На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Работа № 97748


Наименование:


Диплом разработка технологии получения изделия «Ступица водяного насоса » методом порошковой металлургии.

Информация:

Тип работы: Диплом. Добавлен: 9.6.2016. Сдан: 2014. Страниц: 127. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):



Введение 4
1. Теоретическая часть 6
1.1 Производство металлических порошков 6
1.2 Подготовка металлических порошков к формованию 12
1.3 Формование изделий 13
1.3.1 Способы формований порошков без приложения давления 13
1.3.2 Способы прессования металлических порошков 16
1.4 Калибрование 29
Вывод 30
2 Конструкторская часть 31
2.1 Принципы конструирования пресс-форм 32
2.2 Расчёт размеров формообразующих элементов оснастки 35
3. Технологическая часть 37
3.1 Операционная карта приготовления шихты 38
3.2 Операционная карта прессования 39
3.3 Операционная карта спекания 39
3.4 Операционная карта калибрования 41
3.5 Расчет специального мерителя 42
3.6 Исследование микроструктуры материала 44
4. Безопасность и экологичность проекта 45
4.1 Анализ условий труда 45
4.2 Классификация и категорирование предприятия 46
4.3 Расчет искусственного освещения 52
5. Экономическая часть 58
5.1 Расчет трудоемкости 58
5.2 Расчет затрат на изготовление детали, себестоимости 58
Заключение 61
Список используемой литературы 62

