Кафедра матеріалознавства та ливарного виробництва

Permanent URI for this community

https://dspace.kntu.kr.ua/handle/123456789/11503

Browse

Now showing 1 - 20 of 45

Дослідження впливу магнітного поля на структуру та властивості ливарних алюмінієвих сплавів
(ЦНТУ, 2024-01-18) Миронюк Валентин Сергійович; Myroniuk Valentyn
Кваліфікаційна магістерська робота присвячена дослідження впливу магнітного поля при заливанні в ливарну форму на зміну структури та механічні і технологічні властивості ливарного алюмінієвого сплаву АЛ9. Розглянуто експериментальні та теоретичні дослідження способів покращення структури та властивостей ливарних алюмінієвих сплавів модифікуванням їх добавками та обробкою зовнішнім впливом (магнітним полем). Показано, що одним із найбільш перспективних способів зовнішнього впливу на розплав є обробка магнітним полем при плавці та кристалізації. Запропоновано пристрій для обробки розплаву магнітним полем у процесі заливання розплаву в ливарну форму. Експериментально встановлено, що для даної конструкції пристрою для обробки розплаву АЛ9, максимальні механічні властивості сплаву оптимальні при значення магнітної індукції В=0,5 Тл і куту нахилу індукційної котушки пристрою α=40...50° Пристрій може бути використаний як основа для створення промислової установки для обробки магнітними полями розплаву при заливанні ливарні форми. Виявлено, що обробка магнітним полем сплаву АЛ9 збільшує показники тимчасового опору на розтяг в 1,12...1,19 рази і відносне подовження в 1,42...1,97 рази. При порівнянні обробленого магнітного поля сплаву АЛ9 з вихідним сплавом не обробленим при різних складах шихти виявлено підвищення рідкотекучості в межах 9,6...12,2 см. Оброблений магнітним полем сплав АЛ9 має балову пористість 2-3, тоді як у вихідному стані сплав має пористість – 3-4 в середньому. Показано, що підвищення механічних властивостей є наслідком подрібнення складових мікроструктури. Сплави, оброблені зовнішнім магнітним полем, мають підвищені значення рідкотекучості та нижчий бал пористості, що дозволяє отримувати якісніші виливки. Наукова новизна магістерської роботи полягає в наступному: – запропоновано механізм впливу магнітного поля на структуру і властивості ливарних алюмінієвих сплавів; – експериментально доведено подрібнення структури та покращення властивостей ливарних алюмінієвих сплавів при заливанні в ливарну форму і відповідно показники та властивості деталей виготовлених методом лиття. The qualifying master's thesis is devoted to the study of the influence of the magnetic field during pouring into the casting mold on the change in structure and mechanical and technological properties of the cast aluminum alloy AL9. Experimental and theoretical studies of ways to improve the structure and properties of cast aluminum alloys by modifying them with additives and processing by external influence (magnetic field) are considered. It is shown that one of the most promising methods of external influence on the melt is treatment with a magnetic field during melting and crystallization. A device for treating melt with a magnetic field in the process of pouring the melt into a casting mold is proposed. It was experimentally established that for this design of the AL9 melt processing device, the maximum mechanical properties of the alloy are optimal at the value of magnetic induction B=0.5 T and the angle of inclination of the induction coil of the device α=40...50°. The device can be used as a basis for creating industrial installation for magnetic field treatment of melt when pouring into foundry molds. It was found that magnetic field treatment of AL9 alloy increases the indicators of temporary tensile strength by 1.12...1.19 times and relative elongation by 1.42...1.97 times. When comparing the processed magnetic field alloy AL9 with the original alloy that was not processed at different compositions of the charge, an increase in fluidity was found within the range of 9.6...12.2 cm. has a porosity of 3-4 on average. It is shown that the increase in mechanical properties is a consequence of grinding the components of the microstructure. Alloys processed by an external magnetic field have increased fluidity values and a lower porosity score, which makes it possible to obtain higher-quality castings. The scientific novelty of the master's thesis is as follows: – the mechanism of influence of the magnetic field on the structure and properties of cast aluminum alloys is proposed; – experimentally proved the grinding of the structure and improvement of the properties of cast aluminum alloys when pouring into the casting mold and, accordingly, the indicators and properties of the parts produced by the casting method.
Дослідження впливу хімічного складу на механічні властивості виливків із сірого чавуну методами математичної статистики
(ЦНТУ, 2024-01-18) Шевченко Богдан Петрович; Shevchenko Bohdan
Метою дослідження є вивчення впливу хімічного складу на механічні властивості виливків із сірого чавуну. Дослідження виконувалось методами математичної статистики – методом найменших квадратів і кореляційним аналізом в середовищі Місrosoft Offis Excel та MathCAD. Отримані рівняння регресій залежностей механічних властивостей сірого чавуну від хімічного складу. Встановлена тіснота зв’язку між досліджуваними параметрами, встановлено характер впливу вуглецю, кремнію, марганцю, сірки на механічні властивості сірого чавуну. Встановлений оптимальний склад чавуну. Показано, що суттєвий влив на механічні властивості має сумарний вміст вуглецю і кремнію. Це дозволяє регулювати хімічний склад для поліпшення міцності і твердості виливків із сірого чавуну. Запропоновано відповідно оптимальний хімічний склад сірого чавуну для дослідження механічних властивостей. The purpose of the study is to study the influence of the chemical composition on the mechanical properties of gray iron castings. The research was carried out using the methods of mathematical statistics - the method of least squares and correlation analysis in the environment of Microsoft Office Excel and MathCAD. Derivation of the regression equation of the dependences of the mechanical properties of gray cast iron on the chemical composition. The closeness of the connection between the investigated parameters was established, and the nature of the influence of carbon, silicon, manganese, and sulfur on the mechanical properties of gray cast iron was established. The optimal composition of cast iron is established. It is shown that the total content of carbon and silicon has a significant influence on the mechanical properties. This allows you to adjust the chemical composition to improve the strength and hardness of gray iron castings. The optimal chemical composition of gray cast iron for the study of mechanical properties is proposed.
