Контрольная работа по "Материаловедению"

Гидравлические прессы строят:

- с горизонтальным перемещением пресс-шайбы и прутка с максимальным усилием прессования от 6000 до 600000 кН;

     - с вертикальным перемещением пресс-шайбы с максимальным усилием прессования от 3000 до 10000 кН.

Наибольшее распространение  получили горизонтальные прессы с усилием  прессования в 10000, 15000, 25000, 35000 и 50000 кН.  
В соответствии с требованиями принятой технологической схемы производства изделий, прессованием гидравлический пресс должен иметь ряд вспомогательных механизмов, которые предназначаются для выполнения таких операций, как подача слитка в нагревательную печь и выдача из печи, подача слитка к прессу и установка его в контейнер, отрезка пресс-остатка и его уборка, транспортировка отпрессованных прутков и их отделка. Успешная эксплуатация пресса обеспечивается надежной и четкой работой всех вспомогательных устройств. Характерным для современных прессов является его полная механизация и автоматизация с программным управлением при выполнении основных и вспомогательных операций - от подачи заготовки в нагревательную печь до уборки готовых изделий и самого процесса прессования. 

Успешное выполнение прессования - получение необходимого профиля и размеров изделий во многом зависит от качества и стойкости  инструмента. Прессовый инструмент (контейнер, матрицы, иглы, пресс-шайба, иглодержатель, матрицедержатель) работает в очень тяжелых условиях, так как температурный интервал прессования цветных металлов достигает 500-900 °С, а стали, никелевых и титановых сплавов - 1000-1250 °С, причем отдельные элементы инструмента нагреваются до температур, близких к температуре прессуемого металла.  Следует также иметь в виду, что в процессе прессования напряжения на отдельных участках инструмента достигают значительных величин. Например, в пресс-шайбе и контейнере они могут превышать 1500 МПа. По окончании операции прессования инструмент во многих случаях подвергается быстрому охлаждению в воздушной или водяной струе или масле. Для изготовления прессового инструмента применяют высококачественную легированную сталь (например, 5ХНВ, ЗХ2В8, 4ХС, ЭИ617 и др.). Отдельные виды инструмента или их элементы изготовляют из материалов, обладающих высокой жаростойкостью, например, победита (ВК8), микролита (ЦМ332), термокорунда (ТВН). При изготовлении инструмента необходимы высокое качество выполнения доводочных механических работ, применение термической обработки и др. Все это увеличивает стоимость инструмента, а следовательно, и стоимость изделия. По данным П.С. Истомина, стоимость прессового инструмента составляет около 15 % стоимости всего передела прессового цеха. 

Не рассматривая конструктивные особенности всех видов инструмента, остановимся лишь на одном их них - матрице. При прессовании матрица обеспечивает получение правильных размеров профиля и доброкачественной поверхности, хотя работает в исключительно тяжелых условиях - высокая температура на протяжении всего процесса прессования и высокие удельные давления при минимальных возможностях смазки и охлаждения.  
 
По количеству отверстий матрицы могут быть одноочковыми и многоочковыми. Число отверстий в многоочковой матрице определяется видом получаемого изделия и необходимой производительностью пресса. Так, при прессовании круглых профилей небольших размеров матрица может иметь до 30 отверстий.  Существенной частью профиля канала матрицы является рабочий поясок, который определяет форму и размеры поперечного сечения изделия. Рабочий поясок принимается шириной от 4-5 мм при небольших сечениях прутка и до 10-15 мм - при крупных профилях. Для облегчения выхода изделия из очка размеры отверстия в матрице за рабочим пояском, т. е. со стороны выхода металла из матрицы, несколько увеличивают. При прессовании тонких профилей, а также профилей переменного сечения по длине прутка матрицы делают разъемными. 

В условиях прессования  длинных прутков и проволоки  из-за продолжительного воздействия  высокой температуры и высокого давления на матрицу она быстро теряет размеры калибрующего пояска. Поэтому для увеличения стойкости рабочей поверхности применяют специальные матрицы со вставками очка из прочных, износостойких материалов - победита, микролита или термокорунда. 

Полые профили из легко  свариваемых материалов (например, из алюминия и его сплавов) с небольшим  отверстием (5-10 мм диаметром) или отверстием сложной формы производят в комбинированной матрице, совмещающей в себе одновременно и иглу. Такие матрицы получили название язычковых. Их применение исключает необходимость прошивки слитка (заготовки). В передней части такой матрицы имеется рассекатель (нож), переходящий в язычок, форма поперечного сечения которого определяет форму отверстия полого изделия. Металл при прессовании обтекает рассекатель, попадает в зазор между язычком и отверстием матрицы, где благодаря высокому давлению и наличию чистых поверхностей происходит сваривание. При этом образуется цельный прессуемый полый профиль. 

