ВВЕДЕНИЕ 5
1 Аналитический обзор 7
1.1 Общие сведения 7
1.2 Модификаторы и лигатуры 14
1.3 Способы ковшевого модифицирования лёгкой лигатурой 15
1.3.1 «Сэндвич-процесс» 16
1.3.2 Процесс «Ковш с крышкой» 20
2 Материал и методики исследования 27
2.1 Исследуемый материал 27
2.2 Определение химического состава 27
2.3 Металлографический анализ 28
2.4 Определение механических свойств 29
3 Совершенствование технологии «сэндвич-процесс» 32
3.1 Камера в днище ковша 33
3.2 Вставка на дне ковша 36
3.3 Перегородка на дне ковша из огнеупорных кирпичей 38
3.4 Контейнерное модифицирование 40
4 Безопасность и экологичность технического объекта 42
4.1 Конструктивно-технологическая и организационно-техническая
характеристика цеха 11/1 чугунно-литейного производства 42
4.2 Идентификация профессиональных рисков 43
4.3 Методы и средства снижения профессиональных рисков 44
4.4 Обеспечение пожарной безопасности технического объекта 45
4.5 Обеспечение экологической безопасности технического объекта 46
4.6 Заключение по разделу «Безопасность и экологичность технического
объекта» 47
5 Результаты исследования 48
5.1 Химический состав 48
5.2 Микроструктура 49
5.3 Механические свойства 52
Заключение 53
Список использованной литературы 54
На литьё деталей из чугуна с шаровидным графитом марки Gh56-40-05, получаемого с помощью ковшевого модифицирования Ni-Mg-Ce-лигатурой приходится относительно много никеля, который высок в себестоимости.
Актуальность работы связана с тем, что использование ковшевого сфероидизирующего модифицирования «лёгкой» лигатурой типа ФСМг по сравнению с «тяжёлой» Ni-Mg-Ce-лигатурой позволяет в несколько раз снизить себестоимость получения отливок деталей автомобиля из ВЧШГ при сохранении требуемого уровня структуры и свойств.
Целью работы является повышение эффективности модифицирования высокопрочного чугуна при использовании ФСМг («легкой» лигатуры) с обеспечением необходимого уровня его структуры и свойств.
Для реализации указанной цели был поставлен и решен ряд задач:
- Изучить способы ковшевого модифицирования высокопрочного чугуна «лёгкой» лигатурой типа ФСМг;
- Выбрать из изученных способов модифицирования 1 наиболее приемлемый для действующего чугунолитейного цеха и провести его усовершенствование;
- Провести опытную апробацию усовершенствованного способа модифицирования высокопрочного чугуна на одной из выбранных автомобильных отливок;
- Исследовать состав, структуру (феррит, перлит, графит) и механические свойства (твёрдость, прочность, пластичность) выбранной отливки.
Объект и предмет исследования - суппорт переднего тормоза 2101-3501016/17 из чугуна марки Gh56-40-05 (нормаль FIAT-ВАЗ 52215).
При получении отливок деталей автомобиля в условиях ЧЛП МтП ПАО «АВТОВАЗ» из высокопрочного чугуна марки Gh56-40-05 наиболее распространённым является ковшевое модифицирование с использованием «тяжёлой» Ni-Mg-Ce-лигатуры высокой плотности.
Вместо тяжелых никелевых лигатур предложено использовать относительно лёгкие лигатуры на основе ферросилиция с содержанием магния до 12%, но такие лигатуры имеют меньшую плотность по сравнению с плотностью жидкого чугуна, поэтому необходимо придумать как удержать лигатуру внутри расплава с помощью конструкции ковша.
Всего в работе 58 страниц, где приведены:
- Общие сведения о способах ковшевого модифицирования и видах модификаторов
- Расписаны оборудование и методики исследования и испытаний
- Выбран один из базовых способов ковшевого модифицирования легкой ФСМг-лигатурой, проведено его усовершенствование и апробация
- Представлены результаты анализа состава, структуры и свойств материала отливок из чугуна марки Gh56-40-05 и соответствующие выводы
1. Разработаны и предложены к внедрению два варианта технологий модифицирования «лёгкой» лигатурой: модифицирование в стальном контейнере и «сэндвич»-процесс с подвариантами: карман в ковше с утолщённой подиной, карман-вставка из огнеупорного материала и карман на дне ковша, ограниченный перегородкой из огнеупорных кирпичей. Наиболее надёжным и приемлемым был признан подвариант «сэндвич»-процесса с карманом на дне ковша в виде перегородки из огнеупорных кирпичей.
2. Оптимизированы навески модификатора ФСМг6 и покровного материала - стальной нелегированной высечки. Для всех отливок деталей, полученные путём модифицирования по технологии «сэндвич -процесс» навеска модификатора и покровного материала составляют 14 и 7 кг соответственно.
3. Подобраны концентрационные диапазоны содержания основных легирующих элементов - марганца и меди (таблица 16) с целью обеспечения требуемых нормативно-технических показателей (характеристики микроструктуры и механические свойства).
