Министерство образования и
науки Российской Федерации
НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
КАФЕДРА МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ В
МАШИНОСТОЕНИИ
Расчетно графическое задание
по курсу «Общее материаловедение и технология
конструкционных материалов»
Тема «Технология изготовления
банок из для обувного крема»
Вариант №1
Факультет: Механико-технологический
Группа: ММ - 101
Студент: Аршакян Н.А.
Преподаватель: Никулина А.А.
Новосибирск2014
1.Материал для
изготовления банки для обувного
крема
Материалами, используемыми
для производства металлической тары,
банок являются стальные и алюминиевые
сплавы. В данной работе я выбрал для изготовления
материал из алюминиевых сплавов. Так
как решающее значение приобретает
формуемость используемого для изготовлении
банок алюминиевого сплава. Чаще всего
такие банки изготавливают из алюминиевых
сплавов группы 3000. Эти сплавы включают
в себя как магниевые, так и марганцевые
легирующие элементы. Как правило, марганец
и магний, используемые в сырье для корпусов
банок, присутствуют в количествах менее
1 вес.%.
3000 серия — сплавы, легированные
марганцем. Сплавы типа АМц.
ПО ISO |
30030 |
3004 |
3005 |
5005 |
5050 |
5251 |
5052 |
5754 |
5154 |
По ГОСТ |
АМц |
Д12 |
ММ |
АМГ1 |
АМГ1.5 |
АМГ2 |
АМГ2 |
- |
АМГ3 |
Таблица 1 .3000-5000 серия( группы)
2.Производство
Алюминиевых сплавов
Алюминий - химический элемент
III группы периодической системы Менделеева
(атомный номер 13, атомная масса 26,98154).
В большинстве соединений алюминий трехвалентен,
но при высоких температурах он способен
проявлять и степень окисления +1. Из соединений
этого металл, а самое важное - оксид Al2O3.Алюминий
— основной компонент алюминиевых сплавов.
Он представляет собой серебристо-белый
металл, легкий ( плотность 2.7 г/смз). Алюминиевые сплавы по способу
изготовления из них изделий подразделяют
на деформируемые — Д (получаемые методами
пластической деформации, например, банки,
тубы, баллоны) и литейные — JI (изготовляемые
литьем, например, обручи для фляг).
Процесс производства первичного
алюминия состоит из трех основных фаз.
Сначала осуществляется добыча необходимого
сырья - бокситов, нефелинов и алунитов.
Затем происходит химическая обработка
руды, в результате которой получается
глинозем (А1203). Из глинозема электролитическим
методом получают собственно алюминий.
Обычно для производства 1 т алюминия необходимо
примерно 2 т глинозема. Количество бокситов,
необходимое для того, чтобы в итоге произвести
тонну алюминия, сильно зависит от содержания
в них оксида алюминия. Так, западным компаниям
обычно требуется 4—5 т бокситов, тогда
как отечественного сырья может потребоваться
около 7—8 т. Наиболее сложна и энергоемка
последняя фаза производства первичного
алюминия. Современные заводы при производстве
тонны алюминия потребляют в среднем 1
3,5 МВт-ч электроэнергии, средний расход
анодной массы составляет 500-530 кг, используется
также дорогостоящий фтористый алюминий.
В данной работе я применил
алюминиевый сплав на основе сплава системы
Al-Mg. Обычно к сплавам этой группы относят
сплавы алюминия с магния (АМг) и марганцем
(АМц).
2.1Свойства сплава
системы Al-Mg
Они имеет невысокую прочность,
хорошую пластичность, свариваемость
и коррозионную стойкость . Сплавы могут
упрочняться только холодной пластической
деформацией. Например сплавы Сплавы АМг5
и АМг6 относятся к наиболее прочным сплавам
20 системы алюминий-магний. Они характеризуются
высокой технологической пластичностью,
а также относительно высокими пределом
прочности (σв=110-310 МПа) и текучести (σ0,2=40-160
МПа) по сравнению с другими алюминиевыми
сплавами в отожженном состоянии. Применяя
различную степень нагартовки, можно получить
разные механические свойства. Деформация
на 20-30% резко повышает прочностные характеристики,
но значительно снижает пластичность.
