Технология производства и потребительские свойства латуни литейной
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
УО «Белорусский государственный экономический университет»
промышленности
ИНДИВИДУАЛЬНАЯ РАБОТА
на тему: " Технология производства и
потребительские свойства латуни литейной "
Исполнил студент
1 курс. ФМК, гр. ДМЛ-2 Л.С.Трубчик
Руководитель, доцент И.А.Мочальник
МИНСК 2013
РЕФЕРАТ
Работа содержит: 20 страниц, 2 таблицы.
Ключевые слова: отливка, латунь литейная, технология доменного производства, показатели качества, потребительские свойства, контроль качества, стандарты.
Изучена товарная продукция
в виде, сферы ее применения
в металлургическом
Определены потребительские
свойства латуни литейной. При
изучении и описании
Для определения нормируемых показателей качества изделий из латуни литейной изучены соответствующие стандарты.
Изучены вопросы контроля качества изделий из латуни литейной , правила приемки, транспортирования и хранения готовой продукции.
ПЛАН
РЕФЕРАТ …………………………………………………………………...
1.Применение латуни литейной
в производстве……………
2. Классификационные признаки
4.2. Характеристика основных
4.3. Анализ блок-схемы
5. Стандарты на отливки из
латуни литейной, нормируемые показатели
качества в соответствии с требованиями
стандартов………………..………………………………
6. Контроль качества изделий
из латуни литейной Стандарты
на правила приемки,
ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ…………………………………
ВВЕДЕНИЕ
Несмотря на то, что цинк был открыт только в XVI веке, латунь была известна уже древним римлянам. Они получали ее, сплавляя медь с галмеем, то есть с цинковой рудой. Путем сплавления меди с металлическим цинком, латунь впервые была получена в Англии в 1781 г. В XIX веке в Западной Европе и России латунь использовали в качестве поддельного золота.
Наиболее широко применяются в народном хозяйстве медные сплавы двух типов, имеющие общие названия – латуни и бронзы.
Латуни – сплавы меди с цинком, это самый распространенный сплав на основе меди. Латуням присущи все положительные свойства меди: высокие электро- и теплопроводность, коррозийная стойкость, пластичность. В отличие от меди латуни имеют хорошие литейные свойства и неплохо обрабатываются резанием, являются хорошим конструкционным материалом для установок, работающих при отрицательных температурах. Немаловажен и тот факт, что латуни дешевле меди, так как цинк, составляющий основу латуни, более дешевый материал по сравнению с медью.
В зависимости от числа
компонентов, входящих в
двухкомпонентные (простые) латуни, состоящие только из меди, цинка и неизбежных примесей, многокомпонентные (специальные) латуни, в которые дополнительно введены легирующие элементы для придания тех или иных свойств.
1.Применение латуни литейной в производстве
Общая мировая потребность
в цинке для изготовления
По сравнению с другими
1) возможностью получения
2) низкой стоимостью отливок;
К общим достоинствам цинковых сплавов можно отнести снижение энергетических затрат при плавлении на 25-50% по сравнению с al-сплавами и на 40-75% по сравнению с бронзовыми сплавами. Кроме того, низкая температура разливки обеспечивает относительно небольшие термические удары при заполнении форм металлом и незначительное газообразование. Это позволяет снизить стоимость пресс-форм на 50-90%. Сплавы из цинка легко поддаются механообработке, а отливки из них обладают настолько хорошей поверхностью, что
часто не нуждаются в механической
обработке. Другое преимущество цинковых
сплавов - высокая коррозионная стойкость,
позволяющая использовать детали без
дополнительного покрытия. В то же
время после нанесения
3) высокой жидкотекучестью и низкой пористостью, что особенно важно для получения тонкостенных отливок.
В автомобилестроении основными изделиями, изготавливаемыми из цинковых сплавов, являются дверные ручки, корпуса стеклоочистителей и зеркал, детали отделки салона и кузова, кронштейны, детали масляного насоса, замки ремней безопасности и др.
Цинковые сплавы традиционно играют важную роль в производстве декоративных элементов для архитектуры и интерьера. Однако в последние годы они стали все чаще использоваться и для изготовления различных конструкционных элементов.
