Попилов - Советы заводскому технологу
Л. Я. Попилов
СОВЕТЫ ЗАВОДСКОМУ ТЕХНОЛОГУ
СПРАВОЧНОЕ ПОСОБИЕ
ЛЕНИЗДАТ • 1975
Справочное пособие содержит несколько тысяч рецептов составов технологического назначения из числа применяемых на каждом промышленном предприятии при выполнении разнообразных операций (очистка, нанесение металлопокрытий, пайка, закалка, термохимическая обработка, литье, обработка давлением, электрохимическая обработка, чистовая отделка поверхностей, защита от коррозии и т. д.).
Во многих случаях рецепты сопровождаются данными о режимах их применения и свойствах исходных материалов. Собранные в книге воедино многочисленные рецептурные сведения почти по всем видам технологии обработки материалов, рассеянные по большому числу источников, иногда труднодоступных, значительно облегчат технологам и другим специалистам выбор оптимальных для конкретных условий составов, что может способствовать повышению эффективности многих технологических операций.
Книга предназначена для технологов, работников заводских лабораторий и специалистов отделов материально-технического снабжения промышленных предприятий различных профилей. Она может быть также весьма полезна рационализаторам, изобретателям, преподавателям профтехучилищ и других технических учебных заведений.
© Лениздат,
ПРЕДИСЛОВИЕ
Повседневная практическая деятельность технических руководителей производства в любой области промышленности — работников технологических отделов и служб, руководителей и специалистов общезаводских и цеховых лабораторий, начальников цехов и участков, мастеров и многих других инженерно-технических работников и новаторов производства независимо от области промышленности, в которой они заняты,— заключается в поиске оптимальных технологических решений и нахождении конкретных ответов на бесчисленное множество вопросов, ежечасно возникающих в практической деятельности цеха, участка, лаборатории, технического отдела.
Несмотря на чрезвычайное разнообразие возникающих вопросов, в первом приближении их содержание может быть сведено к нескольким общим группам, основными среди которых являются:
вопросы организации производства;
вопросы проектирования технологии и выбора оборудования;
вопросы выбора рациональных материалов технологического назначения.
Первые две группы вопросов, хотя и являются важнейшими для производства, разрешаются относительно просто благодаря наличию множества прототипов и с помощью знаний и опыта решающего их персонала, а также небольшого числа литературных источников.
Сравнительно несложно решается и значительная часть вопросов третьей группы, связанных с выбором и применением готовых материалов или полуфабрикатов, выпускаемых промышленностью, нормированных ГОСТами или ОСТами либо техническими условиями и обладающих постоянством состава и свойств, как, например, углеродистая сталь или серная кислота.
Значительно более трудоемким и сложным, как свидетельствует повседневная производственная практика, является разыскание сведений о свойствах, рецептах, особенностях приготовления и применения сложносоставных веществ и материалов, которые редко поставляются в готовом виде.
Примерами таких широко применяемых составов и продуктов могут служить: растворы для очистки, мойки, обезжиривания; электролиты для гальванического нанесения металлопокрытий; смазочно-охлаждающие жидкости для резания и обработки давлением; клеевые и герметизирующие композиции составы, используемые в литейно-формовочной технологии; смеси для термохимической обработки; полировально-шлифовальные смеси, припои и множество других.
Как правило, большинство подобных составов приготовляется непосредственно на месте потребления, и свойства и качество готового продукта во многом зависят от правильного выбора соотношений исходных веществ и приготовления. Однако и в тех случаях, когда тот или иной продукт поставляется в готовом виде, потребителю полезно знать составы этих веществ для сознательного выбора и применения.
В то же время поиск в литературных источниках и сбор необходимых сведений о свойствах таких составов чрезвычайно трудоемок и затруднителен, и практически для большинства производственников почти невозможен.
Изложенное выше обосновывает целесообразность и желательность создания практических справочных пособий, содержащих в сводном виде некоторый минимум сведений, пользуясь которыми можно получить необходимую отправную информацию, в частности основные данные о составе, не производя длительных и сложных поисков.
Предлагаемая вниманию читателей книга является первой попыткой создать подобное справочное пособие. В ней собрано несколько тысяч рецептов различных составов, находящих применение в повседневном обиходе всех отраслей производства, связанных с обработкой материалов, и в основном приготовляемых непосредственно на предприятии.
Следует заметить, что наиболее трудной и, безусловно, не разрешенной до конца задачей, стоявшей перед автором, являлась выработка оптимальных критериев отбора и классификации данных из практически неисчерпаемого обилия сведений, предоставляемых технической периодикой и патентной литературой, а также определение круга освещаемых вопросов с точки зрения их актуальности для читателя.
