Содержание
1. Металлургическое производство
1.1 Производство меди
2. Разработка технологического процесса получения отливки методом литья в разовые литейные формы
2.1 Для детали необходимо получить заготовку методом литья в разовую песчано-глинистую форму
2.2 Разработка чертежа модельно литейных указаний
2.3 Разработка чертежа модели, стержня и стержневого ящика
3. Разработать технологический процесс получения поковки
3.1 Исходные данные
3.2 Определение припусков и разработка чертежа поковки
3.3 Определение массы, размеров и вида исходной заготовки
3.4 Определение технико-экономических показателей разработанной поковки
3.5 Определить температурный режим ковки и тип нагревательного устройства
3.6. Выбор оборудования для формообразования поковки
3.7. Разработка технологической схемы формообразования поковки
3.8. Устройство камерной печи
3.9. Основные операции ковки и применяемые инструменты
3.10. борудование для ковки
4. Исходные данные
4.1 Технологические методы обработки поверхностей 1, 2, 3, применяемое оборудование, режущий инструмент и приспособления для закрепления заготовки
4.2 Схема обработки поверхности 1
4.3 Расчёт режимов резания для обработки поверхности 2
4.4 Эскиз режущего инструмента, применяемого при обработке поверхности
Медь в промышленной классификации металлов образует совместно со свинцом, цинком и оловом группу основных тяжелых цветных металлов. К этой же группе под названием младшие (малые) относятся также висмут, сурьма, ртуть, кадмий, кобальт и мышьяк.
История развития металлургии меди. Медь относится к числу восьми (Cu, Au, Ag, Sn, Pb, Hg, Fe, и Sb) известных с древнейших времен металлов. Использованию меди способствовало то, что медь встречается в свободном состоянии в виде самородков. Масса наиболее крупного из известных самородков меди составляла около 800 т. Поскольку кислородные соединения меди легко восстанавливаются, а металлическая медь имеет сравнительно невысокую температуру плавления (1083 °С), древние мастера научились плавить медь. Вероятнее всего это произошло в процессе добычи самородной меди на рудниках.
Научились также выплавлять медь из богатых, отобранных вручную окисленных руд. Вначале плавку проводили, загружая на раскаленные угли куски руды. Затем стали делать кучи, складывая послойно дрова и руду. Позднее слон дров и руды начали помещать в ямы, подавая воздух для горения топлива по деревянным трубкам, заложенным в борта ямы. Полученный в яме слиток (крицу) меди по окончании плавки вынимали и проковывали.
По мере роста потребности в металле возникла необходимость увеличить выплавку меди за счет увеличения производительности плавильных устройств. Для этого начали увеличивать объем ям, выкладывая их борта из камня, а затем и из огнеупорного кирпича. Высоту стен постепенно увеличивали, что привело к появлению первых металлургических печей с вертикальным рабочим пространством. Такие печи являлись прототипом шахтных печей; они получили название домниц. Домницы в отличие от ям выдавали медь и получающийся шлак в жидком виде.
Роль меди в становлении человеческого общества и развитии его материальной культуры исключительно велика, недаром целые исторические эпохи развития человечества получили название "медный век" и "бронзовый век".
Изделия меди и бронзы были найдены при археологических раскопках в Египте, Малой Азии, Палестине, Мессопотамии и в Центральной Европе.
В глубокую древность уходит начало производства меди и на территории нашей страны. Искусными металлургами были скифы. Получило развитие производство меди в государстве Урарту на территории современной Армении. Оно снабжало медью Ассирию, Вавилон и древнюю Персию.
Кустарное производство меди было широко распространено в Киевской Руси и Великом Новгороде (по реке Цильме).
Первый медеплавильный завод на территории княжеской Руси был построен в 1640 г. стольником Стрешневым у Пыскорского монастыря в районе г. Соликамска. Упоминается также о постройке в 1669 г. медного завода в Олонецкой губернии.
Большое развитие медная промышленность России получила в начале XVIII в. По инициативе Петра Первого, который всячески поощрял развитие горного дела, в те времена на Урале было построено 29 медеплавильных заводов. Частным предпринимателям (Демидовы, Строгановы) для постройки горнопромышленных предприятий выдавали денежные средства, выделяли огромные участки земли. Наряду с частными строились также и казенные заводы. Многие из них по тому времени имели передовую технику, в частности широко использовали водяной привод. Россия заняла в XVIII в. первое место в мире по производству меди. Поставляемая во многие страны медь отличалась высоким качеством.
В XIX в. и начале XX в. Россия постепенно утратила свое ведущее положение по производству меди. Многие рудники и предприятия были отданы в концессии иностранным фирмам. Даже мизерные потребности в меди отсталой царской России удовлетворялись примерно на 70%. Во время первой мировой, а затем гражданской войн медная промышленность пришла в полный упадок. Рудники были затоплены, заводы остановлены и частично разрушены.
