Аннотация 2
ВВЕДЕНИЕ 8
1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР 10
1.1 Основные сведения о процессе модифицирования чугунов 11
1.2 Технология модифицирования чугуна с шаровидным графитом 17
1.3 Влияние Si, Mn, Mg, Cu на процессы графитообразования 24
2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 27
2.1 Материалы и объекты исследования 27
2.2 Методы исследования 28
2.2.1 Метод спектрального анализа 28
2.2.2 Микроскопический анализ 29
2.2.3 Определение твердости 32
2.2.4 Испытания на разрыв 34
3. БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА 36
3.1 Конструктивно-технологическая и организационно-техническая характеристика чугунолитейного производства ОАО «АВТОВАЗ» 38
3.2 Идентификация профессиональных рисков 40
3.3 Методы и средства снижения профессиональных рисков 41
3.4 Обеспечение пожарной безопасности технического объекта 42
3.5 Обеспечение экологической безопасности технического объекта 44
3.6 Заключение по разделу «Безопасность и экологичность технического объекта» 45
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 46
4.1 Расчет скорости подачи расплава в ковш 46
4.2 Исследование опытной партии отливок деталей из высоких марок ВЧШГ способом «заливка сверху» с использованием легкой лигатуры ФСМг6ЛА 48
4.3. Исследование возможности исключения операции нормализации при изготовлении деталей «Вал коленчатый» 53
4.4. Отработка технологического процесса модифицирования отливок деталей высоких марок ВЧШГ ковшевым модифицированием по технологии «заливка сверху» с использованием легкой лигатуры ФСМг6ЛА 57
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 66
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 67
ПРИЛОЖЕНИЕ А 70
Современный уровень развития науки и техники позволяет создавать автомобили с высокими техническими и эксплуатационными характеристиками, комфортабельные и экологически безопасные. С другой стороны, это приводит к усложнению конструкции автомобилей и ужесточению конкуренции между производителями.
Для всех, без исключения, автомобилестроительных предприятий, стоит задача создания выпускаемой продукции с наилучшими показателями соотношения «цена-качество». Применение более дешевых материалов и технологий в автомобилестроении не должно отражаться на надежности, долговечности и безопасности автомобилей.
Настоящая работа посвящена разработке процесса модифицирования высокопрочного чугуна безникелевой лигатурой, что в 3 раза удешевляет стоимость деталей, без снижения характеристик прочности и надежности материала. В связи с чем, исследования, приведенные в данной работе являются актуальными.
Целью работы: подобрать для отливки детали «Вал коленчатый» легкового автомобиля рациональную марку ВЧ и определить технологические параметры экономичного способа ее получения.
Задачами работы являются:
1. Провести аналитический обзор по теме исследования, аргументировать необходимость изменения и выбор марки ВЧ для отливки детали «Вал коленчатый».
2. Предложить экономичную технологию получения отливок деталей «Вал коленчатый» из назначенной марки ВЧ, изготовить по ней опытные партии отливок, при необходимости скорректировать и уточнить её технологические параметры для получения устойчивых результатов.
3. Определить соответствие химического состава, структуры и механических свойств опытных отливок деталей «Вал коленчатый» нормативным требованиям.
4. Исследовать возможность получения отливок деталей «Вал коленчатый» из выбранной марки ВЧ без термической обработки (нормализации).
1. В результате проведения опытно-промышленных и исследовательских работ определены технологические параметры процесса модифицирования чугуна ВЧ65 способом «заливка сверху»: величина навески модификатора ФСМгбЛа - 18-20 кг на 1100 кг расплава; время заполнения ковша 30-60 секунд.
2. Окончательно уточнено содержание кремния (2,2-2,4%), марганца (0,62-0,72%) и меди (0,58-0,65%) в ковшевом химическом составе чугуна без учёта фактического содержания никеля в расплаве чугуна. Установлено, что данный химический состав чугуна гарантирует получение микроструктуры и свойств чугуна, соответствующих требованиям стандарту Renault 02-21-001/-F и нормали FIAT-ВАЗ 52215, ВЧ65 в литом состоянии и ВЧ75 в нормализованном состоянии.
3. Исключить операцию нормализации деталей «Вал коленчатый» на данном этапе не представляется возможным в виду образования прижогов при механической обработке торцев. Бесприжоговую обдирку торцов деталей возможно обеспечить за счёт введения операции правки круга и подбора его характеристик, а также модернизации действующего оборудования.
4. Годовой экономический эффект от внедрения «лёгкой» лигатуры ФСМг6Ла взамен «тяжёлой» лигатуры Ni-Mg-Ce при изготовлении отливок деталей «Вал коленчатый» всех моделей ориентировочно составит ~ 4 млн. руб.