Дослідження ефекту рафінування алюмінієвого сплаву в магнітодинамічній установці з продувкою аргоном при приготуванні сплаву для лиття корпусу насоса НШ50 в кокілі
(ЦНТУ, 2024-01-19) Пустовий Владислав Михайлович; Pustovyi Vladyslav
Виконано критичний огляд існуючих способів плавки і рафінування алюмінієвих сплавів. Зроблено висновки щодо перспектив розвитку технологій рафінування. Розроблена технологія виготовлення виливка «Корпус НШ50» в кокілі. У спеціальному розділі запропоновано застосування в ливарному цеху новітньої технології рафінування алюмінієвого розплаву продувкою аргоном та циклічною його фільтрацією через пінокерамічний фільтр у магнітодинамічній установці МДН-6А. Узагальнено у вигляді графічних залежностей запозичені експериментальні дані щодо впливу різних режимів продувки розплаву аргоном і руху металу на вміст водню у сплаві і кількість неметалевих домішок у виливках. Встановлено раціональний режим рафінування. Загальний корисний ефект становить до 0,05 см3 водню на 100 г металу і до 0,07% неметалевих домішок у виливку. Розраховано основні електричні параметри роботи установки МДН-6А, та необхідну кількість аргону при різних режимах роботи ливарного цеху. A critical review of the existing methods of melting and refining aluminum alloys is made. The conclusions on the prospects for the development of refining technologies are made. The technology of manufacturing the casting of the "NSH50 hull" in a ladle is developed. A special section proposes the use in the foundry of the latest technology for refining aluminum melt by purging with argon and its cyclic filtration through a foam ceramic filter in the MDN-6A magnetodynamic installation. The experimental data on the influence of different modes of melt blowing with argon and metal movement on the hydrogen content in the alloy and the amount of non-metallic impurities in castings are summarized in the form of graphical dependencies. A rational refining regime was established. The total beneficial effect is up to 0.05 cm3 of hydrogen per 100 g of metal and up to 0.07% of non-metallic impurities in the casting. The main electrical parameters of the MDN-6A unit and the required amount of argon for different operating modes of the foundry were calculated.
Дослідження особливостей структурно-фазових перетворень та формування компактної форми графіту у виливках з алюмінієвого чавуну
(ЦНТУ, 2023-12) Біжан Ярослав Васильович; Bizhan Yaroslav
Кваліфікаційна магістерська робота присвячена дослідженню особливостей структурно-фазових перетворень та формування компактної форми графіту у виливках з алюмінієвого чавуну ЧЮ22. Показано, що одним із перспективних напрямків широкого застосування високолегованих алюмінієвих чавунів у промисловості є технологічні рекомендації, щодо сфероїдизуючого модифікування та вибору оптимального варіанту лиття, що забезпечують отримання виливків з високими комплексом механічних характеристик. Досліджено формування структури чавуну ЧЮ22Ш за його кривими охолодження, показано, що чавун переважно кристалізується при постійній температурі, але зазнає незначної доевтектичної та заевтектичної кристалізації. Мікрорентгеноспектральним аналізом фазового складу чавуну ЧЮ22Ш виявлено утворення карбід заліза алюмінію, що близький за складом до Fе1,5А1Сх. Показано, що вимірюючи активність кисню в алюмінієвому чавуні ЧЮ22, можна оцінити його стан після сфероїдизуючої модифікації. Встановлено залежність активності кисню в алюмінієвому чавуні ЧЮ22 від кількості сфероїдизуючого модифікатора (РЗМ) та визначили оптимальні його витрати, при яких досягається найвищий ступінь сфероїдизації графітних включень. The qualifying master's thesis is devoted to the study of the peculiarities of structural and phase transformations and the formation of a compact form of graphite in castings from aluminum cast iron. It is shown that one of the promising areas of wide application of high-alloyed aluminum cast irons in industry are technological recommendations for spheroidizing modification and selection of the optimal casting option, which ensure the production of castings with a high complex of mechanical characteristics. A methodology for studying the conditions for the formation of a compact form of graphite in aluminum cast iron castings using the method of measuring oxygen activity has been developed, and a schematic diagram of a device for measuring oxygen activity in molten iron has been proposed. The formation of the structure of cast iron was studied according to its cooling curves, it was shown that the cast iron mainly crystallizes at a constant temperature, but undergoes minor pre-eutectic and post-eutectic crystallization. X-ray microspectral analysis of the phase composition of cast iron revealed the formation of aluminum iron carbides, which are close in composition to Fe1.5А1Сх. It is shown that by measuring the activity of oxygen in aluminum cast iron, it is possible to assess its condition after spheroidizing modification. The dependence of oxygen activity in aluminum cast iron on the amount of spheroidizing modifier was established and its optimal consumption was determined, at which the highest degree of spheroidization of graphite inclusions is achieved.
Дослідження теплового стану виливка “Кришка передня” в піщано-глинистій формі і розрахунок технологічних показників лиття
(ЦНТУ, 2024-01-19) Кравченко Сергій Сергійович; Kravchenko Serhii
Кваліфікаційна робота за другим (магістерським) рівнем вищої освіти складається із трьох розділів. В першому розділі роботи розглянуто сучасний стан теорії затвердіння виливків. Показано і порівняно фізичні способи дослідження затвердіння виливків. Обгрунтовано застосування математичного моделювання при таких дослідженнях. Проаналізовано вплив кінетики кристалізації на структуроутворення в литому чавунному виробі. Наведено особливості послідовної і об'ємної кристалізації ливарних сплавів. Сформульовано мету і задачі дослідження на прикладі виливка “Кришка передня”. В технологічному розділі роботи розроблена технологія виготовлення виливка “Кришка передня” на комплексній автоматичній лінії типу Л22821. В третьому, науковому, розділі магістерської роботи досліджено тепловий стан виливка “Кришка передня” в піщано-глинистій формі. На підставі теорії затвердіння напівнескінченного тіла і закону “квадратного кореня” та теорії затвердіння виливків по А.Й. Вєйніку , про параболічний розподіл температури у виливку і ливарній формі, виконано порівняльний розрахунок теплових і технологічних параметрів лиття. Зазначена можливість оптимізації технологічного процесу виготовлення литих виробів. he qualification work for the second (master's) level of higher education consists of three sections. The first section of the work deals with the current state of the theory of casting hardening. Physical methods of studying the solidification of castings are shown and compared. The use of mathematical modeling in such studies is substantiated. The influence of crystallization kinetics on structure formation in a cast iron product is analyzed. The features of sequential and bulk crystallization of casting alloys are presented. The aim and objectives of the study are formulated on the example of the "Front cover" casting. In the technological section of the work, the technology for manufacturing the "Front cover" casting on the complex automatic line of the L22821 type is developed. In the third, scientific, chapter of the master's thesis, the thermal state of the "Front cover" casting in a sandy-clay mold was investigated. On the basis of the theory of solidification of a semi-infinite body and the law of the square root and the theory of solidification of castings according to A.Y. Veynik, on the parabolic temperature distribution in the casting and the mold, a comparative calculation of thermal and technological parameters of casting was performed. The possibility of optimizing the technological process of manufacturing cast products is indicated.
