Разработка и внедрение боратфосфатных связующих для формовочных и стержневых смесей, противопригарных и теплоизоляционных покрытий тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Жирков Евгений Николаевич

• Жирков Евгений Николаевич
• кандидат наук
• 2023

Оглавление диссертации кандидат наук Жирков Евгений Николаевич

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

1.1. Способы улучшения свойств формовочных и стержневых смесей, противопригарных и теплоизоляционных покрытий

1.2. Дефекты отливок из различных сплавов и пути их устранения

1.3. Выводы по главе

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАЗРАБОТКИ ФОРМОВОЧНЫХ И СТЕРЖНЕВЫХ СМЕСЕЙ, ПРОТИВОПРИГАРНЫХ И ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ ПОКРЫТИЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ БОРАТФОСФАТНЫХ СВЯЗУЮЩИХ

2.1. Этапы формирования свойств формовочных и стержневых смесей, противопригарных и теплоизоляционных покрытий с применением боратфосфатных связующих

2.2. Исследование и разработка боратфосфатных формовочных и стержневых смесей с применением лигносульфонатов

2.3. Исследование и разработка аминоборатфосфатных связующих для приготовления формовочных и стержневых смесей

2.4. Влияние борной, борофосфорной, борофосфористой кислот и метаборатов лития, натрия и калия на свойства фосфатных холоднотвердеющих смесей

2.5. Выводы по главе

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ ВЫСОКОТЕРМОСТОЙКИХ ПРОТИВОПРИГАРНЫХ ПОКРЫТИЙ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ОТЛИВОК ИЗ РАЗЛИЧНЫХ СПЛАВОВ

3.1. Исследование и разработка противопригарных покрытий при получении отливок из различных сплавов

3.2. Влияние боратфосфатных связующих на свойства стержневых смесей с органическими связующими

3.3. Исследование и разработка высокотермостойких теплоизоляционных покрытий с применением магнийфосфатных и боратфосфатных связующих

3.4. Управление структурой поверхностного слоя чугунных отливок с применением боратфосфатных противопригарных покрытий

3.5. Выводы по главе

ГЛАВА 4. ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ И ВНЕДРЕНИЕ БОРАТФОСФАТНЫХ СМЕСЕЙ И ПОКРЫТИЙ ПРИ ПОЛУЧЕНИИ ОТЛИВОК ИЗ РАЗЛИЧНЫХ СПЛАВОВ

4.1. Разработка и внедрение боратфосфатных противопригарных покрытий с применением активированных графитов

4.2. Разработка и внедрение технологии изготовления отливок сложных конфигураций из титановых сплавов с применением боратфосфатных связующих

4.3. Разработка и внедрение торфосодержащих смесей для теплоизоляции прибылей с использованием аминоборатных комплексов

4.4. Оценка экологической безопасности разработок

4.5. Оценка экономической эффективности разработок

4.6. Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

165

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка и внедрение боратфосфатных связующих для формовочных и стержневых смесей, противопригарных и теплоизоляционных покрытий»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность и степень разработанности темы исследования.

Актуальной задачей развития литейного производства является повышение качества отливок за счет улучшения свойств применяемых формовочных, стержневых смесей, противопригарных и теплоизоляционных покрытий.

Весомый вклад в развитие теории и практики использования неорганических связующих (жидкое стекло, металлофосфаты) внесли отечественные ученые: К.А. Батышев, П.А. Борсук, Ю.П. Васин, И.В. Валисовский, Е.С. Гамов, С.П. Дорошенко, С.С. Жуковский, И.Е. Илларионов, Н.А. Кидалов, Б.А. Кулаков, И.О. Леушин, В.В. Петров, С.С. Ткаченко и другие.

За рубежом и в России получили распространение:

1. Альфа-сет процесс, основанный на применении щелочной смолы фенольного класса и отвердителей на базе смеси органических эфиров.

2. Холоднотвердеющие смеси (ХТС) на базе фурановых, карбамидофурановых и фенолофурановых смол с различными отвердителями.

3. Бета-сет-процесс, основанный на применении фенольной щелочной смолы, отверждаемой продувкой газообразным метилформиатом.

4. Колд-бокс-амин-процесс, основанный на применении фенольно-изоцианатного связующего и отверждаемый при продувке триэтиламином, триметиламином, диметилэтиламином.

5. Резол-СО2-процесс, основанный на применении фенольной ощелоченной смолы типа «Экофен» с продувкой углекислым газом. Данный процесс разработан взамен жидкостекольным смесям, отверждаемым продувкой углекислым газом.

Однако перечисленные процессы имеют свою определенную область использования, в которой реализуются их технические, экономические и экологические преимущества, но и некоторые недостатки, к которым можно отнести высокую стоимость, малый срок хранения, канцерогенность и др. При нагреве форм и стержней до 400-800 °С выделяются: фенол, бензол, толуол, крезол,

формальдегид, аммиак и др. газы. При 800-1200 °С выделяются: углекислый газ, угарный газ, углеводороды, сернистый газ и азот.

Среди связующих наиболее дешевым и доступным является жидкое стекло, но затрудненная выбиваемость стержней из отливок и плохая регенеруемость смесей сдерживает его применение.

Большое распространение в литейном производстве получили металлофосфатные связующие материалы для производства отливок из чугуна, стали, титановых и других сплавов. В данном направлении известны работы профессоров Е.С. Гамова, С.С. Жуковского, И.Е. Илларионова, Л.Г. Судакас и др.

Научные труды д.т.н., профессора Е.С. Гамова посвящены исследованию и разработке кристаллогидратных самотвердеющих смесей и холоднотвердеющих песчано-феррифосфатных смесей, а также пластичных смесей на основе железорудных концентратов.

Опубликованные научные работы профессора, д.т.н. С.С. Жуковского посвящены разработкам холоднотвердеющих смесей с применением фосфатных связующих на основе ортофосфорной кислоты и отходов прокатного, кузнечного и других производств.

Диссертационная работа д.т.н., профессора И.Е. Илларионова посвящена разработке интенсивных технологий и оптимизации составов активированных песчано-глинистых и фосфатных смесей, теоретических и технологических основ получения активированных фосфатных связующих, формовочных и стержневых смесей.

Профессор, д.х.н. Л.Г. Судакас исследовал вопросы твердения и закономерности проявления вяжущих свойств в фосфатных системах.

Общими недостатками смесей, разработанных профессорами И.Е. Илларионовым, Е.С. Гамовым и С.С. Жуковским, являются их малая живучесть смесей, нестабильность скорости отверждения из-за применяемых отходов прокатного, кузнечного и других производств.

Таким образом, по-прежнему нерешенной остается не решенной проблема повышения технологичности стержневых и формовочных смесей,

противопригарных и теплоизоляционных покрытий, применяемых в производстве отливок из черных и цветных металлов и сплавов.

Целью диссертационной работы является разработка и внедрение боратфосфатных связующих для формовочных и стержневых смесей, противопригарных и теплоизоляционных покрытий при производстве отливок из чугуна, стали и титановых сплавов, характеризующихся стабильностью сохранения связующих свойств, экологичностью, экономичностью и обеспечивающих улучшение выбиваемости и регенеруемости смеси, а также снижение пригарообразования и трещинобразования в отливках.

Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:

1) проведение информационно-аналитического обзора применения органических и неорганических связующих материалов для повышения качества выпускаемых отливок;

2) разработка составов боратфосфатных связующих, формовочных и стержневых смесей, противопригарных и теплоизоляционных покрытий, определение их свойств;

3) проведение лабораторных испытаний, разработанных боратфосфатных смесей и покрытий;

4) проведение ИК-спектроскопических исследований структуры разработанных боратфосфатных связующих с целью выявления особенностей их строения и взаимодействия с компонентами смесей и покрытий;

5) теоретическая оценка механизма работы боратфосфатного связующего в составах формовочных и стержневых смесей, противопригарных и теплоизоляционных покрытий;

6) проведение опытно-промышленного опробования и внедрения разработанных технологий в условиях действующего производства;

7) оценка экологической безопасности разработанных технологических решений.

8) оценка экономической эффективности разработанных технологий получения смесей, покрытий и отливок из чугуна, стали и титановых сплавов;

Сформулированные задачи имеют решение и приведены в содержании диссертационной работы.

Объект исследования - композиции смесей и покрытий на основе боратфосфатных связующих.

Предмет исследования - боратфосфатные связующие, их состав, свойства и закономерности поведения при использовании композиций (смесеприготовле-ние) и применении для производства отливок.

Научная новизна работы.

1. На основе ИК-спектроскопических исследований установлено, что механизмом взаимодействия составляющих боратфосфатных связующих является протонирование более сильной фосфорной кислотой атомов кислорода более слабой борной кислоты с образованием оксониевых соединений. При этом происходит участие связи Р=О в образовании комплекса соединений.

2. Впервые разработана диаграмма растворимости системы Н3ВО3-Н3РО3-Н2О при 50 °С состояния боратфосфатных связующих в зависимости от их содержания, позволяющая установить состав нового боратфосфатного соединения, которое применяется в дальнейших разработках как компонент с составом 43, 06 масс.% Н3ВО3 и 56, 93 масс.% Н3РО3 при разработке формовочных и стержневых смесей, противопригарных и теплоизоляционных покрытий.

Теоретическая и практическая значимость работы

1. В ходе изучения систем Н3ВО3-Н3РО4-Н2О и Н3ВО3-Н3РО3-Н2О при 50 °С методами физико-химического анализа установлено образование комплексных соединений борофосфорной (состава Н3ВО3Н3РО4) и борофосфористой кислот (состава Н3ВО3 Н3РО3). Выполненные исследования позволили разработать диаграмму растворимости системы Н3ВО3-Н3РО3-Н20 при 50 °С, позволяющий установить состав нового боратфосфатного соединения Н3ВО3Н3РО3, которое в дальнейших разработках применяется с составом 43, 06 масс. % Н3В03 и 56, 93 масс. % Н3Р03 как компонент формовочных и стержневых смесей, противопригарных и теплоизоляционных покрытий литейных форм.

2. Установлена стадийность процесса формирования качественного поверхностного слоя литейных стержней и форм. На первой стадии происходит формирование свойств в жидком, жидко-твердом и твердом состояниях. На второй стадии протекает процесс формирования структуры смесей и покрытий в период их высушивания или отверждения за счет протекания физико-химического взаимодействия между составляющими смесей и покрытий.

3. ИК-спектроскопическими исследованиями установлено, что в спектре борофосфорной кислоты отсутствуют полосы поглощения 1000 см -1 и ослаблена полоса поглощения в области 1160 - 1280 см -1, V (Р=О) характерные для фосфорной кислоты. Полосы поглощения, характерные для борной кислоты, мало деформированы, и дополнительно наблюдается широкая и узкая полоса поглощения 1030 - 1080 см -1, которую можно отнести к фрагменту Н2РО4 В связи с этим можно сделать вывод о том, что в ходе образования комплекса координация бора не изменяется. Механизмом взаимодействия является протонирование более сильной фосфорной кислотой атомов кислорода более слабой борной кислоты с образованием оксониевых соединений. Это свидетельствует об изменении координации бора и участии связи Р=О в образовании комплекса соединений.

4. Разработаны боратфосфатные формовочные и стержневые смеси следующего компонентного состава, масс. %: метабораты лития, натрия и калия с раствором лигносульфоната (ЛС) в жидком виде (МБЛ + ЛС), (МБН + ЛС) или (МБК + ЛС) в количестве 10 - 15, каолиновая глина - 5 - 7, кварцевый песок -остальное. При этом раствор ЛС применяется в жидком виде с массовой долей сухих веществ не менее 50 %. Метабораты лития, натрия и калия повышают связующее и прочностные свойства смесей на 30 - 50 % через 24 часа выдержки образцов на воздухе (патент РФ № 2696803).

5. Впервые в практике литейного производства на основе выполненных исследований разработаны аминоборатфосфатные связующие и смеси, а также противопригарные и теплоизоляционные покрытия, способствующие снижению пригарообразования в среднем на 35 % и работы выбивки в 2 раза, образованию

трещин на 69 %, улучшению регенирируемости на 87 %, снижению газовыделений и полному отсутствию газовых раковин в отливках (патенты РФ № 2696803 и 2759346).

6. Полученные результаты научных исследований опробованы и внедрены в условиях производства различных отливок из стали, чугуна и титановых сплавов на Зеленодольском заводе им. А.М. Горького. Годовой экономический эффект составляет более 17,5 млн руб.

Методология и методы исследования. Для решения поставленных задач в диссертационной работе использовались эксперименты в пассивном их исполнении как методы, позволяющие исследовать свойства боратфосфатных соединений на предмет их применения в формовочных и стержневых смесях, а также противопригарных и теплоизоляционных покрытиях. Для выявления значимости предлагаемых связующих материалов использовался метод сравнения. С целью выяснения причин полученных позитивных свойств боратфосфатных связующих, обуславливающих повышение прочностных характеристик формовочных и стержневых смесей, снижение образования пригара и трещин в литых изделиях, использовался метод моделирования для построения модели механизма образования оксониевых соединений в системе Н3ВО3-Н3РО3-Н20, оказывающих существенное влияние на взаимодействие боратфосфатных соединений с огнеупорными составляющими формовочных и стержневых смесей, противопригарных и теплоизоляционных покрытий. Экспериментальные исследования выполнялись на сертифицированном испытательном оборудовании в лабораториях ФГБОУ ВО «Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова» и АО «Зеленодольский завод им. А.М. Горького». Определение количественных и качественных показателей производилось также с использованием сертифицированных аналитических приборов. Их описание приведено в соответствующих главах диссертации.

