Контрольная работа по "Металлургии"

 

СОДЕРЖАНИЕ

РЕФЕРАТ…………………………………………………………………………….3

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………..4

1. Применение бронз безоловянных, обрабатываемых давлением в сфере производства или потребления………………………………………….………….5

2. Классификационные признаки бронз безоловянных, обрабатываемых давлением…………………………………………………………………………….6

3. Потребительские свойства бронз безоловянных, обрабатываемых давлением…………………………………………………………………………….8

4. Технология производства прутков бронзовых и ее технико-экономическая оценка………………………………………..……………………………………….9

5. Нормативно-технические документы на бронзы безоловянные, обрабатываемые давлением и изделия из них, нормируемые показатели качества в соответствии с требованиями нормативно-технической документации……………………………………………………………………….13

6. Контроль качества прутков бронзовых. Требования нормативно-технических документов на правила приемки, хранения, испытания и эксплуатации прутков бронзовых…………………………………………………………………………...19

ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………………..26

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ………………………………..27

 

 

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

Работа содержит: 28 страниц, 10 таблиц, 1 блок- схему.

Ключевые слова: легирование, бронзы безоловянные, прутки бронзовые, обработка давлением, потребительские свойства, стандарты, правила приемки, методы контроля.

Изучена товарная продукция  в виде прутков из безоловянных бронз, обрабатываемых давлением, сферы их применения в промышленности.

Определены потребительские  свойства бронз безоловянных, обрабатываемых давлением. При изучении и описании технологии производства прутков бронзовых дана характеристика обработки металлов давлением, основных стадий производства, приведен анализ блок-схемы производства прутков бронзовых, выявлено влияние технологии, сырья на качество продукции.

Для определения нормируемых  показателей качества прутков из безоловянных бронз, обрабатываемых давлением, изучены соответствующие стандарты.

Изучены вопросы контроля качества бронзовых прутков, правила приемки, транспортирования и хранения готовой продукции.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Бронза — сплав меди, обычно с оловом как основным легирующим элементом, но применяются и сплавы с алюминием, кремнием, бериллием, свинцом и другими элементами, за исключением цинка и никеля. Название «бронза» происходит от итал. Bronzo, которое, в свою очередь, либо произошло от персидского слова «berenj», означающего «латунь», либо от названия города Бриндизи, из которого этот материал доставлялся в Рим.

Наиболее древние бронзовые  артефакты были обнаружены археологом Веселовским в 1897 году в районе реки Кубань (т.н. Майкопская культура). Бронза майкопских курганов в основном представлена сплавом меди с мышьяком. Постепенно знания о прочном и пластичном металле распространились на Ближний  Восток и Египет. Здесь, после перехода к оловянно-медному сплаву, бронза обрела положение одного из важнейших  декоративных материалов.

В зависимости от легирования  бронзы называют оловянными, алюминиевыми, кремнёвыми, бериллиевыми и т. д. Все  бронзы принято делить на оловянные и безоловянные.

Сплавы меди с оловом обладают большей прочностью и пластичностью, чем обычная медь, высокой антикоррозионной стойкостью и хорошими антифрикционными свойствами (снижает трение поверхностей деталей). Этим обусловливается применение бронз в химической промышленности для изготовления литой арматуры (арматура — комплект вспомогательных устройств и деталей для обеспечения функционирования какого-либо устройства, машины, оборудования, конструкции), а также в качестве антифрикционного материала в других отраслях.

В силу высокой стоимости  олова были найдены заменители оловянной  бронзы. Они содержат олово в меньшем  количестве по сравнению с ранее  применявшимися бронзами или не содержат его совсем.

В древности иногда использовался  сплав меди с мышьяком — мышьяковистая  бронза, в некоторых культурах  использование мышьяковистой бронзы даже предшествовало выплавке оловянной. Использовались и сплавы, в которых мышьяком замещалась лишь часть олова.

В настоящее время существует ряд марок бронз, не содержащих олова. Это двойные или, чаще, многокомпонентные сплавы меди с алюминием, марганцем, железом, свинцом, никелем, бериллием и кремнием.

         Также необходимо упомянуть сплавы меди и фосфора. Они не могут служить машиностроительным материалом, поэтому их нельзя отнести к бронзам. Однако они являются товаром на мировом рынке и предназначаются в качестве лигатуры при изготовлении многих марок фосфористых бронз, а также для раскисления сплавов на медной основе.

 

 

 

 

 

 

 

 

1. ПРИМЕНЕНИЕ БРОНЗ БЕЗОЛОВЯННЫХ, ОБРАБАТЫВАЕМЫХ ДАВЛЕНИЕМ В СФЕРЕ ПРОИЗВОДСТВА ИЛИ ПОТРЕБЛЕНИЯ

Безоловянные бронзы, обрабатываемые давлением, применяются в различных сферах производственной деятельности людей.