Конструювання і розрахунок автомату формувально-пресового моделі В440М
(ЦНТУ, 2024-07-15) Полєщук, Дмитро Юрійович; Polieshchuk, Dmytro
В бакалаврській роботі на тему “Конструювання і розрахунок автомату формувально-пресового моделі В440М” розраховано основні технологічні параметри робочого процесу машини, виконаний розрахунок колінно-важільного механізму, елементів конструкції автомата-дозатора, ресивера. In the bachelor's work on the topic "Design and calculation of the automatic forming-press model B440M" the main technological parameters of the working process of the machine were calculated, the calculation of the knee-lever mechanism, the design elements of the automatic dispenser, receiver.
Конструювання і розрахунок гвинтового конвеєра ливарного цеху
(ЦНТУ, 2024-07-15) Бардієр, Роман Михайлович; Bardiier, Roman
Кваліфікаційна робота за першим (бакалаврським) рівнем вищої освіти на тему: “Конструювання і розрахунок гвинтового конвеєра ливарного цеху” складається із двох розділів. В першому розділі виконано критичний огляд конвеєрів ливарного цеху без гнучкого тягового органу. Згідно з завданням сформульовано мету і задачі кваліфікаційної роботи – виконати конструкторські розрахунки гвинтового конвеєра продуктивністю 100 т/год при транспортуванні глини. В другому розділі роботи наведено розрахунки частоти обертання гвинта, потужності на валу гвинта, потужності двигуна, передаточного числа редуктора, крутного моменту на валу гвинта, діючої на гвинт осьової сили; по каталогу вибрано електричний двигун в якості силової одиниці привода конвеєра. Qualification work at the first (bachelor's) level of higher education on the topic: "Design and calculation of a screw conveyor for a foundry" consists of two sections. In the first chapter, a critical examination of foundry conveyors without a flexible traction element was performed. According to the assignment, the goals and objectives of the qualification work were formulated - to perform design calculations for a screw conveyor with a capacity of 100 t/hour when transporting clay. The second chapter of the work provides calculations of the propeller rotation speed, power on the propeller shaft, engine power, gear ratio, torque on the propeller shaft, axial force acting on the propeller; according to the catalog, an electric motor was chosen as the power unit of the conveyor drive.
Конструювання і розрахунок однопозиційного кокільного верстата моделі 5955А
(ЦНТУ, 2024-07-16) Щігельський, Сергій Олегович; Shchihelskyi, Serhii
В бакалаврській роботі на тему: “Конструювання і розрахунок однопозиційного кокільного верстата моделі 5955А” спроектовано кокільний верстат продуктивністю 2 - 4 відл/год; розраховані його конструктивні та технологічні параметри. Виконано розрахунок на міцність основних вузлів кокільного верстата. In the bachelor's thesis on the topic: "Design and calculation of a single-position chill molding machine model 5955A", a chill molding machine with a productivity of 2 - 4 exl/hour was designed; its design and technological characteristics are calculated. A calculation of the strength of the main components of the chill molding machine was carried out.
Конструювання і розрахунок скребкового конвеєра ливарного цеху
(ЦНТУ, 2023-07-15) Кулинка, Богдан Миколайович; Kulynka, Bohdan
Кваліфікаційна робота за першим (бакалаврським) рівнем вищої освіти на тему: “Конструювання і розрахунок скребкового конвеєра ливарного цеху” складається із двох розділів. В першому розділі виконано критичний огляд ланцюгових конвеєрів ливарного цеху. Згідно з завданням сформульовано мету і задачі кваліфікаційної роботи – виконати конструкторські розрахунки скребкового конвеєра продуктивністю 100 т/год при транспортуванні глини. В другому розділі роботи наведено тяговий розрахунок конвеєра, вибрано двигун і редуктор привода конвеєра, виконано розрахунок на міцність валу. Qualification work for the first (bachelor's) level of higher education on the topic: "Design and Calculation of a Scraper Conveyor for a Foundry" consists of two sections. In the first section, a critical review of chain conveyors for the foundry is conducted. According to the assignment, the aim and objectives of the qualification work are formulated – to perform the design calculations of a scraper conveyor with a capacity of 100 tons per hour for transporting clay. In the second section of the work, the traction calculation of the conveyor is provided, the motor and gearbox for the conveyor drive are selected, and the strength calculation of the shaft is performed.