Плотность, седиментационную устойчивость противопригарных и теплоизоляционных покрытий контролировали по ГОСТ 10772-78, вязкость - по вискозиметру ВЗ-4, ГОСТ 8420-74. Толщину покровного и проникающего слоев противопригарного покрытия определяли при помощи микроскопа OBSERVER.Dlm фирмы CarlZeiss, прочностные характеристики смесей на растяжение и сжатие проводили по ГОСТ 23409.7-78 с помощью испытательной машины MultiserwLRu-2e, коэффициент теплопроводности противопригарных и теплоизоляционных покрытий определяли по методу лазерной вспышки при помощи установки NETZSCH LFA 457 MicroFlash, для оценки пригара на поверхности отливок использовали ступенчатую пробу, для определения толщины пригара на поверхности отливок - толщиномер QNIX 7500 automation Dr:Nix, шероховатости поверхности - профилометр TR200, анализ микроструктуры проведен на микроскопе CarlZeiss Stemi 2000-C, микростуктуры отливок - на микроскопе AXIO Observert.ALM фирмы CarlZeiss, микро-рентгеноспектральный анализ - на сканирующем электронном микроскопе EVO 50 XVP 9 (фирмы CarlZeiss) с системой зондового микроанализа INCA Energy-350 (Oxford Instruments), плавку сплавов проводили в индукционной печи РЭЛТЕК, приготовление смесей осуществляли в смесителе Multiserw MieszarkiRN12/VL2.

Положения, выносимые на защиту:

1. Составы разработанных боратфосфатных формовочных и стержневых смесей следующего компонентного состава, масс. %: метабораты лития, натрия или калия с раствором лигносульфоната (ЛС) в жидком виде массовой долей сухих веществ не менее 50 (МБЛ+ЛС), (МБН+ЛС) или (МБК+ЛС) в количестве

10 - 15, каолиновая глина - 5 - 7, кварцевый песок - остальное, обеспечивающие: прочность на сжатие до 2,0 - 2,5 МПа через 24 часа выдержки на воздухе, живучесть - 12 - 13 мин, формуемость - 93,6 - 96,8 %, осыпаемость - 0,7 - 1,0 % (патент РФ № 2696803 от 06.08.2019 г.).

2. Результаты исследований влияния аминоборатных соединений в количестве 15 - 25 % (тетраборатдиаминопропанол, тетраборатдиэтилендиамин, пентаборатгексаметилентетрамин) улучшающих технологические свойства

алюмофосфатных, магнийфосфатных связующих, формовочных и стержневых смесей, в 1,5 - 1,8 раза обеспечивающие повышенные показатели свойств (патент РФ № 2759346 от 13.04.2021 г.).

3. Результаты исследований качественной оценки поверхности чугунных отливок получены с применением различных покрытий (без покрытия, с применением природного графита, механо-активированного графита, химически активированного, химико-механически активированного графита и боратфосфатных соединений) в количестве 1 - 4 масс. %.

4. Результаты проведенных промышленных испытаний и внедрения разработанных технологий с применением боратфосфатных связующих при производстве стальных, чугунных отливок и отливок из титановых сплавов.

Личный вклад автора заключается в планировании экспериментов, постановке отдельных задач исследований, выборе методик, их выполнении в лабораторных условиях ФГБОУ ВО «Чувашский государственный университет им. И. Н. Ульянова» и АО «Зеленодольский завод им. А.М. Горького» и проведение промышленных испытаний в условиях АО «Зеленодольский завод им. А.М. Горького», обобщении и научном обосновании результатов, обработке и анализе полученных результатов. Проведенные работы осуществлялись совместно с научным руководителем, при этом в диссертационную работу включены результаты исследований, составляющих ту часть, которая получена непосредственно автором или при его ведущем участии.

Степень достоверности полученных результатов обеспечивалась применением современных методов исследования и использованием сертифицированных приборов и оборудований.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности. Работа по своим целям, задачам, содержанию, методам исследования и научной новизне соответствует п. 1 «Исследование физических, физико-химических, теплофизи-ческих, технологических и служебных свойств материалов как объектов и средств реализации литейных технологий»; п. 3 «Исследование процессов формирования структуры и свойств литейных ... материалов, формовочных и стержневых сме-

сей»; п. 11 «Экологические проблемы и техника безопасности в литейном производстве»; п. 12 «Исследование качества отливок ...»; п. 17 «Разработка и освоение новых литейных ... формовочных и стержневых материалов» паспорта специальности 2.6.3. - Литейное производство (технические науки).

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы представлялись на III Международная научно-практическая конференция «Современные технологии в машиностроении и литейном производстве» (г. Чебоксары, 2017 г.); IV Международная научно-практическая конференция «Современные технологии в машиностроении и литейном

производстве» (г. Чебоксары, 2018 г.); Международная научно-техническая конференция «Инновационные технологии в литейном производстве», посвященная 150-летию факультета «Машиностроительные технологии» и кафедры «Технологии обработки материалов» Московского государственного технического университета имени Н.Э. Баумана (г. Москва, 2019 г.), на XV Международном Съезде литейщиков (г. Москва, 8-10 июня 2021 г.).

Публикации. По теме диссертационной работы выпущено 19 публикаций: из них 14 в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ, в том числе научные статьи - в изданиях, индексируемых в МБД Scopus, выпущена монография, получены два патента Российской Федерации на изобретение № 2696803 от 06.08.02.2019 г. «Присадка для формовочных смесей» и на изобретение РФ № 2759346 от 13.04.2021 г. «Связующее для формовочных и стержневых смесей литейного производства» (в соавторстве).

Объём и структура работы. Диссертационная работа изложена на 171 странице машинописного текста, включает 41 рисунок, 27 таблиц, состоит из четырех глав, заключения, списка литературы из 237 источников и 4 приложений.

Программа исследований по работе.

1. Проведение информационно-аналитического обзора опубликованных научных работ по способам улучшения свойств формовочных и стержневых смесей, противопригарных и теплоизоляционных покрытий.

2. Анализ образующихся дефектов отливок из различных сплавов и путей их устранения.

3. Анализ этапов формирования свойств смесей и покрытий.

4. Исследование и разработка боратфосфатных формовочных и стержневых смесей с применением метаборатов лития, натрия и калия.

5. Исследование и разработка аминоборатфосфатных связующих и смесей.

6. Исследование влияния борной, борофосфорной, борофосфористой кислот на свойства холоднотвердеющих смесей.

7. Исследование и разработка технологии изготовления и применения высокотермостойких противопригарных и теплоизоляционных покрытий.

8. Опытно-промышленные испытания и внедрение разработанных смесей и покрытий в условиях действующего производства.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

1.1. Способы улучшения свойств формовочных и стержневых смесей, противопригарных и теплоизоляционных покрытий

Улучшение технологических свойств формовочных и стержневых смесей возможно несколькими путями. Одним из известных путей является применение эффективных литейных связующих и добавок, обеспечивающих достижение заданных свойств.

Совершенствование существующих технологических процессов получения форм и стержней, а также разработка новых материалов и технологических процессов в литейном производстве за последние годы существенно изменились в связи с возросшим требованием совместимости разработанных технологических процессов с требованиями к охране окружающей среды [1-6].

