Примечание: № варианта  – номер в учебном журнале.

Методические указания для решения задач и примеры их решения.

Задание 1. Ответы на теоретические вопросы начинайте с изучения материала. Прочтите его, выберите основное. Весь текст страниц учебника приводить не нужно. Обязательно выполняются схемы и рисунки. Нумерация рисунков выполняется последовательно, надписи выполняются под рисунком. (Рис 1., Рис 2. и т.д.). Сокращения слов не допускаются.

 

Например, вопрос:Индукционные электропечи.

Ответ:

Индукционные электропечи по конструктив­ному исполнению имеют две основные разновидности: канальные электропечи промышленной частоты (50 Гц) и тигельные электро­печи промышленной и повышенной частоты.

Канальная индукционная электропечь (рис. 2.7, б) состоит из верхней части — шахты 4 и нижней подовой части, в которой распо­ложены каналы 3 (один, два или три) и стальной сердечник 2. По принципу работы такая печь является своеобразным трансформато­ром с первичной обмоткой (индуктором) на стальном сердечнике 2; вторичной обмоткой является замкнутое кольцо расплавленного металла в каналах 3. Перед началом плавки в этих каналах всегда имеется жидкий металл, оставленный от предыдущей плавки. Пер­вичная обмотка изолирована от вторичной (жидкого металла) футе­ровкой. Переменный ток (50 Гц), пропускаемый через первичную обмотку (индуктор) печи, создает переменный магнитный поток

 

в стальном сердечнике, в поле которого находится жидкий металл (вторичная обмотка). Переменный магнитный поток индуцирует в металле канала (вторичная цепь) электродвижущую силу, вслед­ствие чего в жидком металле канала появляется ток. Сила тока дости­гает десяти и более тысяч ампер. Благодаря этому в металле канала выделяется теплота, которая перегревает металл. Плавление металла в шахте происходит вследствие постоянной циркуляции: перегретый металл из канала перемещается в шахту, а холодный — из шахты в канал.

Индукционные канальные печи применяются в основном для плавки медных сплавов, например ИЛК-1,6 (емкостью 1,6 т), алю­миниевых сплавов, например ИАК-6 (емкостью 6 т), а также для перегрева чугуна и поддержания постоянной температуры металла (т. е. используются как миксеры для длительного сохранения жид­кого металла). Для плавки цветных металлов индукционная каналь­ная печь является плавильным агрегатом с самым высоким к. п. д. и наименьшим удельным расходом электроэнергии. Угар металла в этих печах незначительный, температура регулируется в узком интервале, печи просты по конструкции. К недостаткам печей отно­сится невозможность частой смены сплавов, так как после плавки металл сливается не полностью, чтобы создать замкнутую вторичную цепь в канале. Кроме того, плавка при высоких температурах (ту­гоплавких металлов) приводит к быстрому износу футеровки ка­нала.

Тигельная индукционная электропечь (без стального сердечника, рис. 2.7, в) состоит из медного водоохлаждаемого индуктора 1 (ка­тушки), внутри которого установлен огнеупорный тигель 2 с рас­плавляемым металлом 3. Индуктор подключают к источнику пере­менного тока промышленной частоты (50 Гц) или повышенной ча­стоты (590—2400 Гц). Под действием переменного магнитного потока в металлической шихте наводятся мощные вихревые токи (Фуко) и выделяется тепло, необходимое для расплавления металла и его перегрева. Для слива металла в ковш печь снабжена поворот­ным устройством. Основными достоинствами печей этого типа является маневренность при переходе плавки с одного сплава на другой, высокая скорость нагрева, небольшой угар металла, воз­можность плавки в вакууме или защитной атмосфере.

Индукционные тигельные печи применяются для плавки сталей (ИСТ-2,5 и др.), чугуна (ИЧТ-10 и др.), медных сплавов (ИЛТ-1 и др.), алюминиевых сплавов (ИАТ-6 и др.) и магниевых сплавов (ИГТ-4 и др.). Цифры в приведенных для примера типах электропе­чей означают их емкость в тоннах. Типы индукционных плавильных печей (канальных и тигельных), их номинальные емкости и частоты выбирают по ГОСТ 10487—75

Например, вопрос:Материалы, используемые для изготовления режущего инструмента.