Ливарний комплекс заводу сільськогосподарського машинобування з розробленням процесу виготовлення чавунних виливків з підвищенням енергоефективності виробництва за рахунок утилізації низькопотенціальних джерел теплоти
(ЦНТУ, 2023-12) Шишка Олександр Аркадійович; Shyshka Oleksandr
Завданням даної кваліфікаційної роботи є проектування та організація роботи ливарного комплексу заводу сільськогосподарського машинобування, розроблення технологічного процесу виготовлення виливка «Кришка задня PVH27» масою 12,91 кг із чавуну марки СЧ20 ДСТУ 8833:2019, проектування ливарного устаткування, яке має виконувати наступні завдання та задовольняти вимогам: – для проектування ливарного цеху використовувати номенклатуру виливків, яка наведена в табл. 1.2; – потужність відділення що проектується складає 12000 т придатних виливків на рік; – максимально автоматизація і механізація технологічних процесів та окремих операцій; – місце розташування цеху м. Кропивницький; Основні джерела забезпечення роботи ливарного цеху: – металічні матеріали – металобази; – вода – міське постачання; – електроенергія – ТЕС, ГЕС, ТЕЦ; – тепло і газ – місцева мережа газу; для очищення та скидання стічних вод – замкнена система водопостачання і загальна міська каналізація. Об’єкт кваліфікаційної роботи: проектування ливарного комплексу заводу сільськогосподарського машинобування 12000 тон придатних виливків на рік розроблення технології виготовлення виливків із чавуну. Предмет кваліфікаційної роботи: планування і організація роботи ливарного комплексу; розроблення ефективного виробничого циклу, технологія ливарної форми, визначення джерела низькопотенційного тепла в проектуємому цеху та спосіб його утилізації. Результати кваліфікаційної роботи: виконано технічне планування ливарного комплексу; розроблено технологію ливарної форми; розглянуті різні типи джерел низькопотенціального тепла, встановлено що для умов виробництва на заводі сільськогосподарського машинобування в якості джерела низькопотенційного тепла можливо застосувати стічні води ливарного комплексу, запропоновано спосіб і принципова схема установки утилізації низькопотенційного тепла стічних вод на базі парокомпресійного теплового насоса, розраховані його основні конструкторсько-технологічні параметри. Результати проектування можуть бути рекомендовані для впровадження при виробництві дрібних (до 150 кг) виливків середньої складності в умовах серійного або масового виробництва. The task of this thesis is the design and organization of the foundry complex of the agricultural machinery plant, the development of the technological process for the production of the casting "Rear cover PVH2 7" weighing 12.91 kg from cast iron of the СЧ20 grade DSTU 8833:2019, the design of the foundry equipment, which should perform the following tasks and meet the requirements: - for the design of the foundry, use the nomenclature of castings, which is given in the table. 1.2; – the capacity of the planned department is 12,000 tons of usable castings per year; - maximum automation and mechanization of technological processes and individual operations; - location of the shop in Kropyvnytskyi; The main sources of ensuring the operation of the foundry: – metallic materials – metal bases; - water - city supply; - electricity - TPP, HPP, CHP; – heat and gas – local gas network; for wastewater treatment and disposal - a closed water supply system and general city sewerage. The object of the master's thesis: design of the foundry complex of the agricultural machinery plant, 12,000 tons of usable castings per year; development of technology for manufacturing cast iron castings. The subject of the master's thesis: planning and organization of the work of the foundry complex; development of an effective production cycle, foundry mold technology, determination of the source of low-potential heat in the designed workshop and the method of its disposal. The results of the master's thesis: the technology of the foundry mold was developed; the technical planning of the foundry complex was completed; different types of low-potential heat sources are considered, it is established that for the conditions of production at an agricultural machinery plant, it is possible to use wastewater from a foundry complex as a source of low-potential heat, a method and principle scheme of a low-potential waste heat utilization installation based on a vapor compression heat pump is proposed, its main design and technological parameters. Design results can be recommended for implementation in the production of small (up to 150 kg) castings of medium complexity in the conditions of serial or mass production.
Математичне моделювання процесів нагрівання виливків у печі при граничних умовах третього роду
(ЦНТУ, 2024-01-18) Рахуба Михайло Васильович; Rakhuba Mykhailo
Метою дослідження є розроблення простого для практичного використання методу розрахунку нагрівання виливків нестаціонарної теплопровідності при граничних умовах третього роду для тіл складної форми. Методи дослідження: метод Фур'є, критеріальні методи розв'язку, метод кінцевих різниць, метод нагрівання тонких тіл, наближений метод нагрівання і наближені формули розрахунку нагрівання металу в середовищі MathCAD. Запропоновано простий метод розрахунку нагрівання виливків при нестаціонарній теплопровідності для тіл складної форми. Виведено співвідношення m = 1 + kBi і визначено коефіцієнт пропорційності k. Виконані приклади практичного використання методу: розрахунки нагрівання «тонких» тіл; розрахунки нагрівання «масивних» тіл; розрахунок часу нагрівання виливків. Показано, що практичні розрахунки адекватно співставляються з експериментальними даними як для «тонких», так і для «масивних» тіл складної форми. Розроблено простий для практичного використання метод розрахунку нагрівання виливків нестаціонарної теплопровідності при граничних умовах третього роду для тіл складної форми. The purpose of the study is to develop a simple for practical use method of calculating the heating of castings of non-stationary thermal conductivity under boundary conditions of the third kind for bodies of complex shape Research methods: the Fourier method, criterion methods of tying, the finite difference method, the method of heating thin bodies, the approximate method of heating, the approximate Weinik method and approximate formulas for the calculation of metal heating in MathCAD. A simple method for calculating the heating of castings with non-stationary thermal conductivity for bodies of complex shape is proposed. The relationship m=1+kBi and the definition of the proportionality factor k are derived Completed examples of practical use of the method: calculations of heating of "thin" bodies; heating calculations of "massive" bodies; calculation of the heating time of castings. It is shown that practical calculations are adequately compared with experimental data for both "thin" and "massive" bodies of complex shape. A simple for practical use method of calculating the heating of castings of unsteady thermal conductivity under boundary conditions of the third kind for bodies of complex shape has been developed
