gussmasse, bei dickwandigen Gussteilen bis zu 1,5 mal. Die Höhe des Gewinns wird abhängig von der Höhe des Wurfes gewählt. Bei einer Höhe von weniger als 150 mm wird die Höhe des Gewinns Nprib gleich der Höhe des Gussstücks Notl genommen. Für höhere Gussteile wird das Verhältnis Nprib / Notl gleich 0,3 0,5 angenommen. Das Verhältnis zwischen der Höhe des Gewinns und seiner Dicke beträgt im Durchschnitt 2-3. Die größte Anwendung beim Gießen von Aluminiumlegierungen findet sich in den oberen offenen Gewinnen eines runden oder ovalen Querschnitts; Seitengewinne werden in den meisten Fällen geschlossen gemacht. Um die Effizienz der Gewinne zu steigern, werden sie isoliert, mit heißem Metall gefüllt und nachgefüllt. Die Erwärmung erfolgt in der Regel durch einen Aufkleber auf der Oberfläche der Formplatte aus Asbest, gefolgt von einer Trocknung mit einer Gasflamme. Legierungen mit einem breiten Kristallisationsbereich (AL1, AL7, AL8, AL19, ALZZ) neigen zur Bildung von verstreuten Schwindungsporositäten. Die Imprägnierung von Schrumpfporen mit Hilfe von Gewinnen ist unwirksam. Daher wird bei der Herstellung von Gussteilen aus den aufgeführten Legierungen nicht empfohlen, die Installation von massiven Gewinnen zu verwenden. Um hochwertige Gussteile zu erhalten, wird eine gerichtete Kristallisation durchgeführt, wobei zu diesem Zweck häufig Kühlschränke aus Gusseisen und Aluminiumlegierungen installiert werden. Optimale Bedingungen für die gerichtete Kristallisation werden durch ein vertikales Slot-Gate-System geschaffen. Um eine Gasentwicklung während der Kristallisation und die Bildung von Gasschwundporosität in dickwandigen Gussstücken zu verhindern, wird eine Kristallisation unter einem Druck von 0,4–0,5 MPa weit verbreitet verwendet. Dazu werden die Gussformen vor dem Abgießen in Autoklaven gestellt, mit Metall gefüllt und die Gussteile unter Luftdruck kristallisiert. Zur Herstellung von großformatigen (bis zu 2-3 m hohen) dünnwandigen Gussstücken wird ein Gießverfahren mit sequentiell gerichteter Erstarrung verwendet. Das Wesen des Verfahrens ist die sukzessive Kristallisation des Gussstücks von unten nach oben. Dazu wird die Gießform auf dem Tisch eines hydraulischen Aufzugs installiert und auf 500-700 ° C erhitzte Metallrohre mit einem Durchmesser von 12-20 mm darin abgesenkt, die die Funktion von Steigleitungen übernehmen. Die Rohre sind fest im Angussbecher fixiert und die Löcher darin mit Stopfen verschlossen. Nachdem der Angusstopf mit der Schmelze gefüllt ist, werden die Stopfen angehoben und die Legierung fließt durch die Rohre in die Angussschächte, die durch geschlitzte Angüsse (Speisekörper) mit dem Formhohlraum verbunden sind. Nachdem der Schmelzspiegel in den Vertiefungen um 20-30 mm über das untere Ende der Rohre angestiegen ist, wird der Mechanismus zum Absenken des Hydrauliktisches eingeschaltet. Die Absenkgeschwindigkeit wird so gewählt, dass die Füllung der Kokille unterhalb des Flutspiegels erfolgt und das heiße Metall kontinuierlich in die Kokillenoberteile eintritt. Dies sorgt für eine gerichtete Erstarrung und ermöglicht es, komplexe Gussteile ohne Schwindungsfehler zu erhalten.

Das Füllen von Sandformen mit Metall erfolgt aus Pfannen, die mit feuerfestem Material ausgekleidet sind. Vor dem Befüllen mit Metall werden frisch ausgekleidete Pfannen getrocknet und bei 780–800 °C kalziniert, um Feuchtigkeit zu entfernen. Die Temperatur der Schmelze vor dem Gießen wird auf einem Niveau von 720–780 °C gehalten. Formen für dünnwandige Gussstücke werden mit 730-750°C heißer Schmelze gefüllt, für dickwandige Gussstücke mit 700-720°C.

Gießen in Gipsformen

Das Gießen in Gipsformen wird dort eingesetzt, wo erhöhte Anforderungen an Gussteile in Bezug auf Genauigkeit, Oberflächenreinheit und Wiedergabe kleinster Details des Reliefs gestellt werden. Im Vergleich zu sandigen Gipsformen haben sie eine höhere Festigkeit, Maßgenauigkeit, eine bessere Beständigkeit gegen hohe Temperaturen und ermöglichen es, Gussteile mit komplexer Konfiguration mit einer Wandstärke von 1,5 mm gemäß der Genauigkeitsklasse 5-6 zu erhalten. Formen werden nach Wachs oder Metall (Messing, Stahl) verchromten Modellen mit einer Verjüngung in Außenabmessungen von nicht mehr als 30 "und in Innenabmessungen von 30" bis 3 ° hergestellt. Modellplatten bestehen aus Aluminiumlegierungen. Um das Entfernen der Modelle aus den Formen zu erleichtern, wird ihre Oberfläche mit einer dünnen Schicht Kerosin-Stearin-Schmiermittel bedeckt.

Kleine und mittlere Formen für komplexe dünnwandige Gussteile werden aus einer Mischung hergestellt, die aus 80 "% Gips, 20 % Quarzsand oder Asbest und 60-70 % Wasser (bezogen auf das Gewicht der Trockenmischung) besteht. Mischungszusammensetzung für mittlere und große Formen : 30 % Gips, 60 % Sand, 10 % Asbest, 40-50 % Wasser Die Mischung zur Herstellung von Stäben enthält 50 % Gips, 40 % Sand, 10 % Asbest, 40-50 % Wasser wird durch Hydratation von wasserfreiem oder halbwässrigem Gips erreicht. Um die Festigkeit zu verringern und die Gasdurchlässigkeit zu erhöhen, werden Rohgipsformen einer hydrothermalen Behandlung unterzogen - sie werden 6-10 Stunden in einem Autoklaven unter einem Wasserdampfdruck von 0,13-0,14 gehalten MPa und dann tagelang an der Luft. Danach werden die Formen schrittweise bei 350-500 ° C getrocknet.

Ein Merkmal von Gipsformen ist ihre geringe Wärmeleitfähigkeit. Dieser Umstand erschwert es, dichte Gussstücke aus Aluminiumlegierungen mit einem breiten Kristallisationsspektrum zu erhalten. Daher besteht die Hauptaufgabe bei der Entwicklung eines rentablen Angusssystems für Gipsformen darin, Lunkerbildung, Lockerheit, Oxidfilme, Heißrisse und Unterfüllung dünner Wandungen zu verhindern. Dies wird erreicht durch die Verwendung von expandierenden Angusssystemen (Fst: Fshl: EFpit == 1: 2: 4), eine niedrige Bewegungsgeschwindigkeit der Schmelzen im Formhohlraum, eine gerichtete Erstarrung der thermischen Einheiten zu den Steigern mit Hilfe von Kühlern, Erhöhung der Nachgiebigkeit von Formen durch Erhöhung des Quarzsandanteils in der Mischung. Dünnwandige Gussteile werden durch Vakuumabsaugung in 100–200 °C heiße Formen gegossen, wodurch Kavitäten bis zu einer Dicke von 0,2 mm gefüllt werden können. Dickwandige (mehr als 10 mm) Gussstücke werden durch Gießen von Formen in Autoklaven erhalten. Die Kristallisation des Metalls wird in diesem Fall unter einem Druck von 0,4–0,5 MPa durchgeführt.