        Алюминиевые бронзы применяются при чеканке монет, изготовлении деталей, предназначенных для работы в морской воде, деталей для химической аппаратуры, скользящих контактов, трубных досок конденсаторов; шестеренок, седел клапанов в авиапромышленности; в машиностроении для отливок массивных деталей в землю. Благодаря красивому золотисто-жёлтому цвету и высокой коррозионной стойкости алюминиевая бронза также применяется как заменитель золота при изготовлении бижутерии и монет. Необходимо отметить, что алюминиевые бронзы применяются еще для изготовления пружин и упругих элементов, деталей химической аппаратуры, износостойких деталей, винтов, валов, деталей для гидравлических установок; заготовок, фасонного литья в судостроении.

        Бериллиевые бронзы используются для изготовления пружин и пружинящих деталей ответственного назначения, износостойких деталей всех видов, неискрящих инструментов.

Из кремниевых бронз изготавливаются  детали всех видов для химических аппаратов, пружины и пружинящие детали, детали для судостроения, сварные  конструкции, направляющие втулки, ответственные  детали в моторостроении. В промышленности кремниевые бронзы применяются в качестве заменителей дорогостоящих оловянных и бериллиевых бронз.

Марганцевые бронзы применяются  при изготовлении деталей и изделий, работающих при повышенных температурах.

При изготовлении коллекторов  электродвигателей, деталей машин  контактной сварки и прочих деталей  используются кадмиевые и магниевые  бронзы.

Серебряная бронза применяется  при изготовлении коммутаторов, коллекторных колец и обмотки роторов турбогенераторов.

Из хромовой бронзы изготавливаются  электроды для сварки, электродетали, оборудование сварочных машин.

Теллуровые бронзы применяются  при изготовлении деталей, обрабатываемых на автоматах; элементов телетехнических, радиотехнических, электрических и электронных устройств.

В качестве заменителей бронз  при производстве различных товаров  могут выступать оловянные бронзы и медь. Но бронзы тверже меди, хорошо обрабатываются резанием, имеют высокие  антифрикционные свойства, хорошую коррозионную стойкость, обладают высокой пластичностью и хорошими упругими свойствами. Безоловянные бронзы являются более дешевыми по отношению к оловянным и в ряде случаев превосходят их по своим основным свойствам. Алюминиевые, кремниевые и особенно бериллиевые бронзы — по механическим свойствам, алюминиевые — по коррозионной стойкости, кремнецинковые — по текучести.

 

 

2. КЛАССИФИКАЦИОННЫЕ ПРИЗНАКИ  БРОНЗ БЕЗОЛОВЯННЫХ, ОБРАБАТЫВАЕМЫХ ДАВЛЕНИЕМ

В зависимости от основного  легирующего элемента бронзы безоловянные делятся на: алюминиевые, бериллиевые, кремниевые, марганцевые, серебряные, хромовые, теллуровые, кадмиевые и магниевые.

Наибольшее распространение  в различных отраслях машиностроения получили алюминиевые бронзы. В зависимости  от структуры и процентного содержания алюминия (до 14%) бронзы могут быть одно-, двух- и многофазными. Однофазные сплавы имеют высокие пластичные свойства и хорошо обрабатываются давлением  в холодном и горячем состоянии. Двухфазные сплавы отличаются повышенной прочностью, но имеют пониженную пластичность, поэтому могут быть обработаны давлением  только в горячем состоянии. Алюминиевые  бронзы трудно паяются.

Кремниевые бронзы содержат кремний (1…3%), а также никель, цинк, свинец и марганец. Они отличаются высокими механическими свойствами, высокой упругостью и выносливостью, коррозионной стойкостью, антифрикционными свойствами, немагнитны, удовлетворительно свариваются, паяются и обрабатываются давлением.

Бериллиевые бронзы (1,7…2,5% Ве) являются наиболее дорогими и дефицитными из всех медных сплавов, обладают высокой химической стойкостью, износоустойчивостью и упругостью в сочетании с прочностью и твердостью, равной свойствам легированных сталей.

В качестве жаропрочных бронз  применяют марганцевые и хромовые бронзы. Кадмиевые бронзы используют для изготовления токоснимающих щеток, проводов и других деталей, требующих высокой электропроводности и жаропрочности материала. Свинцовые бронзы применяют для заливки подшипников, способных работать при высокий удельных давлениях до 15 МПа, высоких температурах до 350°С и скоростях до 4…5 м/с.