Проект ливарного цеху високоміцного чавуну річною продуктивністю 7200 т придатного литва з підвищенням ефективності технології ковшового модифікування чавуну з компактною формою графіту
(ЦНТУ, 2021-12-23) Дюдін, Єгор Миколайович; Diudin, Yehor
Представлена магістерська робота присвячена проекту ливарного цеху високоміцного чавуну річною продуктивністю 7 200т придатного литва з підвищенням ефективності технології ковшового модифікування чавуну з компактною формою графіту. Робота має 5 частин, пояснювальної записки та 12 аркушів графічної частини. В загальній частині обґрунтовано вибір місця розташування ливарного цеху. Розраховано виробничу програму ливарного цеху, фондів часу роботи обладнання, робітників та основних відділень цеху, а також шихту та баланс металу на 1 т придатного литва. Розроблено план ливарного цеху, визначено площі допоміжних відділень, складів та підібрано необхідне обладнання. Обґрунтовано тему магістерської роботи, поставлена мета та задачі. В технологічній частині розраховано ливниково-живильну систему та розроблено технологічний процес виготовлення виливка – "Маточина". Розроблено технологічні креслення модельного комплекту верху, низу, стержневого ящика та форми в зборі. В науковій частині проведено аналіз технологій ковшового модифікування високоміцного чавуну. Показано, що найбільш перспективним та економічним способом ковшового модифікування є «сендвіч-процес», який забезпечує необхідний час заливки, уникає спливання модифікатора у процесі заповнення ковша та отримання стабільного структурного стану виливків. Порівняльним аналізом факторів, які впливають на ефективність технології ковшового модифікування високоміцного чавуну виявлено, що значну роль на ці процеси відіграє хімічний склад модифікуючих лігатур а також тривалість збереження сфероїдизуючого ефекту. Встановлено залежності ступеня сфероїдизації графіту від кількості залишкового магнію в чавуні при ковшовому модифікуванні лігатурами Ni-Mg та ФСМг7. Показано, що для забезпечення кулястої форми графіту, мінімальний вміст залишкового магнію становить ≥82%. Для чавуну модифікованого Ni-Mg-лігатурою залишкова масова частка магнію має бути більшою 0,045%, при використанні ФСМг7≥0,038 %. Показано, що використання модифікатору ФСМг7 менш впливає на погіршення форми графіту в чавуні в порівнянні з Ni-Mg-лігатурою, що обумовлює отримання кулястого графіту в виливках при більш тривалому часі витримки модифікованого чавуну, а саме тривалість модифікуючої дії ФСМг7 у 1,3…1,8 раз більша, ніж Ni-Mg-лігатури Побудовано залежності степеню сфероїдизації графіту та вмісту залишкового магнію від часу витримки в ковші модифікованого чавуну Ni-Mg та ФСМг7 лігатурами. Встановлено, що швидкість видалення магнію з чавуну на початку витримки при ковшовому модифікуванні з використанням модифікатора ФСМг7 у 2,5…4,5 рази нижча в порівнянні з Ni-Mg-лігатурою. В енергетичній частині проведено розрахунки потреби ливарного цеху в технологічній, силовій та освітлювальній електроенергії, а також розраховано річну потребу у воді, стисненого повітря пари та палива. В економічній частині розраховано основні техніко-економічних показників ливарного цеху та заробітної плати, а також, собівартість 1 т. рідкого та придатного литва. The presented master's thesis is devoted to the project of the foundry of high-strength cast iron with an annual capacity of 7,200 tons of suitable casting with increasing the efficiency of the technology of ladle modification of cast iron with a compact form of graphite. The work has 5 parts, an explanatory note and 12 sheets of graphic part. In the general part the choice of the location of the foundry is substantiated. The production program of the foundry, working time of equipment, workers and main departments of the shop, as well as the charge and balance of metal per 1 ton of suitable casting is calculated. The plan of the foundry shop was developed, the areas of auxiliary departments, warehouses were determined and the necessary equipment was selected. The topic of the master's thesis is substantiated, the purpose and tasks are set. In the technological part the foundry-feeding system is calculated and the technological process of casting production - "Hub" is developed. Technological drawings of the model set of top, bottom, rod box and form assembly were developed. In the scientific part the analysis of technologies of bucket modification of high-strength cast iron is carried out. It is shown that the most promising and economical method of bucket modification is the "sandwich process", which provides the necessary time of pouring, avoids the modifier popping up in the process of filling the bucket and obtaining a stable structural state of castings. Comparative analysis of factors influencing the efficiency of the technology of ladle modification of high-strength cast iron revealed that a significant role in these processes is played by the chemical composition of the modifying ligatures and the duration of the spheroidizing effect.The dependences of the degree of spheroidization of graphite on the amount of residual magnesium in cast iron during bucket modification with Ni-Mg and FSMg7 ligatures were established. It is shown that to ensure the spherical shape of graphite, the minimum residual magnesium content is ≥82%. For Ni-Mg ligature-modified cast iron, the residual mass fraction of magnesium should be greater than 0.045%, using FSMg7≥0.038%. It is shown that the use of the modifier FSMg7 has less effect on the deterioration of the shape of graphite in cast iron compared to Ni-Mg-ligature, which leads to spherical graphite in castings with longer exposure time of modified cast iron, namely the duration of the modifying action of FSMg7 in 1.3… 1 , 8 times larger than Ni-Mg ligatures The dependences of the degree of spheroidization of graphite and the content of residual magnesium on the holding time in the ladle of modified cast iron Ni-Mg and FSMg7 ligatures are constructed. It was found that the rate of removal of magnesium from cast iron at the beginning of exposure in bucket modification using the modifier FSMg7 is 2.5… 4.5 times lower compared to Ni-Mg ligature. In the energy part, the needs of the foundry for technological, power and lighting electricity were calculated, as well as the annual demand for water, compressed air, steam and fuel was calculated. In the economic part, the main technical and economic indicators of the foundry and wages, as well as the cost of 1 ton of liquid and suitable casting are calculated.