Schalenguss

Das Gießen in Schalenformen ist zweckmäßig bei der Serien- und Großserienfertigung von Gussstücken mit begrenzten Abmessungen mit erhöhter Oberflächengüte, größerer Maßgenauigkeit und weniger Bearbeitung als beim Gießen in Sandformen.

Schalenformen werden unter Verwendung von heißen (250-300 °C) Metallwerkzeugen (Stahl, Gusseisen) im Bunkerverfahren hergestellt. Die Modellausrüstung wird nach 4-5. Genauigkeitsklassen mit Formneigungen von 0,5 bis 1,5% ausgeführt. Die Schalen werden zweischichtig hergestellt: Die erste Schicht besteht aus einer Mischung mit 6-10% duroplastischem Harz, die zweite aus einer Mischung mit 2% Harz. Zur besseren Entfernung der Schale wird die Modellplatte vor dem Einfüllen des Formsandes mit einer dünnen Schicht Trennemulsion (5 % Silikonöl Nr. 5; 3 % Waschmittel; 92 % Wasser) überzogen.

Für die Herstellung von Formschalen werden feinkörnige Quarzsande mit mindestens 96 % Kieselsäure verwendet. Die Halbformen werden durch Kleben auf speziellen Stiftpressen verbunden. Klebstoffzusammensetzung: 40 % MF17-Harz; 60 % Marshalit und 1,5 % Aluminiumchlorid (Härtungskatalysator). Die Befüllung der montierten Formen erfolgt in Behältern. Beim Gießen in Maskenformen werden die gleichen Angusssysteme und Temperaturbedingungen verwendet wie beim Gießen in Sandformen.

Die geringe Metallkristallisationsrate in Formschalen und die geringeren Möglichkeiten zur Erzeugung einer gerichteten Kristallisation führen zur Herstellung von Gussstücken mit schlechteren Eigenschaften als beim Gießen in Rohsandformen.

Feinguss

Feinguss wird zur Herstellung von Gussstücken mit erhöhter Genauigkeit (3.-5. Klasse) und Oberflächengüte (4.-6. Rauheitsklasse) verwendet, für die dieses Verfahren das einzig mögliche oder optimale ist.

Modelle werden in den meisten Fällen aus pastösen Paraffin-Stearin (1: 1)-Zusammensetzungen durch Pressen in Metallformen (gegossen und vorgefertigt) auf stationären oder Karussellanlagen hergestellt. Bei der Herstellung komplexer Gussteile mit Abmessungen von mehr als 200 mm werden zur Vermeidung von Verformungen der Modelle Substanzen in die Zusammensetzung der Modellmasse eingebracht, die die Temperatur ihrer Erweichung (Schmelzen) erhöhen.

Als feuerfeste Beschichtung bei der Herstellung von Keramikformen wird eine Suspension aus hydrolysiertem Ethylsilikat (30–40%) und Quarzmehl (70–60%) verwendet. Das Bestreuen von Modellblöcken erfolgt mit kalziniertem Sand 1KO16A oder 1K025A. Jede Schicht wird 10-12 Stunden an der Luft oder 0,5 bis 1 Stunde in einer Atmosphäre mit Ammoniakdampf getrocknet.Die erforderliche Festigkeit der Keramikform wird mit einer Schalendicke von 4-6 mm (4-6 Schichten aus feuerfestem Material) erreicht Glasur). Um eine reibungslose Füllung der Form zu gewährleisten, werden expandierende Angusssysteme mit Metallzufuhr zu dicken Abschnitten und massiven Knoten verwendet. Gussteile werden normalerweise von einem massiven Riser durch verdickte Angüsse (Feeder) zugeführt. Bei komplexen Gussteilen ist es erlaubt, massive Gewinne zu verwenden, um die oberen massiven Einheiten mit der obligatorischen Füllung aus dem Riser anzutreiben.

Schmelzen von Modellen aus Formen Wird in heißem (85-90 C) Wasser durchgeführt, angesäuert mit Salzsäure (0,5-1 cm3 pro Liter Wasser), um eine Verseifung von Stearin zu verhindern. Nach dem Schmelzen der Modelle werden die Keramikformen bei 150-170 °C für 1-2 Stunden getrocknet, in Gefäße gestellt, mit Trockenspachtel abgedeckt und bei 600-700 °C für 5-8 Stunden kalziniert kalte und erhitzte Formen. Die Heiztemperatur (50-300 °C) der Formen wird durch die Wandstärke des Gussstücks bestimmt. Das Füllen von Formen mit Metall erfolgt in üblicher Weise sowie unter Verwendung von Vakuum oder Zentrifugalkraft. Die meisten Aluminiumlegierungen werden vor dem Gießen auf 720-750°C erhitzt.

Druckguss

Druckguss ist die Hauptmethode der Serien- und Massenproduktion von Gussteilen aus Aluminiumlegierungen, die es ermöglicht, Gussteile der Genauigkeitsklasse 4-6 mit einer Oberflächenrauheit Rz = 50-20 und einer Mindestwandstärke von 3-4 mm zu erhalten . Beim Gießen in eine Kokille sind neben Fehlern, die durch hohe Geschwindigkeiten der Schmelze im Formhohlraum und der Nichteinhaltung der Anforderungen der gerichteten Erstarrung (Gasporosität, Oxidfilme, Schwindungslockerung) verursacht werden, die Haupttypen von Gussfehlern die Unterfüllung und Risse. Das Auftreten von Rissen wird durch schwieriges Schrumpfen verursacht. Besonders häufig treten Risse in Gussteilen aus Legierungen mit einem breiten Kristallisationsbereich auf, die eine große lineare Schwindung (1,25-1,35%) aufweisen. Die Verhinderung der Bildung dieser Defekte wird durch verschiedene technologische Verfahren erreicht.

Um einen reibungslosen, ruhigen Metallfluss in den Hohlraum der Form zu gewährleisten, eine zuverlässige Trennung von Schlacke und Oxidfilmen, die sich während des Schmelzens und der Bewegung entlang der Angusskanäle im Metall bilden, und um deren Bildung in der Form beim Eingießen zu verhindern B. einer Kokille, werden Spreizanschnitte verwendet Systeme mit unterer, geschlitzter und mehrstufiger Metallzufuhr zu dünnen Abschnitten von Gussstücken. Bei der Zuführung von Metall zu dicken Abschnitten sollte die Beschickung der Zuführungsstelle durch die Installation eines Zuführungschefs (Gewinn) vorgesehen werden. Alle Elemente der Angusssysteme befinden sich entlang des Kokillenanschlusses. Folgende Querschnittsverhältnisse der Angusskanäle werden empfohlen: für kleine Gussteile EFst: EFsl: EFpit = 1: 2: 3; für große Gussteile EFst: EFsl: EFpit = 1: 3: 6.

