- •1 Машина – основа производства
- •1.1 Основные определения технологии машиностроения.
- •1.2 Структура технологического процесса.
- •1.3 Средства технологического оснащения (сто).
- •1.4 Точность выпускаемых изделий.
- •1.5 Шероховатость поверхностей деталей.
- •1.6 Классификация поверхностей детали
- •2 Материалы, применяемые в машиностроении
- •2.1 Основные виды материалов, используемых в машиностроении
- •2.2 Свойства металлов и сплавов.
- •2.3 Инструментальные материалы
- •2.3.1 Углеродистые стали.
- •2.3.2 Быстрорежущие стали.
- •2.3.3 Твердые сплавы
- •2.3.4 Минералокерамические материалы.
- •2.3.5 Сверхтвердые материалы (стм).
- •2.3.6 Абразивные материалы.
- •2.4 Совершенствование инструментальных материалов.
- •3 Металлургия
- •3.1 Производство чугуна.
- •3.2 Производство стали
- •3.2.1 Конвертерный способ производства стали
- •3.2.2 Мартеновский способ производства стали.
- •3.2.3 Выплавка стали в электропечах
- •3.2.5 Электрошлаковый переплав.
- •3.3 Разливка стали.
- •4 Технология литейного производства
- •4.1 Литье в землю.
- •4.2 Литье в металлические формы (кокиль).
- •4.3 Литье по выплавляемым моделям.
- •4.4 Литье в оболочковые формы
- •4.5 Литье под давлением
- •4.6 Центробежное литье
- •4.7 Технологичность отливок
- •5 Обработка металлов давлением
- •5.1 Прокатка металла.
- •5.2 Бесслитковая прокатка.
- •5.3 Волочение.
- •5.4 Прессование.
- •5.5 Свободная ковка.
- •5.6 Объемная штамповка.
- •Листовая штамповка.
- •5.8 Специальные виды штамповок.
- •5.8.1 Штамповка взрывом.
- •5.8.2 Раскатка.
- •5.8.3 Накатка.
- •5.8.4 Штамповка на ковочных вальцах.
- •5.8.5 Поперечно - клиновая прокатка.
- •5.9 Охрана труда и окружающей среды.
- •6 Сварка и пайка
- •6.1 Электродуговая сварка.
- •6.1.1 Автоматическая сварка под флюсом.
- •6.1.2 Дуговая сварка в среде защитных газов.
- •6.2 Плазменная сварка.
- •6.3 Электрошлаковая сварка.
- •6.4 Контактная сварка.
- •6.5 Специальные виды сварки.
- •6.5.1 Электронно-лучевая сварка.
- •6.5.2 Ультразвуковая сварка.
- •6.5.3 Холодная сварка.
- •6.5.4 Диффузионная сварка.
- •6.5.5 Сварка трением.
- •6.5.6 Сварка взрывом.
- •6.6 Пайка материалов.
- •7 Особые методы обработки материалов
- •7.1 Ультразвуковая обработка.
- •7.2 Электроэрозионная обработка.
- •7.3 Электрохимическая обработка.
- •7.4 Электроконтактный способ обработки.
- •7.5 Электронно-лучевая обработка.
- •7.6 Лазерная обработка (обработка оптическим квантовым генератором окг).
- •8 Обработка металлов резанием
- •8.1 Классификация металлорежущих станков.
- •8.2 Виды движений в станках.
- •8.3 Формообразование поверхностей деталей машин.
- •8.4 Механизмы металлорежущих станков.
- •8.4.1 Механизм конуса Нортона.
- •8.4.2 Механизм перебора.
- •8.4.4 Конический реверс.
- •8.4.5 Храповой механизм.
- •8.4.6 Кулисный механизм.
- •8.4.7 Механизм мальтийского креста.
- •8.4.8 Механический вариатор.
- •8.5 Обработка заготовок на станках токарной группы.
- •8.5.1 Обработка на токарно-винторезных станках.
- •8.5.2 Обработка заготовок на токарно-револьверных станках.
- •8.5.3 Обработка заготовок на токарно-карусельных станках.
- •8.6 Обработка заготовок на сверлильных станках.
- •8.7 Обработка заготовок на фрезерных станках.
- •8.8 Шлифование.
- •8.9 Зубообработка.
- •8.9.1 Зубодолбление
- •8.9.2 Зубофрезерование.
- •8.9.3 Нарезание конических колес.
- •8.9.4 Отделка зубчатых колес.
3.2 Производство стали
Сталь – это железоуглеродистый сплав, где углерода содержится до 2%.
3.2.1 Конвертерный способ производства стали
В отличие от чугунов, стали обладают хорошими пластическими свойствами, хорошо обрабатываются давлением, свариваются и имеют высокие прочностные свойства.
В основном стали производят переработкой предельных чугунов, в результате удаления из них лишнего углерода и других элементов до нужного объема. Одним из способов такой переработки, является выплавка стали в конвертерных печах (конвертерах).
Рис. 3.2 Схема конвертерной печи
Конвертер представляет собой грушевидную емкость, которая может поворачиваться в цапфах вокруг горизонтальной оси. Корпус изготовлен из стали толщиной примерно 30 мм, с огнеупорным кирпичом, выложенным на внутренней поверхности. Поворот корпуса вокруг оси цапф осуществляется от электро- или гидропривода посредством реечной передачи.
В фурмы (в днище конвертора) подается сжатый воздух. В верхней части корпуса расположена горловина для заливки жидкого чугуна и слива готовой стали.
Воздух, проходящий через жидкий чугун, вносит кислород, окисляющий железо и другие примеси, находящиеся в чугуне.
Существуют 2 способа производства стали: бессемеровский и томасовский.
При первом способе конвертер футеруют кислым огнеупорным материалом (динасовый кирпич), который разъедается основными шлаками.
Поэтому при таком способе перерабатывают кремнистые чугуны, дающие кислый шлак.
Для переработки чугунов с повышенным содержанием фосфора, используют томасовский способ.
В конвертер перед заливкой чугуна вводят флюс – известь, что переводит в шлак окись фосфора (Р2О5). Однако чтобы динасовая футеровка не разъедалась известью, футеровка делается из основных огнеупорных материалов доломита или хромомагнезита.
При бессемеровском процессе наблюдается 3 периода работы конвертера.
Первый период (шлакообразование – 3 – 6 минут) окисляется кремний, марганец, железо. Температура повышается до 1750°С.
2Fe+ О2 → 2 Fe2O,
2Р + 3СаО+ 3 Fe O = Fe2O5 ∙ 3 СаО + 5Fe t→ до 1600…1750°С.
удаляется
Второй период – кипение. Он начинается после того, как из чугуна выгорит почти весь кремний и марганец, происходит интенсивное окисление углерода (8 – 12 минут).
Сгорают примеси, которые при продувке воздуха через днище могут гореть в кислороде (над конвертером возникает белое пламя, что сопровождается сильным шумом).
Третий период – раскисление. Вводится для уменьшения кислорода в металле, раскислителями являются Mn, Si, Al.
2FeО + Si = Si О2 + 2Fe.
Обогащение дутья кислородом, который подводят сверху, позволяет ускорить процесс получения стали, она получается более высокого качества.
К тому же если кислород подводится сверху, он способствует сгоранию окиси углерода и тепловыделению.
Общая продолжительность бессемеровского процесса 15…20 минут, (продувка длиться 10…12 минут).
Достоинства:
высокая производительность;
простота устройства;
отсутствие топлива.
Недостатки:
низкое качество стали;
не используется металлолом.