Ресурсосберегающая технология формообразования с применением алюмоборфосфатного концентрата в литье по выплавляемым моделям тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.04, кандидат наук Верцюх, Сергей Сергеевич

• Верцюх, Сергей Сергеевич
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Верцюх, Сергей Сергеевич

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Анализ существующих способов изготовления форм в литье по выплавляемым моделям

1.1.1 Оболочковые керамические формы

1.1.2 Объемные наливные формы

1.2. Перспективы использования алюмоборфосфатного

концентрата для литья по выплавляемым моделям

1.3 Прогрессивные способы обработки материалов в точном литье

1.4 Цель и задачи исследований

ГЛАВА 2. РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБОЛОЧКОВЫХ КЕРАМИЧЕСКИХ

ФОРМ НА АЛЮМОБОРФОСФАТНОМ КОНЦЕНТРАТЕ

2.1 Кинетика химического закрепления слоев керамических

форм периклазом

2.2 Структура и свойства суспензий и керамических

форм на АБФК-связующем

2.3 Оптимизация состава суспензии для оболочковых

форм на АБФК-связующем

2.4 Разработка технологии изготовления керамических

форм на АБФК

Выводы

ГЛАВА 3. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ВОЗДЕЙСТВИЯ УЛЬТРАЗВУКА НА СУСПЕНЗИИ С ПРИМЕНЕНИЕМ

АЛЮМОБОРФОСФАТНОГО КОНЦЕНТРАТА

3.1 Особенности воздействия УЗ-поля на металлофосфатную

суспензию

3.2 Исследование процесса дегазации кварцевой суспензии

на АБФК в ультразвуковом поле

3.3 Модель ультразвуковой дегазации суспензий на АБФК

Выводы

ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ РАЗРАБОТАННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

НА КАЧЕСТВО ТОЧНЫХ ОТЛИВОК

4.1 Взаимодействие химически активных сплавов с керамическими формами и его воздействие на качество отливок

4.2 Технико-экономические показатели (ТЭП) эффективности разработанных технологий

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Приложения

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Ресурсосберегающая технология формообразования с применением алюмоборфосфатного концентрата в литье по выплавляемым моделям»

ВВЕДЕНИЕ

Научно-технический прогресс на сегодняшний день ставит перед машиностроительными предприятиями актуальную задачу повышения качества изготавливаемой продукции при общем сокращении затрат на ее производство. Данные требования объективно объясняют необходимость развития точного литья.

На сегодняшний день возможность изготовления высококачественных отливок практически любой конфигурации обеспечивает перспективный метод литья по выплавляемым моделям (ЛВМ) в разовые многослойные оболочковые формы. Однако, используемые в данном виде литья материалы, зачастую, являются дорогими, дефицитными и неэкологичными, а способ формообразования характеризуется высокой трудоемкостью и длительностью, что в совокупности приводит к получению форм с заниженными физико-механическими свойствами и отливок с низкой размерной точностью. Кроме того, несмотря на большое количество уже разработанных и успешно применяемых в ЛВМ связующих, до сих пор не существует универсального состава, позволяющего получать высококачественные отливки из широкого спектра сплавов, но при этом удовлетворяющего требованиям производства и мировым стандартам экологической безопасности.

Таким образом, разработка ресурсосберегающей технологии ЛВМ в многослойные керамические формы на неорганических недорогих и безопасных материалах является весьма актуальной задачей литейного производства.

В связи с вышеизложенным, целью представленной диссертационной работы была разработка, с учетом проведенных исследований, ресурсосберегающей технологии изготовления оболочковых керамических форм на алюмоборфосфатном концентрате (АБФК), позволяющей существенно снизить себестоимость продукции ЛВМ, повысив качественные показатели производства.