Um die Eintrittsgeschwindigkeit der Schmelze in den Formhohlraum zu verringern, werden gekrümmte Steigrohre, Glasfaser- oder Metallnetze und körnige Filter verwendet. Die Qualität von Gussteilen aus Aluminiumlegierungen hängt von der Steiggeschwindigkeit der Schmelze im Formhohlraum ab. Diese Geschwindigkeit sollte ausreichen, um das Füllen dünner Gussstücke unter Bedingungen erhöhter Wärmeabfuhr zu gewährleisten und gleichzeitig keine Unterfüllung durch unvollständiges Freisetzen von Luft und Gasen durch die Belüftungskanäle und Steigleitungen, Verwirbelung und Fließen der Schmelze währenddessen zu verursachen der Übergang von schmalen zu breiten Abschnitten. Die Steiggeschwindigkeit des Metalls im Formhohlraum beim Gießen in eine Form wird etwas höher angesetzt als beim Gießen in Sandformen. Die minimal zulässige Hubgeschwindigkeit wird nach den Formeln von A. A. Lebedev und N. M. Galdin berechnet (siehe Abschnitt "Sandguss").

Um dichte Gussstücke wie beim Sandguss zu erhalten, wird eine gerichtete Erstarrung durch richtige Positionierung des Gussstücks in der Form und Steuerung der Wärmeableitung erzeugt. Massive (dicke) Gießeinheiten befinden sich in der Regel im oberen Teil der Kokille. Dadurch ist es möglich, die Verringerung ihres Volumens während der Aushärtung direkt aus den darüber installierten Gewinnen zu kompensieren. Die Regulierung der Intensität der Wärmeabfuhr zur Erzeugung einer gerichteten Erstarrung erfolgt durch Kühlung oder Isolierung verschiedener Formteile. Um die Wärmeabfuhr lokal zu erhöhen, werden häufig Einsätze aus wärmeleitendem Kupfer verwendet, die durch Lamellen für eine Vergrößerung der Kühlfläche der Kokille sorgen, eine lokale Kühlung der Kokillen mit Druckluft oder Wasser erfolgt. Um die Intensität der Wärmeabfuhr zu verringern, wird eine 0,1-0,5 mm dicke Farbschicht auf die Arbeitsfläche der Form aufgetragen. Dazu wird eine 1-1,5 mm dicke Farbschicht auf die Oberfläche der Angusskanäle und -gewinne aufgetragen. Die Verlangsamung der Abkühlung des Metalls in den Gewinnen kann auch durch lokale Verdickungen der Formwände, die Verwendung verschiedener schlecht wärmeleitender Beschichtungen und die Isolierung der Gewinne mit einem Asbestaufkleber erreicht werden. Die Färbung der Arbeitsfläche der Form verbessert sich Aussehen Gussteile, trägt zur Beseitigung von Gasschalen und Nicht-Ton auf ihrer Oberfläche bei und erhöht die Widerstandsfähigkeit von Formen. Vor dem Lackieren werden die Formen auf 100-120 °C erhitzt. Eine zu hohe Heiztemperatur ist unerwünscht, da dies die Erstarrungsgeschwindigkeit der Gussstücke und die Lebensdauer der Form verringert. Die Erwärmung reduziert den Temperaturunterschied zwischen Gussteil und Form und die Ausdehnung der Form aufgrund ihrer Erwärmung durch das Gussmetall. Dadurch werden die Zugspannungen im Gussstück, die Risse verursachen, abgebaut. Das Erhitzen der Form allein reicht jedoch nicht aus, um die Möglichkeit einer Rissbildung auszuschließen. Es ist notwendig, das Gussteil rechtzeitig aus der Form zu entfernen. Das Gussstück sollte aus der Form entfernt werden, bevor seine Temperatur gleich der Temperatur der Form ist und die Schrumpfspannungen den Maximalwert erreichen. Üblicherweise wird der Guss in dem Moment entfernt, in dem er stark genug ist, dass er zerstörungsfrei bewegt werden kann (450–500 °C). Zu diesem Zeitpunkt hat das Gattersystem noch keine ausreichende Festigkeit erlangt und wird durch leichte Schläge zerstört. Die Haltezeit des Gussstücks in der Form wird durch die Erstarrungsgeschwindigkeit bestimmt und hängt von der Temperatur des Metalls, der Temperatur der Form und der Gießgeschwindigkeit ab. Aluminiumlegierungen werden je nach Zusammensetzung und Komplexität der Konfiguration der Gussteile bei 680-750 °C in Formen gegossen. Die Gewichtsfüllgeschwindigkeit beträgt 0,15-3 kg/s. Dünnwandige Gussteile werden mit höheren Geschwindigkeiten gegossen als dicke.

Um das Anhaften von Metall zu vermeiden, die Lebensdauer zu erhöhen und das Herausziehen zu erleichtern, werden Metallstangen während des Betriebs geschmiert. Das gebräuchlichste Schmiermittel ist eine Wasser-Graphit-Suspension (3-5 % Graphit).

Teile der Formen, die die äußeren Umrisse der Gussstücke darstellen, sind aus Grauguss hergestellt. Die Wandstärke der Formen wird in Abhängigkeit von der Wandstärke der Gussstücke gemäß den Empfehlungen von GOST 16237-70 zugewiesen. Innere Hohlräume in Gussteilen werden mit Metall (Stahl) und Sandstäben hergestellt. Sandstäbe werden verwendet, um komplexe Hohlräume zu dekorieren, die mit Metallstäben nicht hergestellt werden können. Um das Herausziehen von Gussteilen aus Formen zu erleichtern, müssen die Außenflächen der Gussteile eine Gussneigung von 30 "bis 3 ° in Richtung der Trennwand aufweisen. Die Innenflächen von Gussteilen aus Metallstäben müssen eine Neigung von mindestens 6 ° aufweisen. Scharf Übergänge von dicken zu dünnen Abschnitten sind bei Gussstücken nicht zulässig Der Krümmungsradius muss mindestens 3 mm betragen Löcher mit einem Durchmesser von mehr als 8 mm bei kleinen Gussstücken, 10 mm bei mittleren und 12 mm bei großen Gussstücken werden mit Stangen hergestellt Das optimale Verhältnis der Tiefe des Lochs zu seinem Durchmesser beträgt 0,7 bis 1. Das Gießen in einer Kokille wird zweimal weniger zugewiesen als beim Gießen in Sandformen.

Luft und Gase werden mit Hilfe von Lüftungskanälen in der Trennebene und Stopfen in den Wänden in der Nähe tiefer Kavitäten aus dem Formhohlraum entfernt.

In modernen Gießereien werden Formen auf halbautomatischen Ein- oder Mehrstationen-Gießmaschinen installiert, bei denen das Schließen und Öffnen der Form, das Einlegen und Entfernen von Kernen, das Auswerfen und Entfernen des Gussstücks aus der Form automatisiert sind. Eine automatische Steuerung der Formheiztemperatur ist ebenfalls vorgesehen. Das Füllen von Formen auf Maschinen erfolgt mit Dispensern.

Um die Füllung dünner Formnester zu verbessern und Luft und Gase zu entfernen, die bei der Zerstörung von Bindemitteln freigesetzt werden, werden die Formen evakuiert, unter niedrigem Druck oder unter Verwendung von Zentrifugalkraft gegossen.

Squeeze-Casting

Squeeze Casting ist eine Form des Druckgusses und dient zur Herstellung von großformatigen plattenförmigen Gussteilen (2500 x 1400 mm) mit einer Wandstärke von 2-3 mm (Abb. 63). Zu diesem Zweck werden metallische Halbformen verwendet, die auf spezialisierten Gusspressmaschinen mit einseitiger oder zweiseitiger Konvergenz der Halbformen montiert werden. Unterscheidungsmerkmal Dieses Gießverfahren ist das zwangsweise Füllen des Formhohlraums mit einem breiten Schmelzfluss, wenn sich die Halbformen aneinander annähern. In der Gießform befinden sich keine Elemente eines herkömmlichen Angusssystems. Auf diese Weise werden Gussteile aus AL2-, AL4-, AL9-, AL34-Legierungen hergestellt, die ein enges Kristallisationsintervall haben.