При этом требования к качеству и себестоимости продукции при выборе технологических процессов являются необходимыми, но не вполне достаточными условиями, так как вопросы экологии и охраны окружающей среды превалируют. Как отмечено в исследованиях [3-8] основными направлениями совершенствования и развития, а также разработки новых технологических процессов изготовления форм и стержней должно быть основано на применении неорганических металлофосфатных связующих и их модификаций, таких как алюмофосфаты, магнийфосфаты, алюмохромфосфаты, магнийалюмо-боратфосфаты, кальциймагнийфосфаты, хромофосфаты и боралюмофосфаты, обладающих высокой огнеупорностью и малой газотворной способностью, а также высокой пластичностью, длительностью срока хранения, возможностью применения для изготовления стержневых и формовочных смесей и покрытий для получения отливок из разных сплавов [8-13]. В связи с вышеизложенным в наибольшей степени предъявляемым требованиям отвечают алюмохромфосфатные, алюмофосфатные, алюмоборфосфатные и другие металлоборатфосфатные связующие и смеси на их основе.

В настоящее время для получения высококачественных отливок из различных сплавов предложено множество противопригарных и теплоизоляционных покрытий [2, 3, 8].

По данным А.А. Сварика [7], в качестве наполнителей противопригарных и теплоизоляционных покрытий для стального, чугунного и литья из титановых сплавов традиционно применяются различные огнеупорные наполнители [5, 7]. В таблице 1.1 приведены рекомендации зарубежных исследователей по выбору огнеупорного покрытия для стального и чугунного литья [5,7].

Таблица 1.1 - Выбор огнеупорного наполнителя для стальных и чугунных

отливок [5,7]

Производство Сплав Толщина стенки, мм Огнеупоры

Мелкосерийное и массовое чугунолитейное Серый чугун (СЧ) и чугун с шаровидным графитом < 19 Кремнезем, оливин, муллит, графит, керамика, тальк-магнезит

Серый чугун и чугун с шаровидным графитом >19 Муллит, циркон, магнезит, глинозем, кремнезем

Литье стали Углеродистые Все виды Кремнезем, муллит, циркон, глинозем

Коррозионно-стойкие Все виды Циркон, глинозем

Марганцовистые Все виды Оливин, магнезит, глинозем

Титановые Все виды Оксид циркония

Помимо вышеуказанных традиционных наполнителей в состав противопригарных и теплоизоляционных покрытий исследователи А.А. Сварика, И.Е. Илларионов рекомендуют использовать и другие материалы: оксиды, карбиды, нитриды, бориды и некоторые чистые химические элементы [7, 11, 14-39].

По данным исследований И.А. Стрельникова, Ш. В. Садетдинова и других [16] противопригарные покрытия в зависимости от применяемого растворителя

делятся на водные и неводные (самовысыхающие), в которых в качестве растворителя используются органические жидкости [8, 17-23].

Связующие, применяемые для получения самовысыхающих красок, являются более огнеупорными и термостойкими, к таким относятся этилсиликат (ТУ6-02-895-86, ГОСТ 26371-84), канифоль сосновая (ГОСТ 19113-84), поливинилбутираль (ГОСТ 9439-85), олифа натуральная льняная и конопляная (ГОСТ 7931-76), олифа-оксоль (ГОСТ 190-78), древесный пек, лак БТ-577 (ГОСТ 5631-79), смола ОФ-1 (ТУ 6-05-1641-91) и другие добавки [2, 10].

Проведенный анализ показал [1-15, 17-62, 99-139], что использование противопригарных и теплоизоляционных покрытий является необходимым составляющим при получении стальных и чугунных отливок и отливок из различных сплавов. Некачественное покрытие может получиться при несоблюдении процентного состава противопригарной краски, технологии ее нанесения и сушки на поверхности литейной формы. Поэтому повышение эффективности работы противопригарных и теплоизоляционных покрытий остается актуальной проблемой.

Основополагающая информация о процессах образования различных видов пригара на стальных и чугунных отливках была изложена в трудах И.В. Валисовского [17, 38], Ю.П. Васина [20], Г.С. Гамова [3], К.Н. Вдовина [19], И.А. Диброва [79], И.Е. Илларионова [1, 3, 24-26], Л.И. Маминой [27, 32],

B.Г. Бабкина [30,31], К.И. Ващенко [33], Т.Р. Гильманшиной [14, 30, 31],

C.П. Дорошенко [22], Н.А. Кидалова [10], В.М. Колокольцева [19], Д.Н. Кукуй [12, 52], Б.А. Кулакова [183], И.О. Леушина [131, 137, 232], А.М. Лясс [18],

А.С. Савинова [208], С.С. Ткаченко [9, 49, 81] и многих других отечественных ученых.

Однако следует отметить в работах профессоров Ю.П. Васина [20], С.С. Жуковского [23], И.В. Валисовского [17] и других большое внимание уделялось изучению вопроса пригарообразования, особенно на поверхности стальных отливок. В данной работе представлены результаты исследований свойств противопригарных покрытий для получения отливок из чугуна марки

СЧ 20, углеродистых и легированных сталей (приложения 3 и 4). Учитывая, что примерно 65-70 % отливок от общего объема выпуска производится из чугуна, нами приведены результаты исследований по улучшению свойств противопригарных покрытий при получении, в основном, чугунных отливок [63-139].

Заслуживают внимания исследования по влиянию различных видов активации (механическая, химическая, химико-механическая, физические (электростатическая, магнитная, электромагнитная, ультразвуковая, импульсная) и другие виды активации применяемых связующих, наполнителей и добавок [22, 35, 40-62].

1.2. Дефекты отливок из различных сплавов и пути их устранения

По данным исследований профессоров П.П. Берга [15], Ю.П. Васина [20] и других исследователей в этой области, одним из основных недостатков отливок, изготовляемых в песчаных формах, как самых распространенных в литейном производстве, является пригар. Существенный вклад в теорию и практику вопроса пригарообразования внесли российские ученые П.П. Берг [15], П.Ф. Валисовский [17], Ю.П. Васин [20] и другие.

Пригар имеет две фазы: механическую и химическую. Механическая фаза пригара связана с химической фазой. Образование прочного сцепления с поверхностью отливки происходит в результате проникновения жидкого металла в поры литейной формы [1, 3, 23, 62-78, 79-90].

Для уменьшения проникновения жидкого металла в поры литейной формы рекомендуется использовать мелкозернистые формовочные материалы, такие как кварцевые пески, повышать плотность литейной формы, снижать ферростатическое давление и температуру заливки жидкого металла, при этом использовать высокотермостойкие кварцевые пески и противопригарные покрытия. Реакция, протекающая на границе жидкого металла с литейной формой, связана с образованием сложных силикатных соединений, что характеризует

химическую фазу образования пригара. Направленность и характер реакций будет в значительной степени определяться составом смесей и свойствами добавок [1-3].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Жирков Евгений Николаевич, 2023 год

- 40 с.

155. Патент RU № 2356688. Теплоизоляционная смесь для утепления прибылей и отливок : № 2007144151/02 : заявлено 27.11.2007 : опубликовано 27.05.2009 / Илларионов И. Е., Стрельников И. А., Петрова Н. В., Журавлев А. Ф. ; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВО «Чувашский государственный университет имени И. Н. Ульянова». - 4 с. -Текст : непосредственный.