В первой главе проведен обзор используемых в производстве на современном этапе технологий литья по выплавляемым моделям, проанализированы принципиальные особенности существующих способов получения и виды керамических форм для изготовления по выплавляемым моделям различных отливок из

широкого спектра сплавов. Произведен анализ наиболее перспективных процессов получения форм в ЛВМ. В результате доказана актуальность работы, сформулированы цель и задачи исследований.

Во второй главе установлено, что задача повышения ресурсоэффективности процесса изготовления оболочковых керамических форм может быть решена путем применения в качестве связующего водного раствора алюмоборфосфатного концентрата. Исследована кинетика химического закрепления слоев огнеупорного покрытия на АБФК периклазом. Проанализирована структура и свойства огнеупорных формооболочек, а также выявлены закономерности изменения их прочности при нагреве и охлаждении. Уточнен механизм твердения в системе «АБФК-спеченный периклаз» для форм в ЛВМ. Методом планирования эксперимента сформулирована математическая модель, описывающая влияние состава суспензии на АБФК с ее свойствами: условной вязкостью, прочностью образцов при изгибе и газопроницаемостью. Разработана технология изготовления оболочковых форм из суспензии на АБФК, определено время сушки слоев оболочек, обеспечивающее полное высыхание и отсутствие расслоений.

В третьей главе выявлены закономерности ультразвуковой обработки смесей на АБФК. Установлен механизм формообразования из суспензий на АБФК-связующем в поле ультразвукового воздействия. Представлены данные по дегазации суспензий ультразвуком и разработана аналитическая модель этого процесса. Предложена методика оптимизации технологических параметров ультразвуковой обработки при производстве формооболочек, реализованная в программе

«иго.вА8».

В четвертой главе представлены результаты производственных испытаний разработанного технологического процесс точного формообразования в производстве отливок из жаропрочных никелевых сплавов, а также приведены результаты металлогрфических исследований в части изучения реакционной способности керамических форм в условиях вакуумной заливки. Экономический эффект в расчете на 1 тонну годных отливок из жаропрочных сплавов на никелевой основе, в случае внедрения на ОАО СКБ «Турбина» технологии производства с примене-

нием многослойных оболочек на АБФК-связующем, составит 1,7 млн. руб. (в ценах сентября 2012 г.).

В приложении представлена программа расчета параметров ультразвуковой обработки суспензии на АБФК-связующем, а также акт промышленных испытаний разработанной технологии литья химически активных жаропрочных сплавов на основе никеля.

Практическая значимость настоящей работы состоит в том, что обоснована теоретически и подтверждена экспериментально система научных положений, обеспечивающих ресурсосберегающий характер новых технологических решений в изготовлении оболочковых керамических форм на АБФК для отливок из различных сплавов, в частности химически активных (сплавы на основе №, сложно-легированные стали и др.). В том числе:

- получены новые данные по структурным и дилатометрическим параметрам многослойных керамических оболочковых форм на АБФК-связующем с перикла-зовой обсыпкой в области высоких температур, их физико-механическим свойствам;

- установлены закономерности влияния ультразвукового воздействия на реологические свойства суспензий и физико-механические характеристики керамических оболочковых форм, создана аналитическая функциональная модель ультразвуковой дегазации суспензий на АБФК;

- подтверждена термохимическая устойчивость керамических оболочковых корундовых форм на АБФК к заливаемым в вакууме жаропрочным никелевым сплавам.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

- данные по существующим технологиям получения керамических формо-оболочек;

- технологические процессы получения и физико-механические свойства формооболочек на металлофосфатном связующем, результаты микроструктурного анализа используемых материалов;

- кинетика отверждения слоев огнеупорного покрытия в системе «суспензия на АБФК - периклаз», а также влияние ее состава на физико-механические свойства форм на основе АБФК, результаты дилатометрического анализа формообо-лочек;

- технология получения многослойных корундовых керамических форм для ЛВМ с использованием в качестве связующего алюмоборфосфатного концентрата и зернистого периклазового песка в качестве отвердителя;

- статистическая математическая модель, характеризующая влияние состава на технологические свойства смеси и физико-механические характеристики изготавливаемых форм, методика определения параметров технологии получения формооболочек с заданным набором свойств;

- механизм упрочнения многослойных керамических форм из суспензий на основе водного фосфатного связующего и влияние изменения температуры на прочность оболочек на основе результатов дериватографии и качественного рент-генофазового анализа;

- аналитическая модель, описывающая процессы дегазации суспензий на АБФК, протекающие при ультразвуковом воздействии;

- результаты проведенных в производственных условиях испытаний разработанной ресурсосберегающей технологии получения многослойных керамических форм.