Ответ:

Углеродистую инструментальную сталь используют для изготовления режущих, измерительных и других инструментов; она делится на качественную и высококачественную. Сталь качественная обозначается буквой У и цифрой, указывающее массовое содержание углерода в десятых долях процента (например, У7, У8 и далее до У13). Сталь инструментальная высококачественная содержит меньше примесей серы и фосфора, чем качественная; при маркировке добавляют букву А (например, У8А). Выбор марки стали и термическая обработка ее зависят от назначения инструмента[3, ст. 79-80]

 

 Низколегированная сталь для режущего инструмента по своей режущей способности существенно не отличается от углеродистой стали и применяется при небольших скоростях резания, так как она теряет твердость уже при температуре 200-220⁰С. Однако эта сталь имеет меньшую критическую скорость закалки по сравнению с углеродистой и поэтому обладает более высокой прокаливаемостью, что позволяет получить структуру мартенсита в более крупных сечениях инструмента; кроме того, она менее хрупкая. Основными легирующими элементами для сталей всех марок этой группы являются хром (1-3 %), а также вольфрам. Сталь 9ХС применяют для изготовления резцов, сверл, фрез, зенкеров, разверток; сталь ХВГ, 9Х5ВФ – для сверл, метчиков, разверток; сталь ХВ5 – для инструментов, работающих по твердым материалам. После закалки и низкого отпуска низколегированные стали имеют твердость 60-62 HRS_э, а сталь ХВ5 – до 65.

Быстрорежущая сталь – это высоколегированная инструментальная сталь, обладающая красностойкостью, т. е. не теряющая твердости при нагреве до температуры 600-640⁰С. Режимы обработки этой сталью в 3-4 раза выше допустимых значений для углеродистой и низколегированной сталей. ГОСТ 19265-73 установлены следующие марки быстрорежущей стали: Р18, Р12, Р9, Р6МЗ, Р9Ф5, Р5М5, Р6М5К5, Р9М4К8, Р14Ф4, Р9К5, Р9К10, Р10К5Ф5, Р18Ф2, Р18К5Ф2. Следующая за буквой Р цифра указывает среднее массовое содержание вольфрама в процентах, массовое содержание хрома (около 4 %) в обозначении марок не указывается.

Сталь марок Р9, Р12 и Р18 применяют для всех видов режущих инструментов при обработке широкого круга конструкционных материалов; сталь Р6М5 – для резьбонарезных инструментов, работающих с ударными нагрузками; сталь марок Р18К5Ф2, Р9М4К8, Р6М5К5 предназначается для обработки вязких (коррозионностойких и жаропрочных сталей и сплавов) материалов; сталь, содержащую ванадий (Р9Ф5, Р14Ф4, Р9К5Ф5), применяют для отделочных операций при обработке сплавов титана и материалов с абразивными свойствами (пластмасс, фибры, эбонита).

По структуре в равновесном состоянии быстрорежущая сталь относится к карбидному классу. После ковки и отжига она имеет перлитно-сорбитную структуру с включениями зерен легированных карбидов. Термическая обработка этой стали из закалки с температурой нагрева до 1260-1300⁰С и двух- или трехкратного отпуска для уменьшения остаточного аустенита. Высокая температура закалки необходима для растворения возможно большого количества карбидов в аустените, чтобы получить мартенсит, более насыщенный легирующими элементами и стойкий против отпуска. Быстрорежущая сталь имеет малую критическую скорость закалки, поэтому охлаждение после нагрева может производиться на воздухе (такую сталь называют самозакаливающейся). Однако закалка в масле дает лучшие результаты. После закалки сталь состоит из мартенсита и остаточного аустенита (около 30 %). Последующим отпуском удается уменьшить содержание остаточного аустенита и сталь после отпуска становится красностойкой. Для более полного превращения остаточного аустенита в мартенсит применяют также обработку холодом, т. е. охлаждение закаленной стали до температуры

80-100⁰С ниже нуля. В этом случае достаточен предшествующий обработке холодом однократный отпуск.

Металлокерамические твердые сплавы. В машиностроении эти сплавы широко используют как инструментальные материалы. Их получают методами порошковой металлургии.

Минералокерамические материалы. Эти материалы представляет микролит корундовый (спеченный корунд) марки ЦМ 332 в виде пластинок для режущего инструмента и фильер для волочения. Эти изделия получают методом порошковой металлургии из мелких зерен

(0,5-0,75 мкм) порошка глинозема с небольшим количеством (0,6-1,0 %) оксида магния (в качестве модификатора). Твердость изделий составляет 92-93 HRA при температуре 20⁰С и 82 при 1000⁰С; они сохраняют режущую способность до 1200⁰С. Пластинки из микролита ЦМ 332 применяют для режущих инструментов, работающих при отсутствии ударов и небольших сечениях стружки; в этих условиях такие режущие инструменты имеют стойкость, в два раза и более превышающую стойкость твердосплавного инструмента, к тому же они не содержат дорогостоящих металлов.

Сверхтвердые инструментальные материалы.

Алмаз имеет твердость значительно большую, чем у твердых сплавов, а износостойкость – в десятки раз большую. Однако алмаз хрупок, поэтому кристаллы алмаза используют для тонкого (алмазного) точения заготовок из цветных металлов и неметаллических материалов. Теплостойкость алмаза невелика (до 600⁰С). Для изготовления резцов используют алмазы массой свыше 0,3 карата (карат равен 0,2 г).