5. Описать технологический  процесс изготовления материала или детали применительно к профилю работы студента заочника

Процесс изготовления (чеканки) коллекционных монет

Существуют три основных типа монет. Монеты находящиеся в  обращении, которыми мы пользуемся, весовые  монеты, для вложения капитала и коллекционные монеты - высококачественные золотые и серебряные монеты, выпускаемые в честь знаменательных событий.

Монетный двор выпускает  коллекционные монеты из серебра  в слитках, а также из отходов  производства других серебряных монет. Серебро попадает в литейную печь с температурой в 1150 градусов Цельсия. Затем из расплавленного серебра отливают непрерывный брусок толщиной 4 см и шириной 12 см.

Станок разрезает его  на отдельные бруски длиной около 180 см. Каждый брусок попадает в обжимной стан, два валика которого расплющивают брусок оказывая давление равное 8 тоннам. Чтобы получить полоску толщиной 12 мм брусок пропускают сквозь стан до 12 раз. Чистовой стан делает полоску еще более тонкой, доводя ее до толщины монеты. Затем вырубной пресс производит заготовки монет. Оставшееся серебро снова отправляют в плавильную печь для изготовления новых серебряных брусков. После этого заготовки попадают на станок, вращающееся колесо которого выдавливает по их краю выступающий бортик. Потом заготовки оказываются в резервуаре наполненном моющими средствами, водой и мелкими стальными шариками.

Шарики выступают в  роли абразивного материала полирующего  заготовки. Затем рабочие вручную  вытирают заготовки полотенцами, чтобы  на монетах не было пятен от воды. В процессе изготовления и обработки монет серебро становится хрупким, настолько хрупким, что легко ломается, поэтому на следующем этапе металл попадает в печь для отжига.

Эскиз монеты представляет собой рисунок, фотографию или сочетание  того и другого. Художник использует для создания коллажа компьютерную программу.

После того, как окончательный  эскиз одобрен представителями  монетного двора, можно приступать к изготовлению клише. Берется гипсовый диск диаметром 27 см, управляемая компьютером  гравировальная машина переносит на него компьютерный эскиз, превращая его из двумерного в трехмерный. Таким образом создается гипсовый макет монеты. Затем художник вручную поправляет некоторые детали. После этого отливается негативная гипсовая форма. С ее помощью получают позитивную форму из резины. С помощью резиновой формы отливают негативную форму из черной эпоксидной смолы.

Форму из эпоксидной смолы  устанавливают на приспособление которое называется пантографом и предназначается для уменьшения размеров изображения. Пантограф вырезает уменьшенную в 1,5 раза копию формы в бронзе. Затем гравер заканчивает отделку бронзовой формы под микроскопом. Кроме того он дорабатывает надписи с указанием года, номинала и страны. За этим следует очередное уменьшение размера на пантографе. Уменьшенное изображение с бронзовой модели переносится на высококачественную сталь образуя матрицу – негативную форму имеющую размер монеты. Затем изображение с матрицы переносится на брусок стали образуя позитивную форму. Потом позитивную форму переносят на другой брусок стали, чтобы получить негативную форму, которая называется клише.

 

Монеты изготавливают одну за другой на чеканочном прессе. Они чеканятся с помощью двух клише, по одному для каждой стороны, одно находится под заготовкой, другое над ней. Чеканятся обе стороны одновременно не одним, а двумя ударами, чтобы обеспечить высокое качество.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы 

1. Материаловедение и  технология металлов / под ред.  Г.П. Фетисова, 6–е изд. – М:Высшая  школа, 2008 – 877 с.

2. Сильман Г.И. Материаловедение : учебное пособие. - М. : Издательский центр "Академия", 2008. - 336 с.

3. Арзамасов, В.Б. Материаловедение/В.Б.  Арзамасов, А.А. Черепахин.-М.: Экзамен, 2009.-350с.

4. Полимерные композиционные  материалы: структура, свойства, технология: учебное пособие/под.  ред. А.А. Берлина.- СПб: Профессия, 2008.-560 с.

5. Нанотехнологии. Наноматериалы /сб. под. ред. П.П. Мальцева.-М.: Техносфера, 2008. - 432 с.

6. Колесов Н.С., Колесов И.С. Материаловедение и технология конструкционных материалов. М.: Высшая школа, 2007.- 134 с.