Графическая работа

Введение.
Целью дипломного проекта является разработка технологии изготовления детали «Ступица водяного насоса» На основе анализа конструктивных особенностей детали, технических требований к ней и учитывая большую программу выпуска ( 100 тыс.штук в год) было решено использовать для ее производства технологию порошковой металлургии.
Порошковой металлургией называют область техники, охватывающую совокупность методов изготовления порошков металлов и металлоподобных соединений, полуфабрикатов и изделий из них или их смесей с неметаллическими порошками без расплавления основного компонента.
Из имеющихся разнообразных способов обработки металлов порошковая металлургия занимает особое место, так как позволяет получать не только изделия различных форм и назначений, но и создавать принципиально новые материалы, которые другим путем получить или очень трудно или невозможно. У таких материалов можно получить уникальные свойства, а в ряде случаев существенно повысить экономические показатели производства. При этом способе в большинстве случаев коэффициент использования материала составляет около 100%.
Порошковая металлургия находит широчайшее применение для различных условий работы деталей изделий. Методами порошковой металлургии изготовляют изделия, имеющие специальные свойства: антифрикционные детали для узлов трения приборов и машин (втулки, вкладыши, опорные шайбы и т.д.), конструкционные детали (шестерни, кулачки и др.), фрикционные детали (диски, колодки и др.), инструментальные материалы (резцы, пластины резцов, сверла и др.), электротехнические детали (контакты, магниты, ферриты, электрощетки и др.) для электронной и радиотехнической промышленности, композиционные (жаропрочные и др.) материалы.
Основные преимущества использования порошковой металлургии:
- снижает затраты на дальнейшую механическую обработку, которая может быть исключена или существенно уменьшена. Получает готовое изделие точное по форме и размерам. Обеспечивает высокое качество поверхности изделия.
- использует энерго- и ресурсосберегающие технологии. Уменьшает количество операций в технологической цепи изготовления продукта. Использует более чем 97% стартового сырья. Реализует многие последующие сборочные этапы ещё на стадии спекания.
- позволяет получать изделия с уникальными свойствами, используя многокомпонентные смеси, объединяя металлические и не металлические компоненты. Изделия различной пористости (фильтры) с регулируемой проницаемостью; Подшипники скольжения с эффектом самосмазывания.
- получает более высокие экономические, технические и эксплуатационные характеристики изделий по сравнению с традиционными технологиями.
- упрощает зачастую изготовление изделий сложной формы.
- обеспечивает прецизионное производство, соответствие размеров в серии изделий.
1 Теоретическая часть
1.1 Производство металлических порошков
Быстрое развитие производства материалов и изделий методами порошковой металлургии вызвало все увеличивающуюся потребность в порошкообразных металлах и сплавах. Не будет преувеличением сказать, что на сегодня существует потребность, и притом в промышленных масштабах, в порошках всех чистых металлов и большинства известных сплавов. Если при этом учесть различие физических характеристик порошков металла или сплава, полученных разными методами, станет очевидным многообразие ассортимента порошков, которыми располагает современная порошковая металлургия.
Металлические порошки не могут и не должны производиться безотносительно к областям последующего применения. Каждому методу производства соответствуют определенные физические и технологические характеристики порошка, которыми в свою очередь определяются и ограничиваются области его применения. Методы производства металлических порошков можно разбить на две основные группы: методы физико-механические и физико-химические; в некоторых случаях методы можно комбинировать с целью повышения экономичности процесса или улучшения характеристик продукта.
Под методами механического измельчения подразумеваются такие технологические процессы, в которых исходный материал измельчается без изменения химического состава (в конечной или промежуточной стадиях), в результате действия внешних механических сил.
Дробление и размол (в щековых, валковых, дробилках, молотковых, шаровых, вибрационных и других мельницах). Эффективны, когда в качестве сырья используют хорошо дробящиеся материалы в виде губки, стружки, малой обрезки и т.п. Применяют не только как самостоятельный способ получения порошков железа, чугуна, стали, хрупких сплавов на основе меди, магния, алюминия, но и как дополнительную операцию измельчения порошка, полученного каким - либо физико - химическим способом. Измельчение в шаровых вращающихся мельницах может быть самостоятельным способом превращения материала в порошок или дополнительной операцией при других способах получения порошков. В шаровой мельнице материал истирается между внутренней поверхностью барабана и внешней - шарового сегмента, между шарами или дробится ударами. Измельчение в шаровых вибрационных мельницах обеспечивает быстрое и тонкое измельчение таких материалов, как карбиды титана, вольфрама, кремния, хрома, бора, ванадия. Измельчение в вихревых мельницах применяется для пластичных металлов. Оно происходит за счет ударных и истирающих усилий, возникающих при соударении непосредственно измельчаемых частиц. Струйные мельницы отличаются тем, что энергоносителем в них является газ или перегретый пар поступающий из сопел со сверхзвуковой скоростью. Мельницы обеспечивают тонкое измельчение частиц до размеров 1-5 мкм. Измельчение в планетарных центробежных мельницах (ПЦМ) обеспечивает тонкое измельчение трудно размалываемых материалов эффективнее, чем в мельницах других типов. В гироскопических мельницах барабан вращается одновременно вокруг горизонтальной и вертикальной осей, движение шаров осуществляется аналогично ПЦМ.