Автору представилось наиболее целесообразным ограничить круг рассматриваемых вопросов основными технологическими процессами, осуществляемыми в любом металлообрабатывающем производстве на пути превращения исходной заготовки в готовое изделие. Этим определилось содержание отдельных глав и последовательность их расположения, соответствующая следующим основным разделам производства: литейное производство (включая модельное и формовочное дело) — главы I, II, III; обработка металлов резанием и обработка металлов давлением (холодная и горячая) — глава IV; размерная химическая и электрохимическая обработка — глава V; термическая и термохимическая обработка — главы VI, VII; сварка и пайка металлов — главы VIII, IX; склеивание, уплотнение, герметизация—главы X, XI; чистовая механическая и химико-механическая обработка— глава XII; очистка поверхностей заготовок и изделий от загрязнений — глава XIII; химическая и электрохимическая обработка — глава XIV; химическое нанесение покрытий—глава XV; операции с использованием охлаждающих составов — глава XVI; гальваническое нанесение металлопокрытий— глава XVII.
Завершающие операции цикла изготовления машин — маркировка, окраска, контроль качества, консервация — в данной книге не нашли отражения, так как объем сведений о них чрезвычайно обширен и они требуют отдельного рассмотрения.
Также, учитывая их многовариантностъ, почти не приводятся данные о режимах работы и параметрах технологических процессов, за исключением тех случаев, когда значения этих параметров носят критический характер либо малоизвестны.
Читателю даются, однако, необходимые библиографические указания на основные литературные источники по этим вопросам. Полагая, что пользование материалами справочного пособия может значительно облегчить технологам выбор оптимальных составов и будет способствовать повышению эффективности и интенсификации многих технологических операций, автор считает, однако, необходимым предпослать изложению несколько замечаний.
Прежде всего — то, что пособие носит не технологический, а рецептурный характер, и его содержание рассчитано преимущественно на использование лицами, уже знакомыми с основами той или иной области технологии, к которой относятся соответствующие главы. Так, например, рецепты формовочных и стержневых смесей, противопригарных красок или кокильных обмазок приводятся в расчете на то, что ими воспользуется в первую очередь литейщик, хорошо знающий назначение подобных составов, практику их применения и основные приемы изготовления.
Точно так же рецепты электролитов для гальванопокрытий, растворов для травления и т. п. приводятся в расчете на их первоочередное использование опытным гальваником или химиком-технологом. Аналогичные замечания относятся в равной мере ко всем главам.
Вместе с тем сказанное выше не исключает возможности пользования приводимыми данными другими лицами и для других целей, например для определения номенклатуры или расхода материалов для той или иной операции; сопоставления уровня применяемой на данном предприятии технологии с рекомендуемой; расширения кругозора в области- современного материаловедения и т. д.
Следует указать также, что во многих разделах справочного пособия приводится ряд вариантов составов одинакового назначения (например, составы формовочных смесей, составы электролитов для нанесения покрытий и др.). Это обусловлено, с одной стороны, стремлением облегчить выбор рецепта, учитывающего наличие тех или иных исходных материалов, с другой — тем, что применимость того или иного состава определяется не только соотношением его компонентов, но и многими другими факторами местного значения, учет которых в общем виде невозможен.
В числе замечаний общего характера следует также упомянуть о необходимости внимательного отношения к рецептурным данным при их воспроизведении, с точки зрения точного соблюдения количественных соотношений. Отклонения в пределах нескольких процентов от приводимых величин, как правило, не имеют значения в составах, изготовляемых на материалах технической чистоты («технический продукт» по ГОСТу), и вполне допустимы, кроме особо оговариваемых случаев.
Однако источником ошибок может явиться применение исходных материалов без учета наличия в них связанной или гигроскопической воды вместо безводных или сухих, предусмотренных рецептурной прописью (и наоборот), либо применение исходных материалов одноименного названия, но без учета указаний на их качество по ГОСТу или ТУ (например, параксилол вместо ортоксилола или ферросилиаий-45 вместо ферросилиция-75 и т. п.).
Постоянное внимание должно быть также обращено на правильность часто проводящихся при воспроизведении рецептурных прописей пересчетов из величин массы или веса в объемные величины, и наоборот.