Литейные латуни
Марка |
Область применения |
ЛЦ16К4 |
Детали арматуры |
ЛЦ23А6ЖЗМц2 |
Массивные червячные винты, гайки
нажимных винтов |
ЛЦЗОАЗ |
Коррозионно-стойкие детали |
ЛЦ40С |
Литые детали арматуры, втулки, сепараторы,
подшипники |
ЛЦ40МцЗЖ |
Детали ответственного назначения, работающие
при температуре до 300 °C |
ЛЦ25С2 |
Штуцера гидросистемы автомобилей |
2.1. Кодирование сплавов
литейной латуни в
- Раздел XV: Недрагоценные металлы и изделия из них
- Группа 74: Медь и изделия из нее
- Позиция 7403: Медь рафинированная и сплавы медные необработанные
- Субпозиция 7403 21: Сплавы на основе меди и цинка (латуни)
2.2. Кодирование сплавов
в соответствии с «
- Секция D – Продукция перерабатывающей промышленности.
- Подсекция DJ –Основные металлы и готовые металлические изделия.
- Раздел 27 – Основные металлы
- Класс 27.44 – Изделия из меди
- Категория 27.44.2 – Полуфабрикаты из меди и медных сплавов
- Подкатегория27.44.22 – Прутки и профили из меди, кроме прутков и профилей, полученных литьем или спеканием, заготовок для производства проволоки
- Подвид 27.44.22.210 – Прутки и профили из сплавов на основе меди и цинка(латуни)
3. Потребительские свойства сплавов литейной латуни
Многокомпонентные (специальные) латуни – легированные одним или несколькими элементами, которые определяют название латуней: алюминиевые, никелевые, марганцевые, оловянные и др. Специальные латуни имеют лучшие механические и технические свойства, более высокую коррозийную стойкость, чем простые медно-цинковые сплавы.
Обычно все многокомпонентные
латуни делят на две группы
по способу изготовления
никелем. Перечень входящих в их состав
постоянных примесей тоже одинаков, это
сурьма, висмут, фосфор, свинец, железо.
Разница заключается в том, что
в латуни, обрабатываемые давлением,
легирующие элементы вводятся в меньшем
количестве по сравнению с литейными.
Второй существенной разницей является
допускаемое количество примесей, которое
в них гораздо меньше, чем в
литейных. Ограниченное содержание некоторых
легирующих элементов и примесей
в деформирующих латунях
Принята следующая маркировка. Сплав латуни обозначают буквой «Л», после чего следует буквы основных элементов, образующих сплав. В марках деформируемых латуней первые две цифры после буквы «Л» указывают среднее со
держание меди в процентах. Например, Л70 — латунь, содержащая 70 % Cu.
В случае легированных деформируемых латуней указывают ещё буквы и цифры, обозначающие название и количество легирующего элемента, ЛАЖ60-1-1 означает латунь с 60 % Cu, легированную алюминием (А) в количестве 1 % и железом в количестве 1 %. Содержание Zn определяется по разности от 100 %. В литейных латунях среднее содержание компонентов сплава в процентах ставится сразу после буквы, обозначающей его название. Например, латунь ЛЦ40Мц1,5 содержит 40 % цинка (Ц) и 1,5 % марганца (Мц).
3.1. Определения свойств сплавов литейной латуни
Получение качественных отливок без раковин, трещин и других дефектов зависит от литейных свойств сплавов, которые проявляются при заполнении формы, кристаллизации и охлаждении отливок в форме. К основным литейным свойствам сплавов относят: жидкотекучесть, усадку сплавов, склонность к образованию трещин, газопоглощение, ликвацию.
Жидкотекучесть – способность расплавленного металла течь по каналам литейной формы, заполнять ее полости и четко воспроизводить контуры отливки. При высокой жидкотекучести сплавы заполняют все элементы литейной формы. Жидкотекучесть зависит от многих факторов: от температурного интервала кристаллизации, вязкости и поверхностного натяжения расплава, температуры заливки и формы, свойств формы и т.д.