Проект ливарного цеху високоміцного чавуну річною продуктивністю 7500 т придатного литва з дослідженням особливостей отримання магнієвих чавунів з вермикулярною формою графіту
(ЦНТУ, 2022-12-25) Цируленко, Сергій Валерійович; Tsyrulenko, Serhii
Високі вимог до деталей та параметрів машин та механізмів, діджиталізація та конкурентоспроможність підприємств в умовах інноваційної економіки, потребують розробку нових видів матеріалів з більш високими фізико-механічними властивостями та створення ефективних технології виробництва виливків з високим комплексом властивостей. Високоміцні чавуни вермикулярною формою графіту, за своїми технічними властивостями залишаються є одними з перспективних конструкційних матеріалів для широкої номенклатури відповідальних виливків в галузі металургії та машинобудуванні. Специфічна «вермикулярна» форма графіту дає можливість поєднувати високі міцнісні та теплофізичні властивості, завдяки чому даний чавун є одним із найперспективніших конструкційних матеріалів для деталей виготовлених методом лиття, що працює в умовах підвищених температурах, високих теплових і механічних навантаженнях. Відомі насьогодні способи виплавлення чавуну з вермикулярною формою графіту не дають стабільних результатів отримання переважної більшості вермикулярного графіту. Оскільки, до технології виплавки даного чавуну ставляться особливі вимоги до початкового розплаву, способу введення добавок, модифікування і ретельного контролю всіх операцій. Найбільш ефективним є обробка рідкісноземельними металами, яка забезпечує стабільне утворення вермикулярного графіту і комплекс заданих властивостей чавуну. Зазначимо, що рідкоземельні метали використовують у вигляді складних лігатур, що містять рідкоземельні метали, які дозволяють знизити вартість модифікатора, підвищити ступінь засвоєння рідкоземельних елементів, а також забезпечує екологічність технологічного процесу.
Проект ливарного цеху сталевого литва річною продуктивністю 8 200т придатних виливків з дослідженням впливу основних технологічних факторів на механізм утворення гарячих тріщин
(ЦНТУ, 2022-12-25) Грім, Станіслав Олександрович; Hrim, Stanislav
Представлена кваліфікаційна магістерська робота присвячена проекту ливарного цеху сталевого литва річною продуктивністю 8 200т придатних виливків з дослідженням впливу основних технологічних факторів на механізм утворення гарячих тріщин. Робота складається з 5 частин, пояснювальної записки та графічної частини. В загальній частині магістерської роботи розраховано виробничу програму ливарного цеху сталевого литва, фонди часу роботи обладнання, робітників та інших відділень цеху. Підібрано шихту та баланс металу на 1 т придатного литва. Розроблено план ливарного цеху сталевого литва, визначено площі. Обґрунтовано тему магістерської кваліфікаційної роботи, поставлена мета та задачі. В технологічній частині проведено розрахунок ливниково-живильної систему та розроблено технологічний процес виготовлення виливка – "Кронштейн". В Науковій частині виконано аналіз факторів, що впливають на утворення гарячих тріщин у сталевих виливках показав, що на тріщиностійкість сталевих виливків значно впливають процеси структуроутворення, що відбуваються в поверховій зоні виливки на етапі її затвердіння. Вивчено вплив різних факторів на процес утворення гарячих тріщин у сталевих виливках Методом комп'ютерного моделювання проведено розподілу температур рідкого металу за висотою ковша з метою раціоналізації процесу розливання рідкого металу у ливарні форми. Показано негативний вплив на тріщиностійкість зниженої температури заливання металу у форму. Наведений аналіз умов отримання виливків, забракованих через утворення гарячих тріщин, свідчить про існування супутніх гарячих тріщин другорядних дефектів. Встановлено значний вплив на механізм утворення гарячих тріщин структурних зон, що існують у виливках з характерно різною будовою, причиною утворення яких є нерівномірність затвердіння виливка за глибиною стінки. Показано, що на процес утворення гарячих тріщин у виливках можуть впливати другорядні фактори, зокрема гази, розчинені в металі що виділяються в процесі затвердіння. Аналіз будови дефекту та мікроструктурні дослідження поверхні руйнування виявили присутність газової складової при утворенні дефектів, у тому числі в глибині дефекту. В енергетичній частині розраховано технологічну, силову та освітлювальну електроенергію, та розраховано річну потребу у воді, пари та палива і стисненого повітря. Економічна частина має розрахунки основних техніко-економічних показників ливарного цеху сталевого литва, заробітної плати, та собівартість 1 т. рідкого та придатного литва.
Проект ливарного цеху сірого чавуну річною продуктивністю 7300 т придатного литва з дослідженням впливу модифікуючої суміші на структурно-фазовий стан і властивості чавуну з пластинчастою формою графіт
(ЦНТУ, 2022-12-25) Лимонченко, Віталій Вікторович; Lymonchenko, Vitalii
Представлена магістерська робота присвячена проекту ливарного цеху сірого чавуну річною продуктивністю 7 300т придатного литва з дослідженням впливу модифікуючої суміші на структурно-фазовий стан і властивості чавуну з пластинчастою формою графіту. Робота має 5 частин, пояснювальної записки та 12 аркушів графічної частини. В загальній частині обґрунтовано вибір місця розташування ливарного цеху. Розраховано виробничу програму ливарного цеху, фондів часу роботи обладнання, робітників та основних відділень цеху, а також шихту та баланс металу на 1 т придатного литва. Розроблено план ливарного цеху, визначено площі допоміжних відділень, складів та підібрано необхідне обладнання. Обґрунтовано тему магістерської роботи, поставлена мета та задачі. В технологічній частині розраховано ливниково-живильну систему та розроблено технологічний процес виготовлення виливка – "Ступиця". Розроблено технологічні креслення модельного комплекту верху, низу, стержневого ящика та форми в зборі. В науковій частині виявлено, що ефект модифікування визначається способом отримання модифікатора, хімічним складом, розміром часток, хімічною спорідненістю з розплавом і іншими чинниками. Особливе місце серед сучасних методів модифікування чавунів, займає інокулююче модифікування чавунів ультра- і нанодисперсними порошками, яке дозволяє отримувати виливки з однорідним розподілом структурних складових і підвищеним комплексом властивостей. Досліджений вплив модифікуючої суміші на основі ультрадисперсних частинок TiO2, ZrO2 і кріоліту у кількості 0,3 % від маси розплаву на структурно-фазовий стан і фізико-механічні властивості сірого чавуну з пластинчастою формою графіту. Показано, що структурно-фазовий стан та розподіл пластинчастого графіту в сірому чавуні залежить від умов кристалізації, швидкості охолодження, та хімічного складу. Металографічним аналізом зразків виявлено характер структуроутворення сірого чавуну в процесі виплавки. Показано, що матриця сірого чавуну до і після модифікування має ферито-перлітну структуру з включеннями графіту пластинчастої форми. Дослідження структурно-фазового стану сірого чавуну СЧ20 показали, що модифікування сірого чавуну змінює розподіл, розмір та об'ємну частку пластинчастого графіту та фосфідної евтектики. Встановлено, що після модифікування у сірому чавуні розподіл пластинчастого графіту має колоніальний