156. Илларионов, И. Е. О применении торфсодержащих теплоизоляционных смесей на металлофосфатных связующих / И. Е. Илларионов, А. Ф. Журавлев. - Текст : непосредственный // Литейное производство. - 2011. - № 6. - С. 35-37.

157. Илларионов, И. Е. Формовочные смеси и связующие на основе гипса / И. Е. Илларионов, А. А. Михайлов. - Текст : непосредственный // Литейное производство.

- 2011. - № 5. - С. 14-16.

158. Илларионов, И. Е. Исследование уплотняемости и текучести песчано-глинистых формовочных смесей при высоком давлении прессования : диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Илларионов Илья Егорович. - Челябинск, 1973. - 273 с. - Текст : непосредственный.

159. Илларионов, И. Е. Исследование влияния электрических сил формовочных материалов на формирование физико-механических и технологических свойств смесей / И. Е. Илларионов, А. М. Столяров. - Текст : непосредственный // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. - 2007.

- № 1. - С. 88-97.

160. Илларионов, И. Е. Теоретические и технологические основы разработки стержневых смесей на основе неорганических фосфатных связующих и порошкообразных отвердителей / И. Е. Илларионов, М. Ф. Брялин. - Текст : непосредственный // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. - 2006. - № 4. - С. 24-33.

161. Разработка и исследование торфосодержащих теплоизоляционных смесей на металлофосфатных связующих / Н. В. Петрова, И. Е. Илларионов, А. Ф. Журавлев, В. В. Музянов. - Текст : непосредственный // Вестник Чувашского государственного педагогического университета им. И.Я. Яковлева. - 2010. - № 4. - С. 153-158.

162. Евстифеев, Е. Н. Малотоксичные холоднотвердеющие смеси на основе модифицированных технических лигносульфонатов / Е. Н. Евстифеев, Т. Н. Савускан. -Текст : непосредственный // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. - 2013. - № 10. - С. 270-273.

163. Применение биополимерных связующих материалов на основе технического лигнина / Ю. А. Свинороев, К. А. Батышев, К. Г. Семенов, Ю. И. Гутько. - Текст : непосредственный // Литейное производство. - 2019. - № 3. - С. 19-21.

164. Евстифеев, Е. Н. Модифицированные лигносульфонаты и смолы для литейных стержней и форм : монография / Е. Н. Евстифеев. - Ростов-на-Дону : Издательский центр ДГТУ. - 2011. - 393 с. - Текст : непосредственный.

165. Влияние фосфатборатных соединений на физико-механические свойства фурановой смеси / И. Е. Илларионов, Л. Ш. Пестряева, Ш. В. Садетдинов, О. В. Моисеева. - Текст :

непосредственный // Заготовительное производство в машиностроении. - 2019. - Т. 17, № 8. - С. 339-341.

166. Стрельников, И. А. Влияние тиокарбамидборатного модификатора на прочность формовочной смеси и качество отливок из магниевых сплавов / И. А. Стрельников, Л. Ш. Пестряева, Ш. В. Садетдинов. - Текст : непосредственный // Литейное производство. -2021. - № 4. - С. 12-15.

167. Стрельников, И. А. Влияние дипинаконборатов на физико-механические свойства лигносульфонатных связующих и смесей/ И. А. Стрельников, Л. Ш. Пестряева, Ш. В. Садетдинов. - Текст : непосредственный // Литейщик России. - 2020. - № 11. - С. 25-28.

168. Присадка к средствам для мойки деталей автотракторной техники / И. А. Успенский, И. В. Фадеев, Л. Ш. Пестряева [и др.]. - Текст : непосредственный // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: Наука и высшее профессиональное образование. - 2020. - № 4(60). - С. 414-425.

169. Enhancing the antimicrobial properties of borates in coolant fluids / I. A. Uspensky, I. V. Fadeev, L. Sh. Pestryaeva, Sh. V. Sadetdinov. - Текст : непосредственный // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science : Conference in Innovations in Agricultural and Rural Development. - Kurgan, 2019. - P. 012143.

170. Садетдинов, Ш. В. Исследование растворимости в системах монобораты лития (натрия, калия) - ароматические амины - вода при 25°С / Ш. В. Садетдинов. - Текст : непосредственный // Журнал неорганической химии. - 1985. - Т. 30, № 3. - С. 795-797.

171. Илларионов, И. Е. Применение технологии получения металлофосфатных связующих, стержневых и формовочных смесей на их основе / И. Е. Илларионов. - Текст : непосредственный // Черные металлы. - 2018. - № 4. - С. 13-19.

172. Разработка теплоизоляционных смесей для прибылей стальных отливок с применением фосфатборатов / И. Е. Илларионов, Л. Ш. Пестряева, Ш. В. Садетдинов [и др.]. - Текст : непосредственный // Черные металлы. - 2020. - № 7. - С. 28-33.

173. Ускоренное отверждение смесей техническими лигносульфонатами / Ю. А. Свинороев, Ю. И. Гутько, К. А. Батышев, К. Г. Семенов. - Текст : непосредственный // Литейное производство. - 2021. - № 3. - С. 9-12.

174. Зенкин, Р. Н. Об использовании противопригарных покрытий для форм из ХТС при получении чугунных отливок / Р. Н. Зенкин. - Текст : непосредственный // Литейное производство. - 2017. - № 1. - С. 11-13.

175. Овчаренко, П. Г. Взаимодействие противопригарного корундового покрытия с железоуглеродистыми расплавами в условиях литья по газифицируемым моделям / П. Г. Овчаренко, Е. В. Кузьминых, В. И. Ладьянов. - Текст : непосредственный // Расплавы. -2019. - № 5. - С. 469-479.

176. Оптимизация состава противопригарного теплоизолирующего покрытия на внутренней поверхности изложницы при центробежном литье крупнотоннажных отливок / Г. С. Мирзоян, Ф. А. Нуралиев, Ю. А. Степашкин [и др.]. - Текст : непосредственный // Тяжелое машиностроение. - 2018. - № 6. - С. 33-35.

177. Чеберяк, О. И. Технологические решения по устранению пригара на крупных стальных отливках / О. И. Чеберяк, Н. Ф. Чувагин. - Текст : непосредственный // Литейное производство. - 2017. - № 1. - С. 8-10.

178. Kinetic features оf fayalite wetting аа^ imprégnation оf magnesia in isothermal conditions / I. D. Kashcheev, V. G. Babkin, P. S. Mamykin, B. V. Tsarevskii. - Текст : непосредственный // Refractories and Industrial Ceramics. - 1973. - Vоl. 13, № 3-4. - С. 256259.

179. Ващенко, К. И. Улучшение технологических свойств противопригарных красок для стального литья / К. И. Ващенко, С. П. Дорошенко, Т. А. Здоровецкая. - Текст : непосредственный // Формирование качества поверхности отливок. - Москва, 1969. - С. 67-73.

180. Формирование точности отливок / А. А. Волкомич, А. П. Трухов, Ю. А. Сорокин [и др.]. - Москва : МГААТМ ; АО «Литаформ», 1996. - 82 с. - Текст : непосредственный.

181. Дорошенко, С. П. Предотвращение пригара на отливках. Теория и практика / С. П. Дорошенко, В. Н. Дробязко, А. И. Шейко. - Текст : непосредственный // Литейное производство. - 1996. - № 4. - С. 20, 21.