Кроме того, алюминиево-магниевые сплавы
обладают высокой вибрационной стойкостью.
Перейдя к Сплавам системы Al-Mg-Si
(в России эти сплавы называют авиалями,
а за рубежом – сплавами 6ХХХ серии) представлены
сплавами АВ, АД31, АД33 . Избыток кремния
в сплавах этой группы по сравнению с тем
его количеством, которое необходимо для
образования силицида магния, значительно
повышает прочность состаренного сплава.
Применяются для деталей средней прочности,
работающих при температурах от -70 до +50°С,
отличаются удовлетворительной обрабатываемостью
резанием в закаленном и состаренном состоянии,
что связано с присутствием добавок свинца
и висмута. Сплавы системы Al-Mg-Si-Cu наиболее
перспективны для замены сплавов типа
Д16 при изготовлении основных элементов
конструкции авиа- и ракетной техники.
В частности, преимуществами относительно
нового отечественного сплава 1370 являются
высокая коррозионная стойкость, технологическая
пластичность при горячей и холодной деформации,
значительные прочность и сопротивление
многоцикловой усталости.
Рисунок 1 - Микроструктура сплавов
системы Al-Mg-Si: а - Х 100; б - X 200
3.Технология изготовления
листа из алюминия
Способ изготовления
листового проката из алюминиевого сплава,
в соответствии с которым процесс ведут
в виде двух последовательностей непрерывных
операций в составе линии, включающей
в рамках первой последовательности непрерывную
горячую прокатку горячей алюминиевой
заготовки для уменьшения ее толщины и
свертывание ее в рулон, а в рамках второй
непрерывной последовательности операций
в составе линии - разматывание свернутой
в рулон заготовки и закалку до температуры,
необходимой для холодной прокатки, при
этом после непрерывной горячей прокатки
в рамках первой непрерывной последовательности
осуществляют закалку горячей заготовки
для снижения ее температуры, проводят
свертывание в рулон охлажденной заготовки,
а закалку в рамках второй непрерывной
последовательности осуществляют с предварительным
быстрым нагревом заготовки для отжига
и рекристаллизации без интенсивного
осаждения элементов в виде интерметаллических
соединений, проводимым после разматывания
заготовки, и немедленным быстрым охлаждением
отожженной заготовки для предотвращения
осаждения легирующих элементов. Технический
результат заключается в улучшении формуемости
банок из полученных листов и повышении
прочности.
Рисунок 2-Схема
листовой прокатки
3.1 Технология
производства банок
Лист попадает в пресс, который выбивает
из него кружки, служащие заготовками
для производства банок. Этот штамповальный
пресс производит две операции – он выбивает
диск диаметром в 95 миллиметров, и придает
ему чашевидную форму. Те отходы, которые
остаются от листа, прессуют, и отправляют
на алюминиевый завод для переработки
и изготовления новых алюминиевых рулонов.Чашки
же попадают в корпусо-образующую машину.
Она растягивает алюминий, образуя корпус
банки. В машину подается смазка, чтобы
алюминий не разрывался при растяжке.
Смазка одновременно выступает также
в роли охлаждающей жидкости, потому что
алюминий при обработке нагревается. После
того, как корпус сформирован, его края
очищаются и выравниваются.Затем банки,
перевернутые вверх дном, подаются на конвейере в моечную машину. Работа этой моечной машины делится
на шесть этапов. Первые два – мытье соляной
кислотой, при температуре в 60º С. Последние
четыре – мытье деионизированной водой
– «нейтральной» водой, с нулевым водородным
показателем, также при температуре 60º
С. Из моечной машины банки поступают в сушилку с обогревом горячим воздухом. Теперь
они блестят, потому что мытье соляной
кислотой удалило тонкий поверхностный
слой алюминия. Затем банки на конвейере
проходят под валиком, который покрывает
кольца на дне банок слоем лака. Это покрытие
позволяет банкам легко скользить на конвейерах
и торговых автоматах, а в ультрафиолетовых
лучах светится голубым светом.