Чистые металлы и сплавы, затвердевающие при постоянной температуре, обладают лучшей жидкотекучестью, чем сплавы, затвердевающие в интервале температур (твердые растворы). Чем выше вязкость, тем меньше жидкотекучесть. С увеличением поверхностного натяжения жидкотекучесть понижается. С повышением температуры заливки расплавленного металла и формы жидкотекучесть улучшается. Увеличение теплопроводности материала формы снижает жидкотекучесть. Так , песчаная форма отводит теплоту медленнее, и расплавленный металл заполняет ее лучше, чем металлическую форму. Наличие неметаллических включений снижает жидкотекучесть. Так же влияет химический состав сплава (с увеличением содержания серы, кислорода, хрома жидкотекучесть снижается; с увеличением содержания фосфора, кремния, алюминия, углерода жидкотекучесть увеличивается).
Усадка – свойство металлов и сплавов уменьшать объем при охлаждении в расплавленном состоянии, в процессе затвердевания и в затвердевшем состоянии при охлаждении до температуры окружающей среды. Изменение объема зависит от химического состава сплава, температуры заливки, конфигурации отливки. Различают объемную и линейную усадку.
В результате объемной усадки появляются
усадочные раковины и усадочная
пористость в массивных частях отливки.
Для предупреждения образования
усадочных раковин
Линейная усадка определяет размерную точность полученных отливок, поэтому она учитывается при разработке технологии литья и изготовления модельной оснастки. Линейная усадка составляет: для серого чугуна – 0,8…1,3 %; для углеродистых сталей – 2…2,4 %; для алюминиевых сплавов – 0,9…1,45 %; для медных сплавов – 1,4…2,3 %.
Газопоглощение – способность литейных сплавов в расплавленном состоянии растворять водород, азот, кислород и другие газы. Степень растворимости газов зависит от состояния сплава: с повышением температуры твердого сплава увеличивается незначительно; возрастает при плавлении; резко повышается при перегреве расплава. При затвердевании и последующем охлаждении растворимость газов уменьшается, в результате их выделения в отливке могут образоваться газовые раковины и поры.
Растворимость газов зависит от химического состава сплава, температуры заливки, вязкости сплава и свойств литейной формы.
Ликвация – неоднородность химического состава сплава в различных частях отливки. Ликвация образуется в процессе затвердевания отливки, из-за различной растворимости отдельных компонентов сплава в его твердой и жидкой фазах. В сталях и чугунах заметно ликвируют сера, фосфор и углерод.
Различают ликвацию зональную, когда различные части отливки имеют различный химический состав, и дендритную, когда химическая неоднородность наблюдается в каждом зерне.
4. Технология производства латуни литейной и ее технико-экономическая оценка
Для плавки латуни может быть использован любой тип плавильных печей, применяемых для плавки медных сплавов. Но наиболее целесообразно латунь плавить в электрических индукционных низкочастотных печах с магнитопроводом. Менее желательна плавка латуни в электродуговых плавильных печах. При плавке медноцинковых сплавов следует иметь в виду, что из всех других компонентов сплава наибольшей окисляемостью обладает цинк. Это объясняется низкой температурой кипения его.
Само литейное производство есть процесс получения фасонных отливок путем заполнения жидким металлом заранее приготовленных форм, в которых металл затвердевает. Отливки могут быть или вполне готовыми деталями, или заготовками, подвергающимися в механических цехах окончательной обработке, которая производится с целью получения точных размеров и требуемой чистоты всех или некоторых поверхностей. В последнем случае на отливках предусматривается припуск на механическую обработку. Отливки изготовляются из чугуна, стали и сплавов цветных металлов. Литые детали широко применяются в станках, различных машинах и механизмах и составляют от 50 до 85% их массы. Путем литья могут изготовляться детали, самые разнообразные по форме и размерам, в том числе весьма сложной конфигурации. В ряде случаев стоимость отливок значительно меньше стоимости деталей, изготовленных другим способом. Однако для литья пригодны лишь сплавы, обладающие определенными свойствами. Успехи в области улучшения структуры отливок, формовочных материалов и качества формовки привели к значительному повышению механических свойств фасонного литья. Это дало возможность изготовлять литыми весьма ответственные детали, например: муфт коленчатых компрессоров, корпуса насосов, компрессоров и вентиляторов, блок-картеры, корпуса арматуры и другие заготовки газо- и теплоэнергетики.