Эльбор (кристаллический нитрид бора) по твердости близок к алмазу, теплостойкость выше 1200⁰С, химически инертный к углероду. Такое сочетание свойств позволяет применять его при чистовом и тонком точении закаленных сталей, чугунов и других труднообрабатываемых материалов. При этом износостойкость резцов со вставками из эльбора в десять раз превосходит стойкость резцов с пластинками из твердых сплавов и минералокерамики.

Порошки алмаза и эльбора применяют для изготовления шлифовальных кругов, брусков, а также в свободном виде для притирки и полирования.[3, ст.121-123]  

           

 

  

 

Вопросы для дифференцированного зачета по дисциплине «Технология металлов».

1. Дисциплина Технологические процессы в машиностроении - комплексная дисциплина. Роль её в подготовке специалистов.

2. Исходные материалы для получения чугуна; руды их подготовка, флюсы, огнеупоры, топливо.

3. Доменная печь, её устройство, химические реакции, протекающие в доменной печи.

4. Кауперы, воздуходувки. Мероприятия по интенсификации доменного процесса.

5. Продукты доменного производства, КИПО.

6. Задачи передела чугуна в сталь.

7. Конверторный способ производства стали. Конверторный процесс,

8. Преимущества и недостатки конверторного способа получения стали.

9. Получение стали в индукционных печах. Сущность процесса. Устройство печи.

10.Мартеновский способ получения стали. Устройство мартеновской печи. Сущность процесса.

11.Опишите основные этапы химического процесса, при выплавке стали.

12.Получение стали в электродуговых печах. Устройство печи. Сущность процесса.

13.Выполните схему, строения слитка спокойной стали. Опишите строение.

14.Разливка стали непрерывным способом. Достоинство и недостатки.

15.Рафинирование стали. Назначение рафинирования, виды внепечного рафинирования стали.

16.Внедоменное производство стали.

17.Назначение раскисления стали. Степени раскисления.

18.Расскажите о преимуществах, получения стали в конверторах, по сравнению с получением стали в мартеновских печах.

19.Пирометаллургический способ получения меди: флотация, плавка медных концентратов на штейн, конвертирование, рафинирование (огневое).

20.Свойства AI. Руды AI.

21.Выполните схему получения алюминия. Расскажите об устройстве электролизера для электролитического получения алюминия.

22.Руды титана. Свойства Ti. Схема производства Ti из ильменитовых руд.

23.Магний, его свойства. Руды Mg. Получение Mg.

24.Получение глинозема. Электролиз глинозема. Конструкция электролизера.

25.Оборудование для сварки: трансформаторы, генераторы

26.Электроды, требования предъявляемые к ним.

27.Сварка методом Славянова.

28.Назначение нагрева заготовок перед ОМД. Явление перегрева и пережога, окалинообразование.

29.Ковка, назначение. Операции свободной ковки, инструмент, оборудование.

30.Объёмная горячая и холодная штамповка. Конструкции штампов, оборудование.

31.Литьё под давлением. Литьё в холодные и горячие камеры прессования.

32.ТБ при холодной штамповке.

33.Опишите технологический процесс получения проволоки.

34.Перечислите электрофизические способы обработки металлов. Расскажите об электроискровом способе, раскройте его сущность.

35.Волочение. Сущность процесса. Технологический процесс. Оборудование.

36.Классификация прокатных станов.

37.Перечислите типы прокатки. Что такое блюмы и слябы.

38.Прямое прессование.

39.Перечислите основные операции, выполняемые при холодной листовой штамповке.

40.Обратное прессование. Достоинства и недостатки. Технологический процесс.

41.Перечислите виды проката.

42.Перечислите типы прокатки. Каким способом получают листы, полосы?

43.Электролитический способ рафинирования меди.

44.Перечислите оборудование, применяемое для листовой штамповки в цехе 640 ФГУП «ПО Уралвагонзавод».

45.Перечислите оборудование для объемной штамповки, применяемое в цехе 630 ФГУП «ПО Уралвагонзавод».

46.Перечислите оборудование, применяемое в цехе 630 ФГУП «ПО Уралвагонзавод», для нагрева заготовок перед ОМД.

47.Перечислите виды проката.

48.Расскажите об анодно-механическом способе обработки металлов.

49.Абразивный инструмент, абразивные материалы. Какой зернистости круги используют при зачистке сварных швов?

50.Элементы резания, геометрия резца. Процессы резания, образование стружки.

51.Точение. Виды точения. Инструмент при точении.

52.Классификация видов термической обработки. Назначение ТО.

53.Перечислите приспособления, применяемые при фрезеровании.

54.Шлифовальные круги, их разновидности. Связка, применяемая при установлении абразивного инструмента.

55.Классификация фрезерных станков. Фрезерование, фрезы.

56.Перечислите оборудование, применяемое в цехе 640 ГУП ПО «Уралвагонзавод» для листовой штамповки.

57.Станки сверлильной группы. Приспособление, инструмент.

58.Станки токарной группы. Токарно-винторезный станок 1К620.

59.Газовая резка. Пламя, резаки, баллоны.

---

Дата добавления: 2019-03-09; просмотров: 151; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!