182. Кукуй, Д. М. Теория и технология литейного производства: в 2 частях. Часть 1: Формовочные материалы и смеси / Д. М. Кукуй, В. А. Скворцов, Н. В. Андрианов. -Минск : Новое знание ; Москва : Инфра-М, 2011. - 384 с. - Текст : непосредственный.

183. Знаменский, Л. Г. Электроимпульсные нанотехнологии в литейных процессах / Л. Г. Знаменский, О. В. Ивочкина, Б. А. Кулаков. - Текст : непосредственный // Литейщик России. - 2006. - № 9. - С. 8-14.

184. Леушин, И. О. Разработка эффективных противопригарных покрытий литейных форм на основе алюмошлаковых наполнителей / И. О. Леушин, А. Н. Грачев. - Текст : непосредственный // Литейное производство. - 2002. - № 4. - С. 13, 14.

185. Применение отходов алюмохромового материала техногенного происхождения для повышения качества отливок и ресурсосбережения в литейном производстве / К. Н. Вдовин, Н. А. Феоктистов, К. Г. Пивоварова, Т. Б. Понамарева. - Текст : непосредственный // Технологии металлургии, машиностроения и материалообработки. - 2019. - № 18. - С. 154-160.

186. Гейко, М. А. Варианты применения в литейных технологиях вторичных продуктов рафинирования оцинкованных стальных отходов / М. А. Гейко, И. О. Леушин, А. Ю. Субботин. - Текст : непосредственный // Проектирование и перспективные технологии в машиностроении, металлургии и их кадровое обеспечение : материалылы III-ей Всероссийской научно-практической конференции / ответственный редактор И. Е. Илларионов. - Чебоксары, 2017. - С. 22-26.

187. Крюкова, И. С. Экологические аспекты применения отходов гальванического производства в качестве наполнителя противопригарного покрытия / И. С. Крюкова, С.

B. Беляев, И. О. Леушин. - Текст : непосредственный // Черные металлы. - 2008. - № 8. -

C. 9-11.

188. Антошкина, Е. Г. Противопригарные покрытия на основе отходов абразивного и металлургического производств для изготовления стальных и чугунных отливок : диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Антошкина Елизавета Григорьевна. - Челябинск, 2008. - 205 с. - Текст : непосредственный.

189. Rudolph, S. Boron nitride release coatings / S. Rudolph. - Текст : непосредственный // Aluminum cast house technology. - 2001. - Sep. 23-26. - PP. 163-170.

190. Лыткина, С. И. Разработка и исследование противопригарных покрытий для чугунного литья на основе химически и механохимически активированных графитов : диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Лыткина Светлана Игоревна. - Красноярск, 2013. - 132 с. - Текст : непосредственный.

191. Development of the state-of-the-art technologies for improvement of quality of cryptocrystalline graphite / T. R. Gilmanshina, S. I. Lytkina, S. A. Khudonogov [et al.]. - Текст : непосредственный // Nanosistemi, Nanomateriali, Nanotehnologii. - 2018. - Vol. 16, № 1. -PP. 83-101.

192. Understanding the effect of structural defects in graphite on the properties of foundry coatings / I. E. Illarionov, T. R. Gilmanshina, A. A. Kovaleva, N. A. Bratukhina. - Текст : непосредственный // CIS Iron and Steel Review. - 2018. - Vol. 16. - PP. 63-66.

193. Graphite as a prospective material for metallurgical application / V. N. Amelchenko, I. E. Illarionov, T. R. Gilmanshina, V. A. Borisyuk. - Текст : непосредственный // CIS Iron and Steel Review. - 2018. - Vol. 16. - PP. 29-32.

194. Крушенко, Г. Г. Литейные нанопокрытия / Г. Г. Крушенко. - Текст : непосредственный // Нанотехника. - 2012. - № 2 (30). - С. 93-97.

195. Николайчик, Ю. А. Исследование закономерностей формирования высокотемпературной прочности противопригарных покрытий, модифицированных наноструктурированными материалами / Ю. А. Николайчик. - Текст : непосредственный // Литье и металлургия. - 2012. - № 3 (66). - С. 228-231.

196. Di Muoio, G. L. Achieving Control of Coating Process in your Foundry / G. L. Di Muoio, N. S. Tiedje. - Текст : непосредственный // Archives of foundry engineering. - 2015. - Vol. 15, Iss. 4. - PP. 110-114. (DOI: 10.1515/afe-2015-0089).

197. Крушенко, Г. Г. Повышение чистоты поверхности металлоизделий с применением нанотехнологий / Г. Г. Крушенко. - Текст : непосредственный // Вестник Сибирского государственного аэрокосмического университета им. академика М.Ф. Решетнева. - 2016.

- Т. 17, № 2. - С. 484-489.

198. Ceramic Coating for Cast House Application / Zagorka Acimovic-Pavlovic, Aurel Prstic, Ljubisа А^пс [et а1]. - URL: http://www.issp.ac.ru/ebooks/books/open/Ceramic_Coatings-Applications in Engineering.pdf (дата обращения: 21.04.2021). - Текст : электронный.

199. The drying kinetics of protective coatings used on sand molds / L. Jamrozowicz, J. Zych, J. Kolczyk [et al.]. - Текст : непосредственный // Metalurgija. - 2015. - Vol. 54, Iss. 1. - PP. 23-26.

200. The Influence of Selected Water and Alcohol Based Coatings on Bending Strength of Foundry Moulds and Cores Manufactured in Furan Technology / R. Romelczyk, N. Przyszlak, B. Siodmok [et al.]. - Текст : непосредственный // Archives of foundry engineering. - 2018.

- Vol. 18, Iss. 2. - PP. 169-172. (DOI: 10.24425/122522).

201. Jamrozowicz, L. Investigations of the Thickness of Protective Coatings Deposited on Moulds and Cores / L. Jamrozowicz, J. Kolczyk-Tylka, A. Siatko. - Текст : непосредственный // Archives of foundry engineering. - 2018. - Vol. 18, Iss. 4. - PP. 131-136.

(DOI: 10.24425/afe.2018.125182).

202. Jamrozowicz, L. The Assessment of the Permeability of Selected Protective Coatings Used for Sand Moulds and Cores / L. Jamrozowicz, A. Siatko. - Текст : непосредственный // Archives of foundry engineering. - 2020. - Vol. 20, Iss. 1. - PP. 17-2. (DOI: 10.24425/afe.2020.131276).

203. Стрельников, И. А. Новые торфсодержащие и теплоизоляционные смеси для утепления прибылей отливок / И. А. Стрельников, Д. А. Пестряев, Ш. В. Садетдинов. -Текст : непосредственный //Литейное производство. - 2020. - № 3. - С. 22-25.

204. Влияние фосфатборатных соединений на физико-механические свойства фурановой смеси / И. Е. Илларионов, Л. Ш. Пестряева, Ш. В. Садетдинов, О. В. Моисеева. - Текст : непосредственный // Заготовительное производство в машиностроении. - 2019. - Т. 17, № 8. - С. 339-341.