Высокими темпами развивается в последние годы медная промышленность в ряде капиталистических и развивающихся стран. Добыча и переработка медных руд осуществляется фактически на всех континентах земного шара.
После окончания второй мировой войны стала очень бурно развиваться медная промышленность Японии и ФРГ, несмотря на то, что эти страны практически не имеют собственных запасов сырья. Япония, производившая до войны всего 80 тыс. т меди, увеличила выпуск рафинированной меди более чем до 1 млн. т и заняла второе место в капиталистическом мире. Необходимость увеличения собственного производства меди в этой стране диктуется общими задачами развития промышленности и является ярким подтверждением роли меди в современном техническом прогрессе.
Физико-химические свойства меди и области её применения. В Периодической системе элементов Д.И. Менделеева медь расположена в I группе. Как элемент I группы медь при высоких температурах преимущественно одновалентна, однако ее наиболее распространенным в природе и более устойчивым при низких температурах является двухвалентное состояние.
Ниже приведены важнейшие физико-химические свойства меди:
Порядковый номер 29
Атомная масса 63,546
Конфигурация электронной оболочки 3d№є4s№
Потенциал ионизации, эВ:
Первый 7,72
Второй 20,29
Третий 36,83
Ионный радиус, м 10ˉ№є 0,80
Температура плавления, єC 1083
Температура кипения, єC 2310
Плотность, кг/мі:
При 20 єC 8940
В жидком состоянии 7960
Скрытая теплота плавления, кДж/кг 213,7
Давление пара, Па (1080єC) 0,113
Удельная теплоёмкость при 20 єC, кДж/ (кг град) 0,3808
Теплопроводность при 20 єC, Дж/ (см · с · град) 3,846
Удельное электрическое сопротивление при 18 єC,
Ом · м · 10ˉ№є 1,78
Нормальный потенциал, В +0,34
Электрохимический эквивалент, г/ (А · ч) 1,186
Медь является мягким, вязким и ковким металлом красного цвета, легко прокатывающимся в тонкие листы. По электропроводности она уступает только серебру.
В химическом отношении медь - малоактивный металл, хотя и соединяется непосредственно с кислородом, серой, галогенами и некоторыми другими элементами.
При обычной температуре сухой воздух и влага в отдельности не действуют на медь, но во влажном воздухе, содержащем СО2, медь покрывается защитной зеленой пленкой основного карбоната [CuСОз • Cu (ОН) 2], являющегося ядовитым веществом.
В ряду напряжений медь располагается правее водорода - её нормальный потенциал равен +0,34 В. Поэтому в растворах таких кислот, как соляная и серная, в отсутствие окислителя медь не растворяется. Однако в присутствии окислителя и в кислотах, одновременно являющихся окислителями (например, азотная или горячая концентрированная серная), медь растворяется легко.
В присутствии кислорода и при нагревании медь хорошо растворяется в аммиаке, образуя устойчивые комплексные соединения
Cu (NH3) C03 и Сu2 (МН3) 4СОз.
При температурах красного каления медь окисляется с образованием оксида СuО, который при 1000-1100°С полностью диссоциирует по реакции: 4СuО= 2Cu2O + О2.
Оба оксида меди легко восстанавливаются при температуре около 450 °С и малой концентрации восстановителя.
С серой медь может образовывать два сульфида: сернистую (CuS) и полусернистую (Cu2S) медь. Сернистая медь устойчива лишь при температурах ниже 507 °С. При более высоких температурах она разлагается на полусернистую медь и элементарную серу:
4CuS=Cu2S + S2.
Таким образом, при температурах пирометаллургических процессов из оксидов и сульфидов фактически могут существовать только Си2О и Cu2S, в которых медь одновалентна.
Медь и ее сульфид являются хорошими коллекторами (растворителями) золота и серебра, что делает возможным высокое попутное извлечение благородных металлов при производстве меди.
Кроме благородных металлов, медь способна сплавляться со многими другими металлами, образуя многочисленные сплавы.
Ниже приводится приблизительный состав некоторых сплавовна основе меди,%*: бронза (обычная) - 90 Си, 10 Sn; латунь (обычная) - 70 Сu, 30 Zn; мельхиор - 68 Сu, 30 Ni, IMn, IFe; нейзильбер - 65 Сu,20 Zn, 15 Ni; константан - 59 Сu, 40 Ni, IMn. Для изготовления украшений пригоден золотистый сплав, содержащий,%: 85 Сu, 12 Zn, 2 Sn.
Перечисленные выше характерные свойства меди обусловливают многочисленные области ее применения. Основными потребителями меди и ее соединений являются:
1) электротехника и электроника (провода, кабели, обмотки электродвигателей, токопроводящие шины, детали радиоэлектронных приборов, печатные схемы и др.);
2) машиностроение (теплообменники, опреснительные установки и др.);