Обработка резанием (токарная обработка, фрезерование, строгание, царапание). Производство порошков обработкой металлов резанием на практике используются очень редко. Порошки получают при станочной обработке компактных металлов, подбирая такой режим резания, который обеспечивает образование частиц, а не сливной стружки. При этом образующиеся отходы в виде крупной стружки целесообразно использовать для дальнейшего измельчения в шаровых, вихревых и других аппаратах, а мелкую стружку и опилки с величиной частиц порошка около 1 мм можно использовать для изготовления изделий без дополнительного дробления. Чаще всего метод резания применяется при получении порошков металлов, которые весьма активны по отношению к кислороду, особенно в состоянии высокой дисперсности (например, магниевый порошок).
Распыление расплавов - один из наиболее производительных методов. Заключается в дроблении струи расплавленного металла струей воды, сжатым воздухом, вращающимся диском с резцами или центробежной силой. Применяется для большинства металлов. Существуют методы распыления расплавов: электрические, механические, распыления газовым потоком и водой .Механические методы распыления - струя металла, вытекающая из калиброванного отверстия, разрушается вращающимся диском. Для повышения эффективности диск может быть снабжен специальными выступами или отверстиями. Основная сложность - налипание металла на вращающиеся детали. Струя металла из плавильного агрегата попадает во вращающийся тигель с отверстиями в боковых стенах. Для получения гранул одинаковой величины размеры отверстий увеличиваются по мере удаления от дна тигля. Скорость обеспечения высокой скорости, необходимой для распыления (до 18000 мин- 1 ) , сдерживает применение метода. Распыление расплава и закалка ( кристаллизация и приобретение формы частицами ) происходят в момент удара о водоохлаждаемую полированную поверхность экрана, что обеспечивает скорость охлаждения частиц. Высокоскоростное затвердение из расплава. Вращающимся медным диском извлекаются (экстрагируются ) ограниченные объемы металла и мгновенно затвердевают. В зависимости от формы кромки диска можно получать частицы чешуйчатой, игольчатой формы, волокна и др.
Электрические методы. Электроимпульсный метод заключается в воздействии электрического импульсного тока на струю пульпы или расплава. Накопитель энергии - конденсатор - заряжается от источника постоянного или переменного тока. При определенной величине заряда пробивается промежуток, и вся накопленная за время I энергия выделится за время то в рабочем промежутке и элементах цепи разрядного контура. Электродуговое распыление осуществляется следующим образом. Пруток металла, подлежащего распылению, служит катодом. Анод выполняется в виде водоохлаждаемого полого цилиндра. Используются также плазменные горелки с независимой или зависимой дугой, когда анодом служит расгшливаемыи материал.
Распыление газовым потоком. В инженерном отношении возможно осуществление трех основных схем разрушения струи: соосным потоком газа, потоком под углом, поперечным потоком. При распылении струи расплава можно выделить три структурные зоны: не распавшуюся сплошную часть струи; зону разделения струи на отдельные волокна, пряди, нити, капли; зону окончательного формирования частиц, интенсивного протекания теплообменного и других процессов.
Распыления жидкостями. Высокая плотность энергоносителя, интенсивное охлаждение капель расплава, образование значительного количества пара в зоне непосредственного контакта жидкости с расплавом. В качестве распыляющей жидкости используется вода или масло. Распыляющий узел форсунки должен обеспечивать возможность использования максимальной силы удара водяной струи, оно связано с длиной ее начального участка, величина которого определяется выходным диаметром насадки, давлением воды перед насадкой и степенью поджатия струи.
Технология получения порошков распылением расплавов. Водой можно распылять низко и высоколегированные славы. Распылением получают порошки быстрорежущих сталей. Получение порошков титана и его сплавов с низким содержанием кислорода и азота осуществляется в основном центробежным распылением в аргоне, гелии или вакууме. Порошки алюминия и магния получают распылением воздухом, азотом, инертными газами.
Физико - химические методы основаны на технологических процессах, при которых образование порошкообразных материалов происходит посредством глубоких физико - химических превращений исходного сырья. Процесс представляет собой своеобразное восстановление: передача электронов к металлу с одновременной перестройкой структуры происходит не с помощью восстановителей, а за счет электрической энергии. Способ универсален, обеспечивает высокую чистоту порошков. Электролиз - один из самых сложных физико - химических процессов производства порошков. Процесс заключается в разложении водных растворов соединений выделяемого материала. Наличие хлора или фтора на аноде заставляет принимать меры по предотвращению его взаимодействия с электролитом и порошком. Электролит от порошков отделяется отгонкой нагреванием или центрифугированием и отмывкой.
При этом химический состав конечного продукта отличается от исходного материала. К этой группе относятся :
Восстановление оксидов и солей. Это наиболее распространённый и экономичный метод. В качестве исходного материала используют руды, прокатную окалину и некоторые другие дешевые виды сырья. Получают порошки железа, меди, никеля, кобальта, вольфрама, молибдена, тантала, циркония и некоторых сплавов.
Электролиз водных растворов и расплавленных сред, позволяет получать порошки многих металлов. Основное достоинство метода - высокая чистота продукта, так как очистка проводится в процессе электролиза. Однако сравнительно высокая стоимость порошка из-за низкой производительности метода и большого расхода электроэнергии.
Термическая диссоциация карбонилов металлов, основана на термической диссоциации химических соединений металлов с окисью углерода. Этим методом получают тонкодисперсные порошки высокой чистоты. Стоимость порошка соизмерима со стоимостью электролиза.
Межкристаллитная коррозия, разработана для получения порошков коррозионно - стойких хромоникелевых сталей типа X18Н9. Основана на растворении специальными растворами межкристаллитных прослоек исходного материала(стружки, обрезки и т.п.), в результате чего литая сталь распадается на отдельные зёрна.
Цементацией называется процесс насыщения поверхностного слоя стали углеродом. Цель цементации -получение твердой и износостойкой поверхности. Цементация бывает двух видов: газовая цементация и цементация в твердом карбюризаторе.