205. Стрельников, И. А., Свойства торфсодержащих теплоизоляционных смесей для прибылей стальных отливок / И. А. Стрельников, Л. Ш. Пестряева, Ш. В. Садетдинов. -Текст : непосредственный //Литейное производство. - 2021. - № 7. - С. 16-19.

206. Журавлев, А. Ф Разработка металлофосфатных теплоизоляционных смесей для повышения качества и выхода годного металла отливок : автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук / Журавлев Андрей Федорович. -Нижний Новгород, 2012. - 16 с. - Текст : непосредственный.

207. Колодий Г.А., Ткаченко С.С., Кривицкий В.С. Перспектика применения фосфатных холоднотвердеющих смесесй // Литейщик России. - 2004. - № 8. - С. 23-24. - Текст : непосредственный.

208. Савинов, А.С. Методологические основы оценки и прогнозирования напряженно-деформированного состояние системы «Отливка-форма» для предупреждения образования горячих трещин в фасонных отливках : автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук / Савинов Александр Сергеевич, -Магнитогорск, 2016. - 41 с. - Текст : непосредственный.

209. Вейник, А. И. Термодинамика литейной формы / А. И. Вейник. - Москва : Машиностроение, 1968. -335 с. - Текст : непосредственный.

210. Усков, И. В. Поверхностное легирование тонкостенных отливок / И. В. Усков, Г. Г. Крушенко, А. Е. Буров. - Текст : непосредственный // Технология машиностроения. -2004. - № 1. - С. 6-8.

211. Мартюшев, Н. В. О возможности легирования поверхности отливок нанопорошками / Н. В. Мартюшев. - URL:

https://scienceeducation.ra/ra/artide/view?id=9760 (дата обращения: 13.05.2021). - Текст : электронный.

212. Разработка состава смеси для поверхностного легирования отливок из серых чугунов / М. А. Гурьев, А. И. Аугсткалн, А. М. Гурьев, С. Г. Иванов. - Текст : непосредственный // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. -2020. - Т. 17, № 3. - С. 368-372.

213. Effect of Alloyed Coating Composition on Composite Casting Surface Layer Properties / P. G. Ovcharenko, A. Y. Leshchev, V. V. Tarasov, N. A. Balobanov. - Текст : непосредственный // Metallurgist. - 2021. - Vol. 64, Iss. 11-12. - PP. 1208-1213.

214. Исследование глубины проникновения самовысыхающих противопригарных покрытий в холоднотвердеющие смеси / И. Е. Илларионов, Т. Р. Гильманшина, А. А. Ковалева, В. А. Борисюк. - Текст : непосредственный // Черные металлы. - 2019. - № 1.

- С. 21-25.

215. Патент № 020821 Российская Федерация МПК В22С 3/00 (2006.01), B82Y 30/00 (2011.01). Состав для формирования наноструктурированного покрытия, модифицирующего поверхностный слой чугунной отливки : № 201101472 : заявлено 07.11.2011 : опубликовано 27.02.2015 / Мамина Л. И., Гильманшина Т. Р., Баранов В. Н. [и др.] ; заявитель и патентообладатель ФГАОУ ВПО «СФУ». - 9 с. - Текст : непосредственный.

216. Оценка величины пригара на поверхности чугунных отливок / И. Е. Илларионов, А. С. Кафтанников, Ф. А. Нуралиев, T. Р. Гильманшина. - Текст : непосредственный // Черные металлы. - 2018. - № 8. - С. 23-28.

217. Перспективные технологии разработки противопригарных покрытий для чугунного литья / Т. Р. Гильманшина, И. Е. Илларионов, Е. Н. Жирков, Т. А. Стрекалова. - Текст : непосредственный // Черные металлы. - 2021. - № 8. - С. 15-21.

218. Влияние борной, борофосфорной и борофосфористой кислот на свойства фосфатных холоднотвердеющих смесей / И. Е. Илларионов, Ш. В. Садетдинов, О. В. Моисеева, Е. Н. Жирков. - Текст : непосредственный // Черные металлы. - 2019. - № 10.

- С. 27-32.

219. Исследование зависимости свойств противопригарных покрытий от режимов

механоактивации графитов / И. Е. Илларионов, Т. Р. Гильманшина, Н. С. Перфильева, Е.

H. Жирков. - Текст : непосредственный // Черные металлы. - 2020. - № 2. - С. 21-25.

220. Илларионов, И. Е. Современное состояние получение стержней, форм и противопригарных покрытий для отливок из черных и цветных металлов и сплавов / И. Е. Илларионов, И. А. Стрельников, Р. Б. Бакиров. - Текст : непосредственный // Современные технологии в машиностроении и литейном производстве : материалы II Международной научно-практической конференции : сборник трудов. - Чебоксары, 2016.

- С. 36-48.

221. Управление структурой поверхностного слоя чугунных отливок / Т. Р. Гильманшина, И. Е. Илларионов, Е. Н. Жирков [и др.]. - Текст : непосредственный // Труды XV Съезда литейщиков. - Москва, 2021. - С. 127-132.

222. Илларионов, И. Е. Бораты натрия, как многофункциональные присадки к фурановой смеси / И. Е. Илларионов, Ш. В. Садетдинов. - Текст : непосредственный // Литейщик России. - 2019. - № 3. - С. 16-19.

223. Влияние метаборатов лития, натрия и калия на свойства фосфатных холоднотвердеющих смесей / И. Е. Илларионов, Г. Ш. Пестряева, Ш. В. Садетдинов,

И. А. Стрельников. - Текст : непосредственный // Литейное производство. - 2019. - № 12.

- С. 18-20.

224. Жирков, Е. Н. Улучшение технологических свойств лигносульфоната и литейных смесей боратными соединениями / Е. Н. Жирков, И. Е. Илларионов, Д. А. Пестряев. -Текст : непосредственный // Литейное производство. - 2021. - № 9. - С. 10-12.

225. Илларионов, И. Е. Исследование и разработка алюмохромфосфатных смесей для чугунного и стального литья / И. Е. Илларионов. - Текст : непосредственный // Вопросы теории и технологии литейных процессов. - Челябинск, 1983. - С. 82-87.

226. Управление структурой поверхностного слоя чугунных отливок / Т. Р. Гильманшина, И. Е. Илларионов, Е. Н. Жирков [и др.]. - Текст : непосредственный // Литейщик России. - 2021. - № 9. - С. 24-28.

227. Илларионов, И. Е. Пути улучшения качества отливок / И. Е. Илларионов. - Текст : непосредственный // Теория и технология металлургического производства. - 2016. - №

I. - С. 39-42.

228. Судакас Л.Г. Фосфатные вяжущие системы: (монография) // СПб : РИА «Квинтет».

- 254 с. - Текст : непосредственный.

229. Основы промэкологии, теории процессов и аппаратов очистки технологических и аспирационных газов литейно-металлургических и смежных производств : монография. Часть I / И. Е. Илларионов, И. О. Леушин, В. А. Ульянов [и др.]. - Чебоксары : Нижний Новгород, 2003. - 196 с. - Текст : непосредственный.