вигляд, а довжина графіту зменшилася в 2 рази. При цьому, зменшується діапазон об’ємної частки пластинчастого графіту на 5 %, що обумовлює збільшення однорідності розподілення колоній графіту. Виявлено, що крім основних фаз в сірому чавуні присутня фаза сульфіду марганцю, що утворює неметалеві включення, які ідентичні за розміром і характером розподілу в твердому розчині матриці модифікованих та немодифікованих зразках. Показано, що після модифікування підвищується дисперсність ферито-цементитної структури перлітних зерен на 0,24 мкм. Фосфідна евтектика в не модифікованих чавунних зразках розташована у вигляді окремих зерен, а у модифікованих зразках – має сітчастий вигляд. Показано, що основний фазовий склад зразків до і після модифікування ідентичний за складом і вмістом домішок. Тип дислокаційної структури у вихідному чавуні та модифікованому чавуні МС хаотичний. Модифікування МС сірого чавуну сприяє зменшення скалярної щільності дислокацій з 1,17•1010 см-2 до 0,32•1010 см-2. Дослідження фізико-механічних характеристик показали, що модифікуючої суміші на основі ультрадисперсних частинок TiO2, ZrO2 знижує межу міцності на 13,5 %, але при цьому межа текучості, пластичність та твердість чавуну практично не змінюються. Керування вмістом модифікуючої суміші дозволяє отримувати виливки з різним комплексом властивостей сірого чавуну В енергетичній частині проведено розрахунки потреби ливарного цеху в технологічній, силовій та освітлювальній електроенергії, а також розраховано річну потребу у воді, стисненого повітря пари та палива. В економічній частині розраховано основні техніко-економічних показників ливарного цеху та заробітної плати, а також, собівартість 1 т. рідкого та придатного литва.
Проект цеху алюмінієвого литва з річною продуктивністю 3600 тон придатних виливків з підвищенням продуктивності на основі синхронізації плавильного та заливного обладнання
(ЦНТУ, 2022-12-25) Баркар, Андрій Анатолійович; Barkar, Andrii
В даному дипломному проекті розраховано і спроектовано ливарний цех алюмінієвого литва з річною продуктивністю 3600 т придатних виливків з підвищенням продуктивності на основі синхронізації плавильного та заливного обладнання. Розраховано фонди часу, виробничу програму ливарного цеху, плавильну дільницю, дільниці лиття у кокіль та під тиском, відділення відрізки ливників та виконання фінішних операцій, площі складів та допоміжних дільниць. Виконано креслення плану ливарного цеху. Виконано аналіз конструкції деталі та технічних умов на відливок «Корпус НШ10УК-3-02», зроблено розрахунок та аналіз ливниково-живильної системи, виконано розробку технологічного процесу виготовлення виливка. Розроблено креслення деталі з нанесеною ливарною технологією, кокілю в зборі, правої та лівої напівформ, стержня центрального. На основі аналізу роботи плавильного і заливного обладнання встановлено оптимальну послідовність операцій та переходів для мінімізації простоїв обладнання. Побудовано циклограми синхронної роботи плавильної дільниці та дільниці лиття. Розроблено рекомендації щодо підвищення продуктивності процесу лиття. Розраховано енергетичну та економічну частини спроектованого ливарного цеху.
Проект цеху алюмінієвого литва з річною продуктивністю 4600 тон придатних виливків із забезпеченням принципа направленого затвердівання на основі комп’ютерного моделювання процесів заливки і кристалізації металу в формі
(ЦНТУ, 2021-12-23) Іщенко, Юлія Олександрівна; Ishchenro, Yulia
В дипломному проекті розроблено проект цеху алюмінієвого литва з річною продуктивністю 4600 тон придатних виливків із забезпеченням принципа направленого затвердівання на основі комп’ютерного моделювання процесів заливки і кристалізації металу в формі. В першому розділі пояснювальної записки виконано розрахунок фондів часу роботи обладнання та робітників, виробничої програми цеху, основних відділень цеху: плавильного, дільниці лиття в кокіль, дільниці лиття під високим тиском, дільниці відрізки та обрубки ливників, дільниці зачистки, допоміжних дільниць та складів цеху. В другому розділі приведено аналіз конструкції деталі, розроблені технічні умови на відливок та технологія виготовлення відливка, виконано розрахунок ливниково-живильної системи, описано технологію виготовлення форми, наведено характеристику матеріалів, параметри та способи технічного контролю якості відливків. В науковій частині дипломного проекту на основі аналізу сучасних методів оптимізації ливникових систем та проведених досліджень процесів заливки, кристалізації і охолодження виливка «Корпус НШ32УК» за допомогою пакету комп’ютерних програм параметричного моделювання SolidWorks та LVMFlov виконано удосконалення ливарної технології із забезпеченням принципу направленого затвердівання на основі комп’ютерного моделювання процесів заливки і кристалізації металу в формі. Отримані результати дозволили розробити рекомендації щодо оптимального розташування виливка в формі, що забезпечує отримання якісних виливків без дефектів усадкового характеру. В четвертій частині проекту розраховано річні потреби ливарного цеху в електроенергії, воді та стисненому повітрі. В економічній частині проекту розраховано капіталовкладення, штатний розклад та кількість працюючих, кошторис витрат на утримання та експлуатацію устаткування, калькуляція собівартості відливків. In the diploma project the project of shop of aluminum casting from is developed annual productivity of 4600 tons of suitable castings with provision the principle of directed curing on the basis of computer modeling of processes of pouring and crystallization of metal in the form. In the first section of the explanatory note, the funds were calculated working time of equipment and workers, the production program of the shop, the main branches of the shop: smelting, mold casting section, high casting section pressure, sections of sections and cuttings of foundries, sections of stripping, auxiliary sections and warehouses of the shop. The second section presents an analysis of the design of the details developed by the technical conditions for casting and technology of casting production, calculation is performed foundry-feeding system, describes the technology of manufacturing molds, characteristics of materials, parameters and methods of technical control are given quality of castings. In the scientific part of the diploma project based on the analysis of modern methods of optimization of foundry systems and research processes pouring, crystallization and cooling of the casting "Building NSh32UK" for using a package of computer programs for parametric modeling SolidWorks and LVMFlov have improved the foundry technology with ensuring the principle of directed curing on the basis of computer modeling of processes of casting and crystallization of metal in the form. The obtained results allowed to develop recommendations for the optimal location of the casting in a form that provides quality castings without shrinkage defects. In the fourth part of the project the annual needs of the foundry are calculated electricity, water and compressed air. In the economic part of the project, investments are calculated, staffing and number of employees, cost estimates for maintenance and operation of equipment, calculation of the cost of castings.