^Die zulässige Anstiegsgeschwindigkeit der Schmelze im Arbeitsbereich des Formhohlraums beim Gießen von Aluminiumlegierungsplatten sollte zwischen 0,5 und 0,7 m/s liegen. Eine niedrigere Geschwindigkeit kann dazu führen, dass dünne Abschnitte der Gussstücke nicht gefüllt werden, eine zu hohe Geschwindigkeit kann zu Mängeln hydrodynamischer Natur führen: Welligkeit, Oberflächenunregelmäßigkeiten der Gussstücke, Einfangen von Luftblasen, Erosion von Sandkernen und der Formation von Rissen durch Fließbrüche. Das Metall wird in auf 250 bis 350 ° C erhitzte Metallbehälter gegossen. Die Regulierung der Abkühlgeschwindigkeit der Schmelze erfolgt durch Aufbringen auf die Arbeitsfläche des Formhohlraums

wärmeisolierende Beschichtung in verschiedenen Dicken (0,05-1 mm). Die Überhitzung von Legierungen vor dem Gießen sollte 15-20° über der Liquidustemperatur nicht überschreiten. Die Dauer der Konvergenz der Halbformen beträgt 5-3 s.

Niederdruckguss

Niederdruckguss ist eine weitere Form des Druckgusses. Es wurde bei der Herstellung von großformatigen dünnwandigen Gussteilen aus Aluminiumlegierungen mit engem Kristallisationsintervall (AL2, AL4, AL9, AL34) verwendet. Wie beim Kokillenguss werden die Außenflächen der Gussteile mit einer Metallform und die inneren Hohlräume mit Metall- oder Sandkernen hergestellt.

Für die Herstellung von Stäben wird eine Mischung aus 55 % Quarzsand 1K016A verwendet; 13,5 % Fettsand P01; 27 % pulverisierter Quarz; 0,8 % Pektinleim; 3,2 % Harz M und 0,5 % Kerosin. Eine solche Mischung bildet keine mechanische Verbrennung. Formen werden mit Metall durch Druck von komprimierter getrockneter Luft (18-80 kPa) gefüllt, die der Oberfläche der Schmelze in einem auf 720-750 °C erhitzten Tiegel zugeführt wird. Unter der Wirkung dieses Drucks wird die Schmelze aus dem Tiegel in die Metallrohrleitung und von dort in den Sammler des Angusssystems und weiter in den Formhohlraum gedrückt. Der Vorteil des Niederdruckgusses ist die Fähigkeit, die Geschwindigkeit des Metallaufstiegs im Formhohlraum automatisch zu steuern, was es ermöglicht, dünnwandige Gussteile von besserer Qualität als beim Schwerkraftguss zu erhalten.

Die Kristallisation von Legierungen in der Form erfolgt unter einem Druck von 10–30 kPa vor der Bildung einer festen Metallkruste und 50–80 kPa nach der Bildung einer Kruste.

Dichtere Gussteile aus Aluminiumlegierungen werden durch Niederdruckguss mit Gegendruck hergestellt. Das Füllen des Formhohlraums beim Gießen mit Gegendruck erfolgt aufgrund des Druckunterschieds im Tiegel und in der Form (10–60 kPa). Die Kristallisation des Metalls in der Form wird unter einem Druck von 0,4–0,5 MPa durchgeführt. Dadurch wird die Freisetzung von im Metall gelöstem Wasserstoff und die Bildung von Gasporen verhindert. Ein erhöhter Druck trägt zu einer besseren Ernährung massiver Gussbaugruppen bei. Ansonsten unterscheidet sich die Gegendruck-Gießtechnik nicht von der Niederdruck-Gießtechnik.

Das Gegendruckgießen kombiniert erfolgreich die Vorteile des Niederdruckgießens und der Druckkristallisation.

Spritzguss

Druckguss aus Aluminiumlegierungen AL2, ALZ, AL1, ALO, AL11, AL13, AL22, AL28, AL32, AL34, Gussstücke mit komplexer Konfiguration der 1.-3. Genauigkeitsklasse mit einer Wandstärke von 1 mm und mehr, gegossene Löcher mit Durchmesser bis 1,2 mm

gegossene Außen- und Innengewinde mit einer Mindeststeigung von 1 mm und einem Durchmesser von 6 mm. Die Oberflächenbeschaffenheit solcher Gussstücke entspricht 5-8 Rauheitsklassen. Die Herstellung solcher Gussstücke erfolgt auf Maschinen mit kalten horizontalen oder vertikalen Presskammern mit einem spezifischen Pressdruck von 30-70 MPa. Bevorzugt werden Maschinen mit horizontaler Ballenkammer.

Die Abmessungen und das Gewicht der Gussteile werden durch die Möglichkeiten der Spritzgussmaschinen begrenzt: das Volumen der Presskammer, der spezifische Pressdruck (p) und die Zuhaltekraft (0). Die Überstandsfläche (F) des Gussstücks, der Anschnittkanäle und der Presskammer auf der beweglichen Formplatte sollte die durch die Formel F = 0,85 0/r bestimmten Werte nicht überschreiten.

Um ein Nichtfüllen von Formen und Nichtschichten zu vermeiden, wird die Wandstärke von Oliven aus Aluminiumlegierungen unter Berücksichtigung ihrer Oberfläche vorgeschrieben:

Oberfläche

Guss, cm2 bis 25 25-150 150-250 250-500 St. 500

Wandstärke, mm 1-2 1,5-3 2-4 2,5-6 3-8

Die optimalen Neigungswerte für Außenflächen betragen 45 "; für Innenflächen 1 °. Der minimale Krümmungsradius beträgt 0,5-1" mm. Löcher mit einem Durchmesser von mehr als 2,5 mm werden durch Gießen hergestellt. Gußteile aus Aluminiumlegierungen werden gewöhnlich ausgesetzt Bearbeitung nur auf Landeflächen. Die Bearbeitungszugabe wird unter Berücksichtigung der Gussteilabmessungen vergeben und beträgt 0,3 bis 1 mm.

Zur Herstellung von Formen werden verschiedene Materialien verwendet. Teile der Formen, die mit flüssigem Metall in Kontakt kommen, bestehen aus den Stählen ЗХ2В8, 4Х8В2, 4ХВ2С, Montageplatten und Halter der Matrizen - aus den Stählen 35, 45, 50, Stifte, Buchsen und Führungssäulen - aus dem Stahl U8A.

Die Zufuhr von Metall in den Hohlraum der Formen erfolgt über externe und interne Angusssysteme. Die Speiser werden zum Gießabschnitt gebracht, der der Bearbeitung unterzogen wird. Ihre Dicke wird in Abhängigkeit von der Wandstärke des Gussstücks an der Anlieferungsstelle und der gegebenen Art der Füllung der Form zugeordnet. Diese Abhängigkeit wird durch das Verhältnis der Speiserdicke zur Wanddicke des Gussteils bestimmt. Reibungslos, ohne Turbulenzen und Lufteinschlüsse, findet das Füllen von Formen statt, wenn das Verhältnis nahe bei eins liegt. Bei Gussstücken mit einer Wandstärke bis 2 mm haben die Speiser eine Stärke von 0,8 mm; bei einer Wandstärke von 3 mm beträgt die Dicke der Speiser 1,2 mm; mit einer Wandstärke von 4-6 mm-2 mm.

