МЕТОДИКА РАСЧЕТА НОРМАТИВОВ ПОТЕРЬ ПРИ ЛИТЬЕ

Козакова Л. В., Михайлова Н. С., Параничева Г. Г., Старченко И. П.


При разработке расчетного метода определения нормативов потерь драгоценных металлов было изучено влияние различных факторов на величину потерь при литье. Для этого на ЛПО «Русские самоцветы» проводилась экспериментальная работа, заключавшаяся в учете и анализе движения драгоценных металлов на литейном участке при изготовлении изделий различных шифров. Для анализа были выбраны изделия, преобладавшие в номенклатуре литейного участка (табл. 1).

Таблица 1

Удельный вес изделий различных шифров в месячном балансе литейного участка (ЗлСрМ 583-80)

Шифр изделия Вид изделия Масса шихты
на все плавки данного шифра, г переработанная на участке, г данного шифра в % к общей массе шихты
04040 Каст 24240,00 112531,20 21,54
04041 » 22140,64 19,68
06074 Ободок 8060,00 7,16
07106 Кулон 2920,00 2,60
03129 Ободок 2282,00 2,03
Итого 59642,64 - 53,00

Удельный вес анализируемых изделий в общем объеме продукции, выпущенной литейным участком, составил более 50%, что позволило получить достоверные данные, пригодные для нормативных расчетов.

В результате проведенной работы было установлено, что потери драгоценных металлов, образующиеся при литье, лимитируются четырьмя составляющими:

  • отливке блока изделий и очистке его от формовочной массы;

  • при размонтировке блока изделий;

  • при откусывании и опиловке литников;

  • анодном травлении отливок.

Величина потерь при отливке блока изделий и очистке его от формовочной массы зависит от массы переработанной шихты, качества формовочной массы, качества формовки, от техники отливки и степени сбора отходов.

Экспериментальным путем установлена зависимость массы потерь на данном технологическом переходе от массы шихты. График этой зависимости представляет собой прямую линию, проходящую через начало координат и описываемую уравнением

где Мпот, Мших — масса потерь и шихты, г.

Величина потерь при размонтировке блока с изделиями обусловлена количеством изделий на стояке и площадью поперечного сечения литника.

Для определения зависимости массы потерь от количества изделий на стояке были проанализированы плавки, для которых масса блока изделий была постоянной, а менялось количество изделий на стояке. Фактические данные приведены в табл. 2.

Таблица 2

Фактические потери при размонтировке блока изделий

Шифр изделия Категория сложности изделия Удельная поверхность 1 отливки, мм2 Средние фактические потери на одну плавку, г
06074 0,78 0,02
03129 1,50 0,03
04040 1,90 0,03
04041 1,90 0,03
03013 2,90 0,04

По данным табл. 2 видно, что масса потерь при размонтировке блока увеличивается с увеличением количества изделий на стояке и повышением удельной поверхности отливок.

Для определения зависимости величины потерь от площади среза литника рассматривались плавки, для которых масса блока изделий и количество изделий на стояке были постоянны, а поперечное сечение литника менялось. При этом было установлено, что потери пропорциональны квадрату площади среднего поперечного сечения литника и общая зависимость массы потерь при размонтировке блока изделий от количества изделий на стояке площади среза литника выражается формулой

где S — площадь среднего поперечного сечения литника, мм2;

m — количество изделий на стояке, шт.

Величина потерь при откусывании и опиловке литников обусловлена теми же факторами, что и при размонтировке блока изделий, однако по абсолютной величине она больше, так как включает дополнительные потери, образующиеся при опиловке литников.

Зависимость величины потерь при откусывании и опиловке литников в зависимости от площади среза литника и количества изделий на стояке выражается формулой

Величина потерь при анодном травлении изделий определяется: массой снятого металла, т. е. в конечном итоге пропорциональна массе переработанной шихты, что было подтверждено экспериментальными данными.