Для решения задач диссертационной работы применялись следующие научные методы: кондуктометрия, дилатометрический, дериватографический и качественный рентгенофазовый анализы, растровая электронная микроскопия, метод планирования эксперимента.

Диссертация включает в себя введение, четыре главы, заключение, список литературы и приложения.

Представленная диссертационная работа выполнена на кафедре металлургии и литейного производства федерального государственного бюджетного учреждения высшего профессионального образования «Южно-Уральский государственный университет» (национальный исследовательский университет).

Основные материалы диссертационной работы представлялись на 9-ом и 10-ом съезде литейщиков России (2009, 2011 гг.), 8-ой Всероссийской научно-практической конференции (Санкт-Петербург) (2010 год), 6-ой Уральской межрегиональной молодежной выставке научно-технического творчества молодежи (НТТМ) изобретателей, рационализаторов «Евразийские ворота России», проводимой в рамках Всероссийской программы «Шаг в будущее» (медаль 1-ой степени в номинации «Лучшая рационализаторская разработка», Челябинск, 2011 г.), 11-ой Всероссийской выставке НТТМ (премия Президента Российской Федерации, установленная указом от 6 апреля 2006 года №325 «О мерах государственной поддержки талантливой молодежи», Москва, 2011 г.), 3-ей, 4-ой и 5-ой конференции аспирантов и докторантов ЮУрГУ (2011-2013 гг.), 63-ей 64-ой и 65-ой научных конференциях преподавателей и сотрудников ЮУрГУ (2011 -2013 гг.).

По материалам исследований в открытой печати опубликовано 11 статей (в том числе 6 из Перечня рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ), выдано 5 патентов на изобретения.

Диссертация включает в себя 126 страниц машинописного текста с 18 таблицами, 33 рисунками, списком литературы, включающим 109 наименований, приложения на 3 страницах.

ГЛАВА 1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЙ

Литейное производство существенно влияет на качество и надежность современных машин и оборудования. Развитие техники предъявляет свои требования к качеству отливок. Современные литые заготовки должны иметь высокие механические свойства, физические и химические характеристики, а также точность при минимальной толщине стенок и массе.

Разработка новых образцов современной техники, конкурентоспособной на мировом рынке в областях приборостроения, металлургии, а также машиностроения поднимают проблему перевода на качественно новый уровень точного литья отливок, работающих в химически агрессивных средах и при высоких физических нагрузках.

Важнейшей задачей литейного производства в целом является улучшение экологической обстановки на рабочих местах, а также обеспечение ресурсосберегающего характера литейной технологии. Решить указанную задачу можно путем комплексной автоматизации производства, основанной на использовании прогрессивных технологических процессов.

В настоящее время основным методом литья по выплавляемым моделям (ЛВМ) является способ получения отливок в многослойные керамические формы, позволяющий изготавливать литые заготовки сложной конфигурации с развитыми поверхностями и большим количеством технологических поднутрений [1, 2, 3, 4, 5, 6]. Основными причинами брака в ЛВМ являются, в первую очередь, низкое качество керамических форм, вызванное несовершенством технологии их изготовления и качеством используемых при этом формовочных и модельных материалов [7, 8].

В связи с этим, был проведен анализ применяемых на отечественных и зарубежных литейных заводах и научно-исследовательских институтах прогрессивных технологических процессов. В результате сформулированы цель и задачи исследования.