Проект цеху алюмінієвого литва з річною продуктивністю 5400 тон придатних виливків з підвищенням стійкості плавильних тиглів на основі використання вогнетривких покриттів
(ЦНТУ, 2022-12-25) Мєшков, Артем Олександрович; Mieshkov, Artem
В даному дипломному проекті розраховано і спроектовано цех алюмінієвого литва з річною продуктивністю 5400 тон придатних виливків. В загальній частині розраховано фонди часу, виробничу програму ливарного цеху, плавильну дільницю, дільниці лиття у кокіль та під тиском, відділення відрізання ливників та зачистки, площі складів та допоміжних дільниць. Розроблено креслення плану ливарного цеху. В технологічній частині виконано аналіз конструкції деталі та технічних умов на відливок «Корпус НШ100-3-01», зроблено розрахунок та аналіз ливниково-живильної системи, виконано розробку технологічного процесу виготовлення виливка. Розроблено креслення деталі з нанесеною ливарною технологією, кокілю в зборі, правої та лівої напівформ, стержня центрального. В науковій частині на основі дослідження впливу високих температур, розплавленого металу і шлаку на стійкість плавильних тиглів запропоновано склад та спосіб нанесення вогнетривкого покриття. Розроблено рекомендації щодо підвищення стійкості тиглів та технологічний процес підготовки тиглів до плавки. Розраховано енергетичну та економічну частини спроектованого ливарного цеху.
Проект цеху алюмінієвого литва потужністю 3300 тон та дослідження динаміки теплопередачі в газовому зазорі кокілю при литті корпусу насоса НШ 32
(ЦНТУ, 2021-12-23) Ізовіта, Олесь Леонідович; Izovita, Oles
Виконано проект цеху алюмінієвого литва за номенклатурою ПрАТ «Гідросила» з річною продуктивністю 3300 т придатних виливків. При виконанні проекту застосовані сучасні технологічні процеси виготовлення виливків та устаткування, що дало можливість забезпечити річний випуск придатних литих виробів. Розроблена технологія виготовлення виливки корпусу насоса НШ 32 із застосуванням лиття в кокіль. В науковій частині роботи сформульована теплова задача та виконано моделювання затвердіння виливки корпусу насоса НШ 32 в кокілі. За допомогою комп’ютерних розрахунків визначена кінетика затвердіння виливки та динаміка теплопередачі в газовому зазорі кокілю. На підставі отриманих даних оптимізовано технологію лиття корпусу насоса НШ 32 в кокілях на карусельній восьмипозиційній кокільній машині моделі 59К815. Розрахована економічна частина проекту. The project of the aluminum casting shop according to the nomenclature of PJSC has been executed "Hydrosila" with an annual capacity of 3300 tons of suitable castings. During the project modern technological processes were used manufacture of castings and equipment, which made it possible to provide annual production of suitable cast products. The technology of making the casting of the pump housing NSh 32 with using die casting. In the scientific part of the work the thermal problem is formulated and performed modeling of hardening of casting of the case of the pump NSh 32 in a mold. By using computer calculations determined the kinetics of hardening of the casting and the dynamics heat transfer in the gas gap of the mold. Based on the data obtained the technology of casting the pump housing NSh 32 in molds on the carousel has been optimized eight-position chill machine model 59K815. The economic part of the project is calculated.
Проект цеху чавунного литва з річною продуктивністю 12000 тон придатних виливків з удосконаленням проектування і виготовлення ливарного оснащення на основі застосування адитивних технологій
(ЦНТУ, 2022-12-25) Мануйлович, Андрій Володимирович; Manuilovych, Andrii
В дипломному проекті розроблено цех чавунного литва з річною продуктивністю 12000 тон придатних виливків з удосконаленням проектування і виготовлення ливарного оснащення на основі застосування адитивних технологій. В першому розділі пояснювальної записки виконано розрахунки фондів часу роботи обладнання та робітників, розрахунок виробничої програми цеху, розрахунки основних відділень цеху: плавильного, формувального, стержневого, очисного, обрубного, відділення зачистки виливків. В другому розділі приведено аналіз конструкції деталі, розроблені технічні умови на виливок. Розроблена технологія виготовлення виливка. Виконано розрахунок ливниково-живильної системи. Описано технологію виготовлення форми, характеристику матеріалів. Наведено параметри та способи технічного контролю якості виливків. В науковій частині дипломного проекту на основі аналізу сучасних можливостей 3Д друку, комп’ютерної техніки та програмного забезпечення обґрунтовано необхідність удосконалення процесів проектування та виготовлення ливарного оснащення на основі застосування адитивних технологій. Розроблено рекомендації щодо підвищення швидкості впровадження у виробництво нових виливків із застосуванням виготовленого за допомогою 3Д принтера оснащення. В четвертій частині проекту розраховано річні потреби ливарного цеху в електроенергії, воді та стисненому повітрі. В економічній частині проекту розраховано капіталовкладення, штатний розклад та кількість працюючих, кошторис витрат на утримання та експлуатацію устаткування, калькуляція собівартості виливків.