В качестве твердого карбюризатора применяется активированный уголь (древесный уголь или каменноугольный полукокс) с активаторами. Газовую цементацию осуществляют нагревом изделия в среде газов, содержащих углерод: синтин, керосин и т.д.
Окончательные свойства цементированных изделий достигаются в результате термической обработки, выполняемой после цементации -закалки и низкого отпуска.
Испарение - конденсация, происходит в результате нагрева металла на холодной поверхности. Применяют для производства ультратонких порошков металлов с невысокой температурой испарения - цинка, магния, алюминия и др.
Металлические порошки характеризуются химичес­ким составом, физическими и технологическими свой­ствами. Химический состав порошков определяется содержанием основного металла, примесей или загрязне­ний и газов. Физические свойства порошков определяются следующими характеристиками: формой частиц, размером и распределением их по крупности, удельной поверхностью, пикнометрической плотностью, микро твердостью. Технологические свойства порошков характе­ризуются насыпной плотностью, текучестью, прессуемостью и формуемостью.
Кроме того, в некоторых случаях появляется необходимость в характеристике порошков по специальным свойствам, таким как коррозионная стойкость, химичес­кая активность, адсорбционная способность, цвет, блеск и т. п. Знание свойств порошков необходимо для пра­вильной организации технологического процесса произ­водства заготовок. Основные характеристики порошков, обеспечивающие получение спеченных изделий с необ­ходимыми свойствами, оговариваются ГОСТами или техническими условиями (ТУ).
Химические свойства металлических порошков
Содержание основного металла в порошке или сумма основных компонентов сплава составляет обычно > 98-99 %, что вполне достаточно для большинства порошковых материалов. Однако при производстве изделий с особыми свойствами (например, магнитными) применяют более чистые металлические порошки.
Количество примесей в порошках определяют по содержанию их в готовой продукции. Исключение сделано для термодинамически неустойчивых (при высоких температурах) оксидов железа, меди, никеля, вольфрама и некоторых других металлов, которые в присутствии восстановителя легко образуют активные атомы соответствующего металла, что приводит к улучшению спекаемости порошка в целом. Поэтому содержание в металлических порошках таких оксидов может быть довольно большим и составлять от 1 до 10 % (0,2-1,5 % кислорода).
Воспламеняемость порошка. Пожароопасность (часто применяется термин «пирофорность») порошка связана с его способностью к самовозгоранию при соприкосновении с окружающей атмосферой. Подобное взаимодействие при относительно невысоких температурах может привести не только к воспламенению порошка, но и даже к взрыву.
Взрываемость порошка. Сверхвысокие скорости химического взаимодействия порошка с кислородом приводят к почти мгновенному выделению энергии, которое сопровождается образованием и распространением взрывной волны -происходит взрыв
Токсичность порошка. Систематическое вдыхание металлических порошков независимо от их вида может привести к профессиональным заболеваниям. Практически пыль (обычно размер частиц < 4 мкм) любого из металлов, в том числе и совершенно безвредных в компактном состоянии, воздействует на человека и может вызвать патологические изменения в его организме (фиброгенные и аллергические заболевания).
Физические свойства частиц характеризуют: форма, размеры и гранулометрический состав, удельная поверхность, плотность и микротвердость.
Форма частиц. В зависимости от метода изготовления порошка получают соответствующую форму частиц: сферическую при карбонильном способе в распылении, губчатую при восстановлении, осколочную - при измельчении в шаровых мельницах.
Удельная поверхность - это сумма наружных поверхностей всех частиц, имеющихся в единице объема или массы порошка. Для металлических порошков характерна величина удельной поверхности от 0.01 до 1 м2/г (у отдельных порошков - 4 м/г у вольфрама, 20 м2/г у карбонильного никеля). Удельная поверхность порошка зависит от метода получения его и значительно влияет не прессование и спекание.
Плотность. Действительная плотность порошковой частицы, носящая название пикнометрической, в значительной мере зависит от наличия примесей закрытых пор, дефектов кристаллической решетки и других причин и отличается от теоретической. Плотность определяют в приборе - пикнометре, представляющем собой колбочку определенного объема и заполняемую сначала на 2/3 объема порошком и после взвешивания дозаполняют жидкостью, смачивающей порошок и химически инертной к нему. Затем снова взвешивают порошок с жидкостью. И по результатам взвешиваний находят массу порошка в жидкости и занимаемый им объем. Деление массы на объем позволяет, вычислить геометрическую плотность порошка.
Микротвердость порошковой частицы характеризует ее способность к деформированию. Способность к деформированию в значительной степени зависит от содержания примесей в порошковой частице и дефектов кристаллической решетки. Для измерения микротвердости в шлифованную поверхность частицы вдавливают алмазную пирамиду с углом при вершине 136 под действием нагрузки порядка 0,5... 200г. Измерение выполняют на приборах для измерения микротвердости ПМТ-2 и ПМТ-3.
Технологические свойства порошка: насыпная плотность, текучесть, прессуемость и формуемость.
Насыпная плотность - это масса единицы объема порошка при свободном з........