Um den mit Lufteinschlüssen angereicherten ersten Teil der Schmelze aufzunehmen, befinden sich in der Nähe des Formhohlraums spezielle Waschtanks, deren Volumen 20–40 % des Gussvolumens erreichen kann. Unterlegscheiben sind durch Kanäle mit dem Hohlraum der Form verbunden, deren Dicke gleich der Dicke der Speiser ist. Die Entfernung von Luft und Gas aus dem Hohlraum der Formen erfolgt durch spezielle Belüftungskanäle und Lücken zwischen den Stäben (Pushern) und der Formmatrix. Lüftungskanäle werden in der geteilten Ebene am festen Teil der Form sowie entlang der beweglichen Stangen und Auswerfer hergestellt. Die Tiefe der Belüftungskanäle beim Gießen von Aluminiumlegierungen wird mit 0,05 bis 0,15 mm und die Breite mit 10 bis 30 mm angenommen. Um die Belüftung der Formen zu verbessern, sind die Hohlräume der Unterlegscheiben dünn mit der Atmosphäre verbunden Kanäle (0,2-0,5 mm).

Die Hauptmängel von Gussteilen, die durch Spritzgießen erhalten werden, sind subkrustale Luft- (Gas-)Porosität aufgrund von Lufteinschlüssen bei hohen Geschwindigkeiten des Metalleinlasses in den Formhohlraum und Schrumpfporosität (oder Schalen) in thermischen Knoten. Die Bildung dieser Defekte wird stark von den gießtechnischen Parametern - Pressgeschwindigkeit, Pressdruck, Temperaturregime der Form - beeinflusst.

Die Pressgeschwindigkeit bestimmt den Formfüllmodus. Je höher die Pressgeschwindigkeit, desto schneller bewegt sich die Schmelze durch die Angusskanäle, desto größer ist die Schmelzeeintrittsgeschwindigkeit in den Formhohlraum. Hohe Pressgeschwindigkeiten tragen zu einer besseren Füllung dünner und langgestreckter Kavitäten bei. Gleichzeitig sind sie die Ursache des Lufteinschlusses durch das Metall und der Bildung subkrustaler Porosität. Beim Gießen von Aluminiumlegierungen werden hohe Pressgeschwindigkeiten nur bei der Herstellung komplexer dünnwandiger Gussteile verwendet. Der Pressdruck hat großen Einfluss auf die Gussqualität. Mit zunehmender Dichte nimmt die Gussdichte zu.

Der Wert des Pressdrucks wird normalerweise durch den Wert der Schließkraft der Maschine begrenzt, die den vom Metall auf die bewegliche Matrize ausgeübten Druck (pF) überschreiten muss. Daher gewinnt das lokale Vorpressen dickwandiger Gussteile, das so genannte Ashigai-Verfahren, zunehmend an Interesse. Der geringe Metalleintrag in den Formhohlraum durch großflächige Speiser und das effektive Vorpressen der kristallisierenden Schmelze mit Hilfe eines Doppelstempels ermöglichen dichte Gussteile.

Die Qualität von Gussteilen wird auch maßgeblich von den Temperaturen der Legierung und der Form beeinflusst. Bei der Herstellung dickwandiger Gussteile einfacher Bauart wird die Schmelze bei einer Temperatur von 20–30 °C unterhalb der Liquidustemperatur gegossen. Dünnwandige Gussteile erfordern die Verwendung einer um 10-15 °C über die Liquidustemperatur überhitzten Schmelze. Um die Größe der Schrumpfspannungen zu verringern und die Bildung von Rissen in Gussteilen zu verhindern, werden die Formen vor dem Gießen erhitzt. Folgende Heiztemperaturen werden empfohlen:

Gusswandstärke, mm 1 - 2 2-3 3-5 5-8

Heiztemperatur

Schimmelpilze, °С 250-280 200-250 160-200 120-160

Die Stabilität des thermischen Regimes wird durch Heizen (elektrisch) oder Kühlen (Wasser) von Formen gewährleistet.

Um die Arbeitsfläche der Formen vor Anhaftungen und Erosionseffekten der Schmelze zu schützen, die Reibung beim Herausziehen der Kerne zu verringern und das Herausziehen von Gussstücken zu erleichtern, werden die Formen geschmiert. Dazu werden fetthaltige (Öl mit Graphit oder Aluminiumpulver) oder wässrige (Salzlösungen, wässrige Zubereitungen auf Basis von kolloidalem Graphit) Schmiermittel verwendet.

Die Dichte von Gussteilen aus Aluminiumlegierungen steigt beim Gießen mit Vakuumformen deutlich an. Dazu wird die Form in ein geschlossenes Gehäuse gestellt, in dem das notwendige Vakuum erzeugt wird. Gute Ergebnisse lassen sich mit dem "Sauerstoffverfahren" erzielen. Dazu wird die Luft im Hohlraum der Form durch Sauerstoff ersetzt. Bei hohen Metalleintrittsgeschwindigkeiten in den Formhohlraum, die das Einfangen von Sauerstoff durch die Schmelze verursachen, wird in den Gussstücken keine subkrustale Porosität gebildet, da der gesamte eingeschlossene Sauerstoff für die Bildung von fein verteilten Aluminiumoxiden verbraucht wird, die sich nicht merklich auswirken die mechanischen Eigenschaften der Gussteile. Solche Gussteile können einer Wärmebehandlung unterzogen werden.

Qualitätskontrolle von Gussteilen und Korrektur ihrer Mängel

Abhängig von den Anforderungen der technischen Spezifikationen können Gussteile aus Aluminiumlegierungen unterzogen werden verschiedene Arten Kontrolle: Röntgen, Gammastrahlen oder Ultraschall zur Erkennung innerer Defekte; Markierungen zur Bestimmung von Maßabweichungen; lumineszierend zur Erkennung von Oberflächenrissen; Hydro- oder Pneumocontrol zur Beurteilung der Dichtheit. Die Häufigkeit der aufgeführten Kontrollarten ist in den technischen Bedingungen festgelegt oder wird von der Abteilung des Chefmetallurgen des Werks festgelegt. Erkannte Mängel werden, sofern die technischen Spezifikationen dies zulassen, durch Schweißen oder Imprägnieren beseitigt. Das Argon-Lichtbogenschweißen wird zum Schweißen von Unterfüllungen, Schalen und Rissen verwendet. Vor dem Schweißen wird die defekte Stelle so geschnitten, dass die Wände der Aussparungen eine Neigung von 30-42 haben Die Gussteile werden einer lokalen oder allgemeinen Erwärmung auf 300-350 ° C ausgesetzt. Die lokale Erwärmung erfolgt durch eine Acetylen-Sauerstoffflamme, die allgemeine Erwärmung erfolgt in Kammeröfen. Das Schweißen erfolgt mit denselben Legierungen, aus denen die Gussteile hergestellt sind, unter Verwendung eines nicht verbrauchbaren Materials Wolfram-Elektrode mit einem Durchmesser von 2-6 mm bei einem Argonverbrauch von 5-12 l / min. Die Stärke des Schweißstroms beträgt üblicherweise 25-40 A pro 1 mm Elektrodendurchmesser.