В классификаторе «Товарная номенклатура внешнеэкономической деятельности» данный товар кодируется следующим образом:

74 03 22

Раздел XV – недрагоценные металлы

Группа 74 – медь и изделия  из нее

Позиция 74.03 – медь рафинированная и сплавы медные необработанные

Субпозиция 74.03.22 – сплавы на основе меди и олова (бронзы)

В ОКП РБ приводится следующая  кодировка:

27.44.13.520

Секция D – продукция перерабатывающей промышленности

Подсекция DJ – металлы основные и готовые металлические изделия

Раздел 27 – металлургическое производство

Группа 27.4 – производство цветных металлов

Класс 27.4.4 – изделия из меди

Категория 27.4.4.1 – медь и сплавы на основе меди

Подкатегория 27.4.4.1.3 – медь рафинированная и необработанные медные сплавы; лигатуры на основе меди

Вид  27.44.13.520 – сплавы рафинированные необработанные на основе меди и олова (бронза), кроме спеченных изделий, подвергнутых прокатке, экструдированию, ковке.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. ПОТРЕБИТЕЛЬСКИЕ СВОЙСТВА БРОНЗ БЕЗОЛОВЯННЫХ, ОБРАБАТЫВАЕМЫХ ДАВЛЕНИЕМ

В качестве механических свойств при растяжении прутков, изготавливаемых  из безоловянных бронз, обрабатываемых давлением можно выделить следующие: временное сопротивление разрыву, относительное удлинение, твердость по Бринеллю. 

Временное сопротивление разрыву или предел прочности при растяжении — это условное напряжение, равное отношению максимальной нагрузки при растяжении, предшествующей разрушению, к начальной площади поперечного сечения образца.

Относительное удлинение  – это выраженное в процентах  отношение остающегося после  разрыва увеличения длины образца  к его первоначальной длине. Относительное  удлинение характеризует пластичность металла, оно снижается с повышением предела прочности.

Твердость по Бринеллю – это твердость материала, определяемая путем вдавливания в него стального шарика при стандартных условиях испытания. Вычисляется как частное от деления нагрузки на поверхность полученного отпечатка, у которого диаметр измеряется после удаления нагрузки, а радиус поверхности условно принимается равным радиусу шарика.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА  ПРУТКОВ БРОНЗОВЫХ И ЕЕ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА

Прутки и профили из бронзы применяют в качестве заготовок  при производстве деталей методами обработки резанием или штамповкой. В настоящее время одним из наиболее развивающихся направлений применения прутков и профилей из медных сплавов является изготовление кранов, клапанов, фитингов и другой водопроводной арматуры. Кроме того, прутки применяются при изготовлении шестеренок, винтов, заклепок.

Медь можно получить пирометаллургическим и гидрометаллургическим способами. Наибольшее распространение в современной  практике имеет пирометаллургический способ.

Богатые окисленные руды с  содержанием меди 3-5 % и более подвергают непосредственной плавке. Руды со средним содержанием меди (1-2 %)и все комплексные руды, в состав которых входят цинк, свинец, никель и другие металлы, включая благородные, перед плавкой обогащают. Наиболее широко используется флотационный метод, позволяющий получить концентрат с 15-20 % меди.

Богатую руду и концентрат вначале обжигают при 600-700°С для удаления избытка серы и образования оксидов железа, а затем переплавляют в отражательных печах при температуре 1250-1300°С. При переплавке получается медный штейн, состоящий из сернистых соединений меди и железа м содержанием 20-50 % меди, 20-40 % железа и 22-25 % серы. Затем расплавленный жидкий штейн заливают в конвертеры и продувают воздухом (конвертируют) для окисления сульфидов меди и железа, перевода образующихся оксидов железа в шлак, а серы в SO₂ и получения черновой меди. Черновая медь содержит 98,4 – 99,4 % чистой меди и небольшое количество примесей. Ее разливают в металлические формы (изложницы) и получают слитки. Эту медь необходимо подвергнуть огневому или электролитическому рафинированию.

При огневом рафинировании  через черновую медь в пламенных  отражательных печах под давлением  продувают воздух, кислород которого окисляет примеси. Этот метод применяют для получения меди невысокой чистоты и в тех случаях, когда медные руды содержат ничтожно малое количество благородных металлов или не содержат их совсем. После огневого рафинирования получают медь чистотой 99 – 99,5 %.

Электролитическое рафинирование  проводят для получения чистой от примеси меди (99,95 % меди). Электролиз проводят в ваннах, покрытых изнутри винипластом или свинцом. Аноды делают из меди огневого рафинирования, а катоды – из листов чистой меди. Электролитом служит водный раствор CuSO₄ (10-16 %) и H₂SO₄ (10-16 %). При пропускании постоянного тока анод растворяется, медь переходит в раствор, а на катодах разряжаются ионы меди.