Список используемой литературы
1) Борок Б.А., Ольхов И.И. Порошковая металлургия черных и цветных металлов.- М, Металлургия, 1948.
2) Цукерман С.А. Порошковая металлургия - М.-1958.
3) Андриевский Р.А. Порошковое материаловедение. - М. Металлургия, 1991.
4) Анциферов В.Н. и др. Порошковая металлургия и напыление по­крытия. М.: Металлургия, 1987.
5) Кипарисов С.С., Либенсон Г.А. Порошковая металлургия. Изд. 3-е. М.: Металлургия, 1991.
6) Манохин А.И. и др. Новое в технологии получения материалов. М.: Машиностроение, 1990.
7) Акименко В.Б. и др. Железные порошки. М.: Наука, 1982.
8) Жорняк А.Ф. Металлические порошки. М.: Металлургия, 1981.
9) Роман О.В., Габриелов И.П. Справочник по порошковой метал­лургии: Порошки, материалы, процессы. Минск: Беларусь, 1988.
10) Ходаков Г.С. Физика измельчения. М.: Наука, 1972.
11) Ребиндер П.А. Поверхностные явления в дисперсных системах. М.: Наука, 1979.
12) Ребиндер П.А. Поверхностно-активные вещества. М.: Наука, 1961.
13) Левинский Ю.В., Петров А.П., Васильева И.П. Получение порош­ков карбонитрида титана из стружки титановых сплавов // Неорганические материалы. 1995. №9.
14) Грацианов Ю.А. и др. Металлические порошки из расплавов. М.: Металлургия, 1970.
15) Ничипоренко О.С. и др. Распыленные металлические порошки. Киев: Наукова думка, 1980.
16) Силаев А.Ф., Фишман Б.Д. Диспергирование жидких металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1983.
17) Устинов B.C. Порошковая металлургия титана. М.* Металлургия, 1981.
18) Попович В.П. Механохимический синтез тугоплавких соединении Ц Порошковая металлургия. 1993. №11.
19) Аввакумов Е.Г. Механические методы активации химических ре­акций. М.: Наука, 1986.
20) Крапивина С.А. Плазмохимические технологические процессы. М.: Химия, 1981.
21) Цветков Ю.В., Панфилов С.А. Низкотемпературная плазма в про­цессах восстановления. М.: Наука, 1980.
22) Пархоменко В. Д. Плазма в химической технологии Киев: Наукова думка, 1986.
23) Пархоменко В.Д. и др. Плазмохимические методы получения по­рошкообразных веществ и их свойства // Журнал Всесоюзного химическо­го общества им Менделеева, 1991. Т. 36. №2.
24) Анциферов В.Н. и др. Лазерный синтез ультрадисперсных порош­ков оксидной керамики. Пермь: РИТЦ ГТМ, 1995.
25) Мержанов А.Г. Саморас простран яющийся высокотемпературный синтез // Физическая химия Современные проблемы М Химия. 1983.
26) Александров В.В., Корчагин М.А. О механизме и макрокинетике реакций при горении СВС-систем // Физика горения и взрыва. 1987. №5.
27) Янг. Д. Кинетика разложения твердых веществ. М Мир, 1969.
28) Мельниченко И.В., Подденежный Е.К. Золь-гель технология - про­рыв в XXI век // Технологическое оборудование и материалы. 1998 №3.
29) Сергеев А.Н., Верещагин В.И., Вихарев А.А. Получение золь-гель методом AI2O3 для микрокомпозиционной керамики И Стекло и керамика. 1998. №9.
30) Синтез гидрозоля титана на основе гидролиза тетроэтоксида тита­на / Л.И. Грищенко, Н.Г. Медведкова, В.В Назаров и др. Ц Коллоидный журнал. 1993. №1.
31) Павлова-Веревкина О.Б., Рогинская Ю.Е., Лопухов Г .В. // Колло­идный журнал. 1996. №6.
32) Третьяков Ю.Д., Олейников Н.Н., Можаев АЛ. Основы криохи- мическойтехнологии. М.: Высш. шк , 1987.
33) Некоторые особенности получения ультрадисперсных порошков оксидов меди и иттрия криохимическим способом / А.Ф. Алексеев, В.В. Дикип, К.К. Палеха и др. // Порошковая металлургия 1990 №1.
34) Денисенко Э.Т., Кулик О.П., Еремина Т В. Дисперсные кристал- ические порошки // Порошковая металлургия 1983. №4.




Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть похожие работы

* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.