Для удобства читателей, желающих расширить объем своих знаний по интересующим их вопросам, в конце каждой главы указаны классификационные индексы МКИ (Международной классификации изобретений) и УДК (Универсальной десятичной классификации). Пользование индексами МКИ помогает разысканию интересующих читателя сведений по конкретному вопросу в патентной литературе, в частности в официальном бюллетене «Открытия, изобретения, промышленные образцы», а индексы УДК определяют местонахождение литературных источников при обращении в библиотеку и облегчают их получение.
Учитывая все возможное несовершенство данной книги, автор все же надеется, что и в настоящем виде она явится полезным пособием для широкого круга заводских технологов и других работников производственных предприятий.
При подборе материалов и подготовке рукописи к изданию большую помощь автору оказала канд. техн. наук Э. П. Лисовская, которой автор приносит свою глубокую благодарность.
ГЛАВА 1
СОСТАВЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В МОДЕЛЬНОМ ДЕЛЕ
Изготовление деталей и изделий отливкой из расплавов — один из наиболее распространенных в промышленности технологических процессов — основа литейного производства. Существенным элементом литейной технологии является создание модели будущего изделия, по которой изготовляют форму, подлежащую заливке расплавленным металлом- Изготовление литейных моделей — модельное дело — обширный раздел технологии литейного производства, имеющий свои приемы выполнения операций, свои особенности и использующий большое разнообразие материалов в различных сочетаниях.
В этой главе приводятся некоторые сведения о составах и свойствах разнообразных, преимущественно новых, композиций, применяемых в модельном деле для изготовления различных видов модельной оснастки (моделей, стержневых ящиков и др.).
Приводимые рецепты представляют лишь небольшую часть составов, имеющих практическое применение. Различные варианты возможных композиций вместо одной двух рекомендуемых даются для того, чтобы технолог, мастер или исследователь, работающие в области модельного дела и знакомые с его основами, имели достаточный материал для выбора и отправные данные для самостоятельной разработки оптимальных составов применительно к конкретным условиям.
Собранные здесь сведения могут в определенных условиях служить также полезным справочным материалом при оперативном решении разнообразных технологических задач или при постановке опытно-исследовательских работ, избавляя специалистов от необходимости разыскания нужных сведений, разбросанных в большом числе источников.
Изготовление деталей (изделий) отливкой всегда требует наличия формы, представляющей собой точную обратную (негативную) копию будущего изделия. В свою очередь для получения формы необходимо иметь прямую копию будущей детали, называемую моделью. В редких случаях роль модели может выполнять готовая деталь (изделие), если она уже имеется.
В зависимости от материала, из которого готовят модель, и способа ее использования различают модели постоянные (многократные), используемые до естественного износа, и модели разовые (однократные), удаляемые из формы перед заливкой металла (выплавляемые, растворяемые) либо уничтожаемые в процессе заливки формы расплавленным металлом (газифицируемые).
Постоянные (многократные) модели изготовляют из древесины, металлов, пластических масс. Технология их изготовления («модельное дело») хорошо изучена и подробно освещена в литературе. Здесь приводится лишь краткий перечень некоторых (новых) модельных составов на основе синтетических смол, которые находят все более широкое применение в литейном деле при изготовлении постоянных моделей.
1. СОСТАВЫ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОСТОЯННОЙ МОДЕЛЬНОЙ ОСНАСТКИ ИЗ ПЛАСТМАСС
Модельная оснастка (модели, стержневые ящики) из пластических масс является наиболее прогрессивным видом оснастки, так как трудоемкость ее изготовления во много раз (5—20) ниже, чем деревянной либо металлической, а стойкость и срок службы не уступают стойкости металлических моделей.
Составы на основе фураново-эпоксидных смол. Хорошо зарекомендовали себя на практике в качестве материалов модельной оснастки композиции на основе фураново- эпоксидных смол типа 41-ФАЭД. Эти смолы дешевле и более теплостойки, чем эпоксидные смолы, обладая в то же время достоинствами последних.
Приготовление композиций, рецепты которых приводятся ниже, осуществляется в следующем порядке.
Смолу ЭД-6 подогревают до 70—80 оС для расплавления и смешивают с мономером ФА. В смесь смол вливают дибутилфталат, предварительно нагретый в течение 20—30 мин при 80—85 оС для удаления летучих. Повышают температуру смеси до 120° С, перемешивают ее в вакуумсмесителе при давлении 500—600 мм рт. ст. и в два приема вводят в нее наполнитель, продолжая перемешивание. За 5—10 мин до заливки форм в смесь добавляют отвердитель (бензолсульфокислоту или полиэтиленполиамин) и перемешивают еще 3— 5 мин. Приготовленную композицию необходимо немедленно использовать, так как она быстро затвердевает.
...