Porosität in Gussteilen wird durch Imprägnieren mit Bakelitlack, Asphaltlack, Trockenöl oder Flüssigglas beseitigt. Die Imprägnierung wird in speziellen Kesseln unter einem Druck von 490-590 kPa durchgeführt, wobei die Gussstücke vorläufig in einer verdünnten Atmosphäre (1,3-6,5 kPa) gehalten werden. Die Temperatur der Imprägnierflüssigkeit wird auf 100°C gehalten. Nach dem Imprägnieren werden die Gussteile bei 65–200°C getrocknet, wobei die Imprägnierflüssigkeit aushärtet, und wiederholt kontrolliert.

Referenzliste

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6. Aluminiumlegierungen. Verzeichnis. Moskau: Metallurgie. 1983.

Gießerei ist die Hauptbasis des Maschinenbaukomplexes und seine Entwicklung hängt vom Entwicklungstempo des gesamten Maschinenbaus ab.
Auf dem XI. Kongress der Gießereiarbeiter Russlands in Jekaterinburg im September 2013 wurde die Frage nach dem Zustand der Gießereiindustrie, die untrennbar mit der Entwicklung des Maschinenbaus verbunden ist, scharf gestellt.
Die Produktion russischer Gussteile ist in den Jahren der Reform um das 4,5-fache von 18,5 Millionen Tonnen auf 4,2 Millionen Tonnen zurückgegangen und tendiert dazu, 2013 unter 4,0 Millionen Tonnen zu sinken. Die Zahl der Gießereien hat sich von 3500 auf 1250 Unternehmen fast verdreifacht. 10 Forschungsinstitute der Gießereiproduktion wurden liquidiert.
Der Export von Gussteilen ist unbedeutend, der Export von Gießereiausrüstung praktisch nicht existent. Gleichzeitig sind die Importe von Gießereiausrüstungen, einschließlich jener für Gießereien von Hüttenwerken, seit 2003 in 10 Jahren um fast das Neunfache gestiegen und haben 1,0 Milliarden US-Dollar überschritten. USD in 2012.
Es sind dringende Maßnahmen zur Wiederbelebung der russischen Gießereiindustrie erforderlich, für die es notwendig ist, die Bemühungen der Gießereien, der Maschinenbauindustrie und des wissenschaftlichen Potenzials mit der echten Unterstützung staatlicher Organisationen und Finanzentwicklungsinstitutionen im Rahmen öffentlich-privater Partnerschaften zu kombinieren.
Der Artikel des Präsidenten des Verbandes der Gießereiarbeiter Russlands Prof. Dibrova I.A.

Abb.1. Gießleistung nach Ländern im Jahr 2011

Die Gießereiproduktion in Russland ist die Hauptbasis des Maschinenbaukomplexes und ihre Entwicklung hängt vom Entwicklungstempo des Maschinenbaus insgesamt ab. Die Aussichten für die Entwicklung der Gießereiproduktion werden durch den Bedarf an gegossenen Knüppeln, ihre Produktionsdynamik, die Autorität der Gießereitechnologien und die Wettbewerbsfähigkeit der Industriellen bestimmt Ausland.

Betrachten Sie den Stand der Gießereiproduktion in Russland.

Im Jahr 2011 wurden weltweit 98,6 Millionen Tonnen Gussteile aus Eisen- und Nichteisenlegierungen hergestellt, davon 4,3 Millionen Tonnen in Russland, was 4,36 % entspricht.

Die Produktion von Gussteilen nach Ländern ist in Abb. 2 dargestellt. 1, die zeigt, dass China den führenden Platz in der Produktion von Gussteilen einnimmt, das heute etwa die Hälfte der weltweiten Produktion von Gussknüppeln produziert.

Abb.2. Gießleistung in den BRICS-Staaten im Jahr 2011

Russland liegt auf Platz 6 hinter China, den USA, Indien, Deutschland und Japan.

Die Gussproduktion in den BRICS-Staaten betrug im Jahr 2011 59,49 Millionen Tonnen, das sind 60 % der Weltproduktion (Bild 2). Russland liegt unter den BRICS-Staaten an dritter Stelle und produziert 8,22 % der Gussproduktion dieser Länder.

Die Gießereiproduktion in Russland nimmt eine führende Position unter solchen Beschaffungsbasen des Maschinenbaus wie Schweißen und Schmieden ein. Metallausnutzungsgrad (von 75 bis 95 %). Andererseits ist die Gießereiproduktion die wissensintensivste, energieintensivste und materialintensivste Produktion. Für die Herstellung von 1 Tonne Gussteile müssen 1,2-1,7 Tonnen Metalleinsatzmaterialien, Ferrolegierungen und Flussmittel umgeschmolzen, 3-5 Tonnen Gießereisande (beim Gießen in Sand-Ton-Formen) verarbeitet und vorbereitet werden, 3-4 kg Bindemittel (beim Gießen in Formen von XTS) und Farben. Bei den Gießkosten machen Energiekosten und Brennstoff 50-60 % aus, die Materialkosten 30-35 %.

Abb. 3. Gussproduktionsvolumen in Russland von 1990 bis 2012

Dynamik der Gießereiproduktion in Russland von 1990 bis 2012 in Abb. gezeigt. 3. Die höchsten Produktionsmengen von Gussteilen waren 1985 und beliefen sich auf 18,5 Millionen Tonnen. Danach begann ein starker Produktionsrückgang, der mit einem Verstoß verbunden war allgemeine Grundsätze Zusammenarbeit von Ingenieurprodukten zwischen den Republiken der UdSSR, Privatisierung und Liquidation von Unternehmen. Allein in Moskau wurden etwa 20 Unternehmen geschlossen, darunter AMO ZIL, die Stankolit-, Dynamo-Werke, das nach ihm benannte Werk. Voykov, das etwa 500.000 Tonnen Guss produzierte. Von 2001 bis 2008 Die Gussproduktion stabilisierte sich bei 7 Millionen Tonnen. Der Rückgang der Gussteilproduktion ist zukünftig mit der Wirtschaftskrise, dem Abbau von qualifiziertem Personal, vor allem Rentnern, und der Schließung von Betrieben verbunden. In den letzten Jahren hat sich die Produktion von Gussteilen aus Eisen- und Nichteisenlegierungen auf dem Niveau von 4,2 - 4,4 Millionen Tonnen stabilisiert.

Die Gesamtzahl der Gießereien in Russland beträgt etwa 1250, die Gussteile, Ausrüstung und verwandte Materialien herstellen.

Die Produktion von Gussteilen pro Arbeiter im Jahr 2012 betrug etwa 14,3 Tonnen pro Jahr.

Die Gießereiindustrie des Maschinenbaus und der Metallurgie beschäftigt (nach Expertenschätzungen) etwa 300.000 Menschen, darunter 90 % der Arbeiter, 9,8 % der Ingenieure und 0,2 % der Wissenschaftler.

Die Hauptzahl der Gießereien in Russland (78%) sind kleine Gießereien mit einer Produktion von bis zu 5.000 Tonnen Gussteilen pro Jahr.

Angaben zu Kapazitäten, Ausbringungsmengen und Beschäftigtenzahlen in Gießereien nach Angaben des Verbandes sind in der Tabelle aufgeführt. ein.

Tabelle 1. Analyse des Produktionsstandes in Russland nach Kapazität, Leistung und Mitarbeiterzahl

Nach technologischen Prozessen verteilt sich die Produktion von Gussteilen wie folgt:

Tabelle 2. Herstellung von Gussteilen nach technologischen Verfahren, %

78 % der Gussteile werden auf mechanisierten Linien und Maschinen sowie manuell hergestellt. Der Grad der Automatisierung und Mechanisierung der Gießereiproduktion in Russland ist in der Tabelle dargestellt. 3.