Существует несколько способов заливки форм, в том числе:
- обычная заливка, когда металл заполняет форму свободно, под действием силы тяжести;
- центробежное литье, когда металл заливают во вращающуюся форму и он распределяется в ней под влиянием центробежной силы;
- литье под воздушным или поршневым давлением с применением специальных машин.
Литье в металлические формы (кокиль)
Литье в металлические формы (кокиль) применяется для получения заготовок из черных и цветных металлов следующей массой: чугунных — от 10 г до 10 т, стальных - от 0,5 кг до 4 т, из цветных металлов и сплавов — от 5 г до 500 кг.
Этот вид литья отличается высокими механическими свойствами и равномерным мелкозернистым строением, а также большой точностью размеров и форм заготовок. Часто получают отливки, не требующие дальнейшей очистки и обработки.
Заготовки, отлитые в кокиль, не должны иметь резких переходов по толщине стенок. Стойкость форм при литье заготовок из легкоплавких металлов и сплавов (цинка, алюминия, магния) — сотни тысяч отливок, из стали —600—700 мелких, 150— 250 средних и 20—25 крупных отливок.
Металлические формы в большинстве случаев выполняют из серого чугуна и реже из стали. В крупносерийном и массовом производстве используются кокильные литейные машины, работа которых механизирована и автоматизирована.
Литье с помощью оболочковых форм
За последние годы получил распространение новый способ изготовления отливок путем заливки так называемых оболочковых форм. Получение литья в оболочковых формах основано на свойстве термореактивной смоло-песчаной смеси принимать форму подогретой металлической модели с образованием сравнительно тонкой и быстро затвердевающей оболочки.
Нагретую одностороннюю
Литье по выплавляемым моделям
Данный вид литья применяется для получения мелких деталей (обычно массой до 10 кг) из стали и других труднообрабатываемых сплавов с температурой плавления до 1600.
Заливка металла производится в горячие формы, а иногда — под давлением или центробежным способом. Высокая точность литья достигается благодаря применению точных моделей и отсутствию разъема формы, а также потому, что выплавление моделей устраняет необходимость их расколки и выема из формы, искажающих размеры отливки.
Сложность технологии и
относительно высокая
Способом литья по выплавляемым моделям изготовляют лопатки газовых турбин, режущий инструмент (фрезы, сверла), мелкие детали запорной и регулирующей арматуры газового и теплового оборудования.
Центробежное литье
Принцип производства заготовок этот способ состоит в том, что
жидкий металл заливают в быстровращающуюся форму. Под действием
центробежных сил жидкий металл, отбрасывается к поверхности формы
и затвердевает, принимая его очертания. Вращение форм производится до полного затвердевания металла, после чего готовые отливки извлекаются из форм.
Существуют два основных способа центробежного литья: центро-
бежный, и полуцентробежный.
Центробежный способ
Этот способ используют для отливки тел вращения с ровными наружными поверхностями и гладкими центральными отверстиями. Такими изделиями являются трубы, различные втулки и пр.
Заливка металла производится в форму, вращающуюся вокруг своей оси. Ось вращения может быть горизонтальной или вертикальной. Машины с горизонтальной осью вращения применяются для отливки изделий, имеющих значительную длину. Скорость вращения формы должна обеспечивать получение стенок одинаковой толщины по всему периметру.
Полуцентробежный способ
Этот способ применяется для отливки тел вращения с фасонными поверхностями, причем в отличие от центробежного способа внутренние поверхности образуются не под влиянием центробежной силы, а с помощью стержней. Формы изготовляют из формовочной смеси и после изготовления подвергают сушке.
При полуцентробежном способе отливки получаются более точными, чем при обычном литье в песчаную форму, что сокращает последующую механическую обработку.
Литье под давлением
При литье под давлением заливка металла осуществляется в постоянную стальную форму, причем металл вводится под давлением поршня или сжатого воздуха. Полученные детали имеют чистую поверхность и точные размеры 9-14 квалитетов (3-7-й классы точности), так что последующая механическая обработка или очень незначительна, или вообще не нужна. Детали могут быть получены размерами до 300 мм (с заливкой в форму до 2 л металла) с резьбой, отверстиями, весьма тонкими приливами и выступами. В последнее время литьем под давлением получаются и более крупные детали. Металл, отлитый под давлением, имеет мелкозернистую структуру вследствие быстрого охлаждения в стальной форме, поэтому прочность деталей, полученных отливкой под давлением, всегда выше прочности деталей, отлитых в песчаные формы.