230. Основы промэкологии, теории процессов и аппаратов очистки технологических и аспирационных газов литейно-металлургических и смежных производств : монография. Часть II / И. Е. Илларионов, И. О. Леушин, В. А. Ульянов [и др.]. - Чебоксары : Нижний Новгород, 2003. - 216 с. - Текст : непосредственный.

231. Илларионов, И. Е. Разработка интенсивных технологий и оптимизация составов активированных песчано-глинистых и фосфатных смесей : диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук / Илларионов Илья Егорович. - Чебоксары, 1988. - 504 с. - Текст : непосредственный.

232. Леушин, И.О. Противопригарные покрытия на снове металлофосфатных связующих / И.О. Леушин, А.О. Бурмистров. - Текст : непосредственный // Литейное производство. - 2002. - № 2. - С. 14, 15.

233. Патент RU № 2759346. Связующее для формовочных и стержневых смесей литейного производства : № 2021110451 : заявлено 13.04.2021 : опубликовано 12.11.2021 / Илларионов И. Е., Жирков Е. Н., Пестряев Д. А., Стрельников И. А. ; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВО «Чувашский государственный университет имени И. Н. Ульянова». - 8 с. - Текст : непосредственный.

234. Разработка торфосодержащих смесей для теплоизоляции прибылей отливок с использованием аминоборатных комплексов / И. Е. Илларионов, Е. Н. Жирков, Д. А. Пестряев, Ш. В. Сатдетдинов. - Текст : непосредственный // Заготовительные производства в машиностроении. - 2021. - Т. 19, № 11. - С. 483-486.

235. Исследование влияния боратфосфатных на свойства графитовых противопригарных покрытий / И.Е. Илларионов, Т.Р. Гильманшина, Е.Н. Жирков, И.А. Стрельников, Ш.В. Садетдинов. - Текст : непосредственный // Литейщик России. - 2022. - № 4; - С. 34 - 37.

236. Разработка магнийборфосфатных связующих и смесей для стального литья/ И.Е. Илларионов, Е.Н. Жирков, А.Р. Янюшкин, Ш.В. Садетдинов. - Текст : непосредственный // Литейное производство. - 2022. - № 5. - С. 2 - 6.

237. Садетдинов Ш.В. Трехкомпонентные боратсодержащие системы. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора химических наук / Казанский

национальный исследовательский технологический университет. Казань, 1999. - 40 с. - Текст : непосредственный.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1. Патент РФ на изобретение № 2696803 РФ С 1 «Присадка для формовочных смесей» по заявке 2019105765 от 28.02.2019. опубликовано бюл. №

22 от 06.08.2019 г.)

Формула изобретения

Присадка для формовочных смесей, включающая мочевину (КН2)2СО, отличающаяся тем, что дополнительно содержит борат гексаметилентетрамина состава 6НзВОз^СбН12К4, тетрафторборат калия состава КBF4 и серу S при следующем соотношении компонентов в масс. %:

борат гексаметилентетрамина...................................................10-14

тетрафторборат калия .............................................................8-12

сера.....................................................................................4-8

мочевина.............................................................................остальное.

Приложение 2.Патент РФ на изобретение № 2759346 РФ «Связующее для формовочных и стержневых смесей литейного производства» по заявке на патент

РФ № 2021110451 от 13.04.2021 г.

Формула изобретения

Связующее для формовочных и стержневых смесей литейного производства, включающее лигносульфонат и воду, дополнительно содержит амидоборатное соединение, при этом в качестве амидоборатного соединения используют диформамидтетраборатаммоний формулы (№02В4От• 2НШЯН • 4НЮ или диметилформамидтетраборатаммоний формулы (№)2В407• 2ИСОКС2И6•4Н20, при следующем соотношении компонентов, масс. %:

лигносульфонат с массовой долей сухих веществ не менее 50% 40- 50

амидоборатное соединение 15-25

вода 25-45

Приложение 3. Акт опытно-промышленных испытаний и внедрение на «Зеленодольском заводе им. А.М. Горького».

Приложение 4. Справка к приложению № 3 (Акт опытно-промышленных испытаний и внедрения) о проведенных расчетах экономического эффекта при использовании (внедрении) новых разработок.

к Приложению №3 (Акт промышленных испытаний и внедрения) о проведенных расчетах экономического эффекта при использовании (внедрении)

новых разработок, представленных в диссертационной работе Жиркова E.H.

При применении в формовочных и стержневых смесях активированных боратфосфатных, аминоборатфосфатных и лигносульфонатных связующих в условиях литейного цеха № 27 экономический эффект составил 17,835 млн. рублей.

1. Применение в составах противопригарных покрытий, формовочных и стрежневых смесей, активированных боратфосфатных и лигносульфонатных связующих при производстве отливок из:

- стального литья экономический эффект составляет 2,7 млн. рублей;

-чугунного литья экономический эффект составляет 2,915 млн. рублей;

- титановых сплавов экономический эффект составляет 2,5 млн. рублей.

2. Применение в теплоизоляционных покрытиях и смесях, активированных боратфосфатных связующих при производстве отливок из:

-стального литья экономический эффект составляет 2,55 млн. рублей; -чугунного литья экономический эффект составляет 2,67 млн. рублей; - титановых сплавов экономический эффект составляет 2,51 млн. рублей.

3. Снижение брака отливок по пригару при применении боратфосфатных активированных связующих составляет:

-на стальном литье экономический эффект - 140 тыс. рублей;

-на чугунном литье экономический эффект - 170 тыс. рублей;

- из титановых сплавов экономический эффект - 120 тыс. рублей.

4. Снижение брака отливок по газовым раковинам при применении активированных боратфосфатных связующих для:

-стального литья экономический эффект составляет 190 тыс. рублей;

-чугунного литья экономический эффект составляет 210 тыс. рублей;

-из титановых сплавов экономический эффект составляет 140 тыс. рублей.

5. Снижение образования трещин в отливках при применении активированных боратфосфатных связующих для:

- стального литья экономический эффект составляет 90 тыс. рублей;

- чугунного литья экономический эффект составляет 110 тыс. рублей;

- титановых сплавов экономический эффект составляет 80 тыс. рублей.

Утверждаю Технический директор

АО «Зел

6. Улучшение работы выбивки для отливок с применением активированных боратфосфатных связующих составляет для:

- стального литья экономический эффект - 120 тыс. рублей

- чугунного литья экономический эффект - 150 тыс. рублей

- титановых сплавов экономический эффект - 70 тыс. рублей

7. Улучшение регенерируемости отработанных смесей с применением боратфосфатных связующих составляет 210 тыс. рублей.

8. Улучшение санитарно-гигиенических условий работы в литейном цехе составляет 190 тыс. рублей.

9. Газотворная способность формовочных и стрежневых смесей, а так же противопригарных покрытий составляет 2-4 см3/г смеси при tnporpeBa=850-

Суммарный экономический эффект от испытаний и внедрения новых разработок по диссертационной работе Жиркова E.H. составляет 17,835 млн. руб.

900°С

И/Ё.Илларионов

А.Ю.Дозорнов

Е.Н.Жирков

М.Н.Саубанов