Tabelle 3. Automatisierungs- und Mechanisierungsgrad der Gießereiproduktion

Derzeit beträgt der Export von Gussteilen 30.000 Tonnen pro Jahr in Länder wie Deutschland, England, Frankreich, Israel, Schweden, Norwegen und Finnland, die Importe betragen etwa 70.000 Tonnen.

Das Volumen der Gussproduktion hängt wesentlich von den Produktionsvolumen der inländischen Gießereiausrüstung für den Eigenbedarf und die Exportlieferungen ab.

Eine Reihe großer Hersteller von Gießereiausrüstung in Russland haben ihre Spezialisierung beibehalten und erweitert, aber sie erfüllen nicht die Bedürfnisse von Gießereien und Fabriken. Die folgenden Geräte werden nicht in Russland hergestellt:

• automatische und mechanisierte Linien zur Herstellung von kastenlosen Formen aus Sand-Ton- und kalthärtenden Mischungen;
• Maschinen zur Herstellung von Formen aus Sand-Ton-Mischungen mit Kastengrößen von 400 x 500 mm bis 1200 x 1500 mm;
• Maschinen zur Herstellung von Gießereikernen für Warm- und Kaltwerkzeuge;
• Ausrüstung zum Lackieren von Formen;
• Kühlmaschinen;
• Niederdruckgießmaschinen;
• Schleudergussmaschinen;
• Mittelfrequenz-Induktionsöfen mit einer Kapazität von mehr als 10 Tonnen zum Schmelzen von Eisen und Stahl;
• Chargen- und Durchlaufmischer zur Herstellung kalthärtender Mischungen mit einer Kapazität von mehr als 10 Tonnen/Stunde;
• Anlagen zur Regenerierung von kalthärtenden Mischungen mit einer Kapazität von mehr als 10 Tonnen / Stunde.

Es wird ein unvollständiges Sortiment an Hochdruckgießmaschinen produziert.

Die Gießereiausrüstungsflotte wurde in den letzten 5 Jahren leicht aktualisiert, ihr Durchschnittsalter beträgt 28 Jahre.

Abb.4. Dynamik der Importe von Gießereiausrüstung von 2003 bis 2012

In diesem Zusammenhang wird erwartet, dass in den nächsten 5-10 Jahren die fehlende Ausrüstung von ausländischen Unternehmen in Deutschland, Italien, den USA, Japan, der Türkei, Dänemark, England, der Tschechischen Republik, Frankreich usw. gekauft wird.

Lassen Sie uns den Markt für importierte Ausrüstung bewerten.

Dynamik der Importe von Gießereiausrüstung nach Russland von 2003 bis 2012 (Millionen US-Dollar) ist in Abbildung 4 dargestellt.

Im Jahr 2012 beliefen sich die Importe von Ausrüstungen, Ersatzteilen und Vorrichtungen für die Gießerei und verwandte Industrien aus aller Welt auf rund 705 Millionen Dollar. VEREINIGTE STAATEN VON AMERIKA. Importdynamik von Gießereiausrüstung aus allen Ländern der Welt von 2007 bis 2012 (Millionen US-Dollar) ist in der Tabelle dargestellt. 4.

Tabelle 4. Importdynamik von Gießereiausrüstung von 2007 bis 2012

Das größte Volumen an Lieferungen von Gießereiausrüstung nach Russland aus allen Ländern der Welt vor 2012 war im Jahr 2008, aber im Jahr 2012 stieg das Volumen der Lieferungen von Ausrüstung und belief sich auf mehr als 1 Milliarde Dollar. VEREINIGTE STAATEN VON AMERIKA. Allein die Lieferungen von Gießereiausrüstung belaufen sich auf 720 Millionen US-Dollar, die restlichen 259,5 Millionen Dollar. Die Vereinigten Staaten belieferten Russland mit Gussteilen, Formen, Paletten, verschiedenen Vorrichtungen und Zubehör, einschließlich solcher für Gießereien in der metallurgischen Produktion. Die Lieferungen von Gießereiausrüstung aus den führenden Ländern der Welt für die letzten drei Jahre (2010-2012) sind in der Tabelle dargestellt. 5 (Millionen US-Dollar).

Tabelle 5. Lieferungen von Gießereiausrüstung aus den führenden Ländern der Welt in den Jahren 2010-2012

Tabelle 5 zeigt, dass Gießanlagen hauptsächlich aus Deutschland und Italien geliefert werden. Im Allgemeinen werden 72 % der Gießereiausrüstung im Ausland eingekauft. Daher ist die Produktion von Gussteilen für die Herstellung von Haushaltsgeräten rückläufig.

Trotz der geringen Gussproduktion in den letzten Jahren rekonstruieren viele Fabriken die Gießerei auf der Grundlage neuer technologischer Prozesse und Materialien sowie fortschrittlicher Ausrüstung.

Der Hauptzweck des Umbaus ist die Erweiterung des Produktionsvolumens, die Verbesserung der Qualität der Produkte, die den modernen Kundenanforderungen entsprechen, die Verbesserung der Umweltsituation und der Arbeitsbedingungen. Während der Rekonstruktion sind eine gründliche Untersuchung des Produktabsatzmarktes, die Analyse moderner technologischer Prozesse, Ausrüstung und Materialien, die Entwicklung einer optimalen technologischen Planung und Ausrüstungsplatzierung sowie die Entwicklung eines Arbeitsprojekts erforderlich. Für die technologische und arbeitstechnische Gestaltung werden qualifizierte Fachkräfte benötigt. Leider gibt es heute in Russland nur eine begrenzte Anzahl von Organisationen, die in der Lage sind, die technologische und arbeitstechnische Gestaltung einer Werkstatt oder eines Standorts vollständig zu übernehmen. Daher werden kreative Gruppen von Spezialisten und Organisationen geschaffen, die diese Art von Arbeit durchführen.

In den letzten 3 Jahren wurden mehr als 90 Gießereien und Standorte komplett oder teilweise umgebaut.

Der Wiederaufbau von Werkstätten und Fabriken erfolgt auf der Grundlage von mechanisierten Linien, die ersetzt werden manuelle Arbeit. Allein in den letzten 4 Jahren (2008-2012) wurden 25 automatisierte und mechanisierte Linien zur Herstellung von Formen in Gießereien installiert.

Einführung zukunftsträchtiger Technologien

Für die Herstellung von Gusseisen und Stahl sind technologische Prozesse des Schmelzens in Induktions- und Elektrolichtbogenöfen vielversprechend, die eine stabile chemische Zusammensetzung und Erwärmungstemperatur der Schmelze für eine effektive Verarbeitung außerhalb des Ofens bieten.

Für das Erschmelzen von Gusslegierungen sind erfolgversprechend:

Zum Schmelzen von Gusseisen:

• Induktionstiegelöfen mittlerer Frequenz mit einer Kapazität von bis zu 10-15 Tonnen. Solche Öfen werden von inländischen Unternehmen hergestellt: RELTEK LLC, Jekaterinburg, Elektroterm-93 OJSC, Saratov, Novozybkovsky Plant of Electrothermal Equipment OJSC, Kurai LLC, Ufa, Institute of Electrotechnologies NPP CJSC, Jekaterinburg, SODRUGESTVO LLC und andere,
  sowie ausländische Firmen ABP, Juncker (Deutschland), Inductotherm, Ajax (USA), EGES, Türkei, die in Russland am häufigsten verwendet werden;
• Gleichstrom-Lichtbogenöfen hergestellt von OAO Sibelektroterm, Nowosibirsk, OOO NTF EKTA, Moskau, OOO NTF Komterm, Moskau.