Литье под давлением в настоящее время широко применяется в массовом производстве для получения деталей небольшого веса из сплавов цветных металлов на основе меди, алюминия, цинка, магния, свинца и олова.
5. Стандарты на сплавы латуни литейные, нормируемые показатели качества в соответствии с требованиями стандартов.
На сплавы литейной латуни распространяется ГОСТ 17711-93 «Сплавы медно-цинковые (латуни) литейные. Технические условия». Этот стандарт распространяется на алюминиевые сплавы в чушках и в отливках, изготовляемых для нужд народного хозяйства и экспорта. Для сплавов литейной латуни в чушках главным показателем является химический состав, а для сплавов литейной латуни в отливках – механические свойства. Данные показатели и назначения некоторых сплавов латуней приведены ниже в таблице 5.1 согласно ГОСТ 17711-93 «Сплавы медно-цинковые (латуни) литейные. Технические условия».
Таблица 5.1 — Состав, типичные механические свойства и назначение латуней (1 Мн/м2 » 0,1 кгс/мм2)
Марка сплава |
Состав |
Предел прочности sb, Мн/м2 |
Относительное удлинение d, % |
Твердость HB, Мн/м2 |
Примерное назначение |
Л96 |
95—97% Cu, остальное Zn |
240 |
50 |
470 |
Радиаторные трубки |
Л90 |
88—91% Cu, остальное Zn |
260 |
45 |
530 |
Листы и ленты для плакировки |
Л80 |
79—81% Cu, остальное Zn |
320 |
52 |
540 |
Проволочные сетки и целлюлозно-бумажной промышленности, сильфоны |
Л68 |
67—70% Cu, остальное Zn |
320 |
55 |
550 |
Изделия, получае- |
Л63 |
62—65% Cu, остальное Zn |
330 |
49 |
560 |
Полосы, листы, лента, проволока, трубы, прутки |
ЛА77-2 |
76—79% Cu, 1,75—2,5% Al, остальное Zn |
400 |
55 |
600 |
Конденсаторные трубы |
ЛАЖ60-1-1 |
58—61% Cu, 0,75—1,5% Al, 0,75—1,5% Fe, 0,1—0,6% Mn, остальное Zn |
450 |
45 |
950 |
Трубы и прутки |
ЛАЖМц66-6-3-2 |
64—68% Cu, 6—7% Al, |
650 |
7 |
1600 |
Литые массивные червячные винты, гайки нажимных винтов |
ЛАН59-3-2 |
57—60% Cu, 2,5—3,5% Al, 2—3% Ni, остальное Zn |
380 |
50 |
750 |
Трубы и прутки |
ЛЖМц59-1-1 |
57—60% Cu, 0,6—1,2% Fe, 0,5—0,8% Mn, 0,1—0,4% Al, 0,3—0,7% Sn, остальное Zn |
450 |
50 |
880 |
Полосы, проволока, прутки и трубы |
ЛН65-5 |
64—67% Cu, 5—6,5% Ni, остальное Zn |
400 |
65 |
700 |
Манометрические трубки, конденсаторные трубы |
ЛО70-1 |
69—71% Cu, 1—1,5% Sn, остальное Zn |
350 |
60 |
590 |
Конденсаторные трубы, теплотехническая аппаратура |
ЛС74-3 |
72—75% Cu, 2,4—3% Pb, остальное Zn |
350 |
50 |
570 |
Детали часов, автомобилей |
ЛК80-3Л |
79—81% Cu, 2,5—4,5% Si, остальное Zn |
300 |
20 |
1050 |
Арматура, подвергающаяся действию воды, детали судов |
ЛКС80-3-3 |
79—80% Cu, 2,5—4,5% Si, 2—4% Pb, остальное Zn |
350 |
20 |
950 |
Литые подшипники и втулки |