Зависимость массы потерь от массы шихты выражается следующей формулой:

Таким образом, в результате проведенной экспериментальной работы и анализа полученных данных были определены все составляющие массы потерь (на одну плавку) и общая формула зависимости массы потерь от массы шихты, площади поперечного сечения литников и количества изделий на стояке

Подставив в эту формулу значения массы потерь на различных технологических переходах, получаем

Норматив потерь НП при литье определяется как отношение массы потерь к массе переработанной шихты

Кроме перечисленных факторов, на величину потерь при литье существенное влияние оказывает сложность изделия (отливки). Можно предположить, что сложность изделия будет влиять на две составляющие массы потерь, зависящие от конфигурации изделий, т. е. на массу потерь при отливке блока изделий и анодном травлении отливок. При расчете, массы потерь при размонтировке и опиловке литников сложность изделия уже учитывается, так как сложностью изделия определяется и количество изделий на стояке и размеры литника.

С учетом фактора сложности конфигурации изделий формула величины потерь при литье принимает вид

где Ксл — коэффициент сложности.

Подставив значение массы потерь в предыдущую формулу, получаем формулу для расчета норматива потерь при литье

Приведенные коэффициенты рассчитаны для литья изделий из сплава ЗлСрМ 583-80.

В общем виде для литья ювелирных изделий из любого сплава формула принимает вид

где Р, N — коэффициенты прочности сплава и пропорциональности соответственно. Значения коэффициентов Р и N приведены в табл. 3.

Таблица 3

Значения коэффициентов Р и N

Коэффициент Вид сплава
золото серебро
375° 583° 750° 875° и 916°
Пробности сплава Р 0,12 0,10 0,04 0,22
Пропорциональности N 0,06 0,06 0,06 0,11

Значения коэффициента сложности КСл даны в табл. 4.

Таблица 4

Коэффициенты сложности отливок ювелирных изделий

Группа Вид Описание Коэффициент сложности
Изделия из сплавов золота
1 a Цельнолитые массивные кольца простой формы массой более 10 г 0,45
b Гладкие плоские элементы ювелирных изделий, ободки колец, цельнолитые кольца простой формы. Линейный размер поперечного сечения (толщина сечения) отливок не более 1,0 мм 0,70
2 a Отдельно отливаемые касты, касты-венчики с толщиной сечения более 0,6 мм 1,00
b Отливаемые отдельно мелкие детали весом до 0,8 г с толщиной сечения более 0,6 мм 1,00
3 Объемные детали ювелирных изделий с рельефным рисунком кулоны, верхушки, серьги), цельнолитые кольца с ажурной шинкой, с развитыми кастами. Толщина сечения отливок этой группы — не менее 0,6 мм 1,10
4 Объемные ювелирные изделия высокой сложности с глубоким рельефом, с ажурными элементами сканью диаметром менее 0,6 мм 1,35
Изделия из сплавов серебра
1 a Массивные элементы изделий посудной группы простой формы массой более 10 г, заливаемые через центральный стояк 0,45
b Гладкие элементы ювелирных изделий, ободки колец, цельнолитые кольца простой формы плоские гладкие элементы запонок, брошей кулонов 0,70
2 Рельефные элементы ювелирных изделий, не имеющие глубоких поднутрений и ажурных частей — касты, накладки, броши (детали, модели которых сравнительно легко извлекаются и пресс-формы) 1,00
3 a Объемные детали ювелирных изделий с глубоким рельефным рисунком, цельнолитые кольца ажурной шинкой, с развитыми кастами. Толщина сечений элементов отливок этой группы не менее 6,5 мм 1,10
b Длинномерные элементы изделий посудной труппы, заливаемые через коллекторную литниковую систему (фасонные ручки вилок, ложек) 1,15
4 Объемные ювелирные изделия высокой сложности с глубоким рельефом, ажурными элементами, сканью диаметром менее 0,5 мм. 1,35

Выведенная формула позволяет применить единый способ расчета нормативов потерь при отливке изделий любой конфигурации, который ранее не применялся, и каждый завод рассчитывал нормативы потерь при литье путем традиционно сложившегося подхода.

ЛИТЕРАТУРА

1. ВНИИювелирпром. Отчет по теме № 1270 529790. Л., 1977. Разработка единых пооперационных нормативов потерь и отходов драгоценных металлов при изготовлении ювелирных изделий.

2. ВНИИювелирпром. Отчет по теме № 1270 601870. Л., 1978. Разработка и внедрение технологических режимов центробежного литья для ювелирных изделий различной сложности из сплавов золота.