Für die Eisenschmelze sind Mittelfrequenz-Induktionstiegelöfen technologisch flexibler.

Abb.5. Steigerung der Produktion von in Induktionsöfen erschmolzenem Roheisen (%)

Leider wurden in den letzten Jahren keine Arbeiten durchgeführt, um die Technologie des Kupolschmelzens von Gusseisen zu verbessern. Nein, und in Russland gab es noch nie eine Massenproduktion von Kuppeln. In diesem Zusammenhang werden alle Betriebskuppeln in Handarbeit ohne Erhitzen des Windstoßes und hochwertige Reinigung der Abgase von Staub und schädlichen Bestandteilen hergestellt. Gaskupolöfen haben in unserem Land aufgrund des Mangels an zuverlässiger Konstruktion keine angemessene Verbreitung gefunden und werden nur verwendet, um Gusseisen mit niedrigen Qualitäten zu erhalten.

Abbildung 5 zeigt Daten über eine Zunahme der Produktion von Gussstücken aus in Induktionsöfen erschmolzenem Gusseisen und eine Abnahme der Produktion von Gussstücken aus Kupoleisen.

Die Produktion von Gussteilen aus verschiedenen Gusseisenarten im Jahr 2012 ist in der Tabelle dargestellt. 6.

Tabelle 6. Produktion von Gussteilen aus verschiedenen Gusseisenarten im Jahr 2012

Abb.6. Wachstum in der Produktion von Gussteilen aus Aluminium- und Magnesiumlegierungen (%)

Die Zunahme der schwefelarmen Gusseisenschmelze in Induktionsöfen hat die Produktion von Gusseisen mit Kugelgraphit und Vermiculargraphit erhöht. Zwischen 2006 und 2012 Die Produktion von Gussstücken aus Sphäroguss mit Kugelgraphit stieg um 12 % (Bild 6), was auf einen Rückgang der Produktion von Gussstücken aus Grau- und Sonderguss und Stahl zurückzuführen ist.

Zum Schmelzen von Stahl:

• AC- und DC-Lichtbogenöfen, Mittel- und Hochfrequenz-Induktionsöfen.

Produktion von Gussteilen aus verschiedenen Stahlsorten im Jahr 2012. Dargestellt in der Tabelle. 7.

Tabelle 7. Herstellung von Gussteilen aus Stahl

Zum Schmelzen von NE-Legierungen:

• Elektrische Induktions-, Lichtbogen- und Widerstandsöfen, Gas- und Ölöfen.

Die Produktion von Gussteilen aus Nichteisenlegierungen im Jahr 2012 ist in der Tabelle dargestellt. acht.

Tabelle 8. Herstellung von Gussteilen aus Nichteisenlegierungen

In den letzten Jahren hat die Produktion von Gussteilen aus Aluminium- und Magnesiumlegierungen zugenommen, die teilweise ersetzen

Die Herstellung von geformten Gussteilen in Russland aus Aluminiumlegierungen nach verschiedenen Verfahren ist in der Tabelle dargestellt. neun.

Tabelle 9. Herstellung von geformten Gussstücken aus Aluminiumlegierungen nach verschiedenen Verfahren

Gegenwärtig ist die Entwicklung der Produktion hochwertiger Gussteile auf der Grundlage moderner technologischer Verfahren in verschiedenen Bereichen des Maschinenbaus uneinheitlich. Die höchsten Produktionsmengen von Gussteilen werden in der Verkehrstechnik (Automobil-, Eisenbahn- und Kommunaltechnik), der Schwer- und Energietechnik und der Verteidigungsindustrie beobachtet.

Abb.7. Produktion von Gussteilen nach Industrie im Jahr 2012

Die Gussproduktionsmengen nach Branchen sind in Abb. 1 dargestellt. 7

Eine Analyse der Dynamik der Produktion von Gussteilen und inländischen Gießereiausrüstungen in den letzten 10 Jahren erlaubt es uns nicht, die Aussichten für die Entwicklung der Gießereiproduktion in den kommenden Jahren zu bestimmen. Eine Zunahme der Produktion von Gussteilen aus Eisen- und Nichteisenlegierungen ist nicht zu erwarten, da die Politik und Praxis des Einkaufs von Maschinenbauprodukten im Ausland anhält. Auch der Trend zum verstärkten Einkauf von Gussteilen im Ausland setzt sich fort. Der Bedarf der heimischen Industrie an Gussknüppeln nimmt ab. Gussrohlinge sind aufgrund ihrer hohen Kosten auf dem Weltmarkt nicht wettbewerbsfähig und in Bezug auf "Preis-Qualität" sind wir entwickelten Ländern unterlegen.

Neue Gießereitechnologien wurden in den letzten Jahren nicht entwickelt, da 10 an der Gießereiproduktion beteiligte Forschungsinstitute durch das Privatisierungssystem liquidiert wurden. Nur die Gießereiabteilungen der Universitäten betreiben wissenschaftliche Forschung, deren Hauptaufgabe die Ausbildung junger Fachkräfte ist. Die meisten Abteilungen sind nicht mit modernen Instrumenten und Geräten ausgestattet. Es gibt keine Koordinierung der wissenschaftlichen Tätigkeit in Russland. Die Zahl der wissenschaftlichen Mitarbeiter ist in den letzten 15 Jahren von 8 auf 0,2 % aller Beschäftigten in der Gießerei gesunken. Die Verbindung zwischen Wissenschaft und Produktion wurde unterbrochen, und eine sektorale Wissenschaft fehlt.

Unter den gegenwärtigen Bedingungen spielt für die Weiterentwicklung der Gießereiproduktion, die Rekonstruktion alter Gießereien und den Bau neuer Gießereien auf der Grundlage neuer technologischer Prozesse und moderner umweltfreundlicher Ausrüstung eine wichtige Rolle Informationstätigkeit gehalten vom Russischen Gießereiverband. Der Verband organisiert regelmäßig wissenschaftliche und technische Fachtagungen, alle 2 Jahre findet ein Gießereikongress und eine Ausstellung mit Beteiligung ausländischer Experten statt, außerdem organisiert er im Auftrag Fachreisen zu internationalen Ausstellungen über Gießereiproduktion und Gießereien im Ausland sich mit innovativen technischen Lösungen vertraut zu machen und Erfahrungen auszutauschen. Veröffentlicht monatlich das wissenschaftliche und technische Magazin "Founder of Russia".

Es sei darauf hingewiesen, dass mit der Stabilisierung der Produktionsmengen von Gussteilen in den letzten 4 Jahren die Qualität der Gussteile erheblich zugenommen hat, die Maßhaltigkeit zugenommen hat und dementsprechend ihr Gewicht abgenommen hat, die Festigkeit und Betriebseigenschaften zugenommen haben und die Präsentation zugenommen hat hat sich verbessert.

Die technologische Ausstattung einer Reihe von Unternehmen hat sich erheblich verbessert, in den letzten 15 Jahren haben etwa 350 Unternehmen einen Wiederaufbau durchgeführt, der durch den Mangel an Betriebskapital in vielen Unternehmen behindert wird.

Wir hoffen, dass die gemeinsamen Aktivitäten von Gießereien mit wissenschaftlichen und öffentliche Organisationen mit Unterstützung der Regierung der Russischen Föderation wird die Weiterentwicklung der Gießereiindustrie in Russland ermöglichen.

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