Также, согласно ГОСТ 1020-97 «Латуни литейные в чушках. Технические условия» (приложен к работе), марки и химический состав латуней должны соответствовать требованиям таблицы 5.2
Таблица 5.2
Марки латуни |
Массовая доля, %, основных компонентов | |||||||
Меди |
Свинца |
Кремния |
Марганца |
Железа |
Алюминя |
Олова |
Цинка | |
ЛС ЛСч ЛСд ЛСдч ЛОС ЛК ЛК1 ЛК2 ЛКС ЛМцС ЛМцЖ ЛА ЛМцКА ЛАЖМц ЛМцСК ЛМцСКА |
56-61 56-61 57-61 59-61 60-75 76-81 78-81 76-81 76-81 56-60 53-58 63-68 58,5-61,5 63-70 53-60 58-61 |
0,8-1,9 0,8-1,5 0,8-1,5 0,8-1,5 1,0-3,0 - - - 2,0-4,0 1,5-2,5 - - - - 1,5-3,0 1,5-2,5 |
- - - - - 2,8-4,5 3,0-4,5 1,9-2,8 2,5-4,5 - - - 0,5-1,3 - 0,5-1,3 0,5-1,3 |
- - - - - - - - - 1,8-2,5 3,0-4,0 - 2,0-3,0 1,5-3,0 1,5-2,5 2,0-3,0 |
- - - - - - - - - - 0,5-1,5 - - 2,0-4,0 - - |
- - - - - - - - - - - 2,2-3,0 0,75-1,5 4,0-7,0 - 0,7-1,5 |
- - - - 0,5-1,5 - - - - - - - - - - - |
остальное то же > > > > > > > > > > > > > > |
Таблица 5.2 (окончание)
Марка латуни |
Массовая доля, %, не более, примеси | ||||||||||||
Железа |
Алюминия |
Кремния |
Марганца |
Свинца |
Олова |
Сурьмы |
Мышьяка |
Висмута |
Фосфора |
Никеля |
Всего примесей | ||
ЛС ЛСч ЛСд ЛСдч ЛОС ЛК ЛК1 ЛК2 ЛКС ЛМцС ЛМцЖ ЛА ЛМцКА ЛАЖМц ЛМцСК ЛМцСКА |
0,8 0,6 0,5 0,5 0,7 0,6 0,6 0,6 0,6 0,8 — 0,8 0,6 — 0,6 0,6 |
0,5 0,5 0,2 0,1 0,3 0,1 0,04 0,1 0,1 0,8 0,6 — — — 0,7 — |
0,3 0,2 0,2 0,1 0,5 — — — — 0,4 0,2 0,3 — 0,3 — — |
0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,8 0,8 0,8 0,8 — — 0,5 — — — — |
— — — — — 0,5 0,5 0,5 — — 0,5 0,7 0,5 0,7 — — |
0,5 0,5 0,3 0,5 — 0,3 0,3 0,3 0,3 0,5 0,5 0,7 0,2 0,7 0,6 0,2 |
0,05 0,05 0,05 0,05 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,03 0,1 0,1 0,03 |
— — — — — — — — — 0,05 0,05 0,1 0,05 — 0,05 0,05 |
— — — — — — — — — 0,01 0,01 0,01 0,01 — 0,01 0,01 |
— — — — — 0,1 0,1 0,1 0,1 0,05 0,05 0,05 0,03 — 0,1 0,03 |
1,0 0,5 0,5 0,5 1,0 0,2 0,2 0,2 0,2 1,0 0,5 0,3 1,0 1,0 1,0 1,0 |
2,0 1,7 1,5 1,4 1,5 2,5 2,4 2,5 2,0 2,2 1,7 2,6 1,3 1,8 1,7 1,3 | |
Примечания:
| |||||||||||||

- Технология производства и потребительские свойства мебели
- Технология производства и потребительские свойства стекла строительного профильного
- Технология производства и потребительские свойства трикотажных полотен
- Технология производства йогурта
- Технология производства йогурта
- Технология производства каменноугольного дегтя и теоретические основы процесса
- Технология производства каменных работ
- Технология производства замороженных овощей и фруктов
- Технология производства зефира
- Технология производства зефира
- Технология производства изделий из крольчатины
- Технология производства изделий из ПВХ
- Технология производства и переработки масс и эластомеров
- Технология производства и потребительские свойства кирпича керамического