Теперь на банки можно нанести надписи.
Нужные надписи наносятся с помощью ротационной
печатной системы. Она может наносить
по очереди до пяти красок. Затем наносится защитный слой лака. Нормальная скорость – одна тысяча
восемьсот банок в минуту. Затем банки
проносятся через сушильную камеру, в
которой краска моментально высыхает,
а защитный лак затвердевает. После этого
машина наносит лак на водяной основе
на внутренней поверхности банки. Он образует
барьер между кремом и алюминием, так как
препятствует коррозии алюминия изнутри,
от воздействия состава крема.
4.Технология изготовления
пластмасс
4.1 Пластмассы,
их классификация и физические
свойства
Пластмассы
представляют собой материалы, сложную
композицию высокомолекулярных соединений,
которые могут находится в аморфном и
кристаллической состоянии.Эти материалы
представляют собой группу органических
материалов, основу которых составляют
синтетические или природные смолообразные
высокомолекулярные вещества (полимеры),
способные при нагревании и давлении формоваться,
устойчиво сохраняя приданную им форму.
Средняя плотность пластмасс от 15 до 2200
кг/м3. Они обладают значительной прочностью
(предел прочности при сжатии 120...160 МПа,
при изгибе 40...60 МПа), хорошими теплоизоляционнымии
электроизоляционными качествами, коррозийной
стойкостью и долговечностью. По физическим
свойствам они могут быть подразделены
на : жесткие- имеющие незначительное удлинение,
называются пластиками, мягкие- обладающие
большим относительным удлинением , низкой
упругостью называют эластики.
4.2Технология изготовления
Пластмассы
изготовляют из связующего вещества-полимер,
наполнителя, пластификатора и ускорителя
отверждения. При изготовлении цветных
пластмасс в их состав вводят минеральные
красители. При изготовлении пластмасс
в качестве связующих веществ используют
синтетические смолы, синтетические каучуки
и производные целлюлозы, относящиеся
к высокомолекулярным соединениям полимерам. Переработка
в твердом состоянии состоит из следующих
этапов: резка, механическая обработка.
Получение неразъемных соединений: сварка,
пайка, склеивание.
К прочим
способам можно отнести: напыление, спекание
и др.
Прессование
– производство выполняется в металлических
пресс-формах с одной или несколькими
формовыми полостями - матрицами. В них
пластмасса подается в исходном состоянии
в виде порошков, таблеток. Под воздействием
тепла и давления пресс-материал заполняет
формирующие полости, приобретая требуемую
форму и размер, здесь же протекает процесс
полимеризации.
Список
использованной литературы:
1. Воскобойников В.Г.,
Кудрин В.А., Якушев А.М. Общая металлургия.-
М.: ИКЦ «Академкнига», 2004 г.– с. 139.
2. Информационный
центр "Free Patent" http://www.freepatent.ru/patents/2181149. Способ изготовления листового
проката из алюминиевого сплава.
3. А.Р. Луц, А.А. Суслина
Алюминий и его сплавы.- М: УДК 544-971.2, 2013 год-
с.55.
4. Кульман А.Г. Общая химия.- М.:" Колос",
1968. – с. 57.
5. Информационный
центр «Пластикс» ТЕХНОЛОГИИ
УСПЕХА.СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ЛИТЬЯ ПЛАСТМАСС №
6 (40), 2006.URl: http://plastics.ru/index.php?lang=ru&view=journal&category_id=72&year=2006&entry_id=409#begining
( ДАТА ОБРАЩЕНИЯ 19.04.14)