1.1 Анализ существующих способов изготовления форм в литье по выплавляемым моделям

Важнейшим объектом исследований представленной диссертационной работы является точное литье по выплавляемым моделям.

Анализ данных отечественной и иностранной литературы [7, 9, 10] показал, что способ литья по выплавляемым моделям, благодаря своим преимуществам, получил значительное распространение в машиностроении и приборостроении. Объясняется это, в первую очередь, геометрическими особенностями некоторых деталей, которые технически невозможно, или экономически нецелесообразно получать какими-либо другими способами [11, 12, 13].

Возможность успешного промышленного применения ЛВМ во многом определялась не только достижениями в развитии литейной технологии, но и химии кремнийорганических соединений, в частности - разработкой промышленного метода получения этилсиликата, являющегося исходным материалом высокого качества для приготовления связующего.

Стартовой площадкой для развития этого метода служили разработки литейных связующих для ЛВМ, которые, главным образом, предназначались для изготовления разного рода турбинных лопаток газотурбинных двигателей наземного и воздушного базирования (ГТД). В процессе развития и совершенствования технологий изменялись и конструкционные особенности изготавливаемых отливок [7]. Таким образом, в начале 60-х годов из жаропрочных сплавов на никелевой основе получали уже цельнолитые колеса рабочие турбин с опорным бандажным кольцом. Стоит отметить, что на начальном этапе промышленного освоения метода ЛВМ применяли сложный, дительный и ресурсозатратный процесс, основывавшийся на применении дорогих материалов - натурального воска, этилсиликатного раствора в качестве связующего и наполнителя. В связи с длительностью цикла (до трех суток) и дороговизне отливок, изготавливаемых данным методом, применение его было весьма ограниченным.

Благодаря научно-техническому прогрессу, коснувшемуся и особенностей технологии литья по выплавляемым моделям, появилась возможность существенно расширить возможности этого метода, обеспечить высокоэффективность его применения в серийном и массовом производстве.

Благодаря постоянным научным исследованиям, промышленное использование ЛВМ обеспечивает получение сложных по форме и различных по развесу отливок с толщиной стенок менее 1 мм и шероховатостью поверхности от Яг = 20 мкм до Яа = 1,25 мкм (ГОСТ 2789-73), а также высокой размерной точностью практически из любых литейных сплавов [7].

В процессе развития исследуемого метода были определены его два основных вида: литье в многослойные формооболочки и литье в монолитные керамические формы. Учитывая достоинства и недостатки каждого из этих методов,а также зная конкретные условия производства, можно выбрать способ литья, позволяющий получать отливки с необходимыми свойствами и минимальными капиталовложениями.

Высокая точность отливок, получаемых методом ЛВМ, обеспечивает возможность свести к минимуму необходимость механической обработки, а в ряде случаев исключить ее полностью [7]. Благодаря этому резко снижаются затраты, а, следовательно, и себестоимость изделий, снижается расход металла и инструмента, экономится энергия, зависимость от человеческого фактора, потребность в оборудовании, приспособлениях, производственных площадях. Использование ЛВМ позволяет максимально снизить массовые и габаритные характеристики отдельных изделий и агрегатов, позволяет конструкторам объединять различные детали в единые цельнолитые узлы, а также изготавливать изделия, получить которые другими способами не представляется возможным.

Наряду с указанными преимуществами литья по выплавляемым моделям существующие технологии, по-прежнему, характеризуются высокими затратами времени, материалов и энергии, а также вредными экологическими условиями. В этой связи, перспективы развития прогрессивного метода ЛВМ для получения точных отливок из различных сплавов связываются с разработкой совершенно

новых ресурсосберегающих технологий, применением экологичных недорогих материалов, позволяющих обеспечить высокое качество продукции при минимальных затратах и отсутствии вреда окружающей среде.

1.1.1 Оболочковые керамические формы

Многослойные оболочковые керамические формы должны удовлетворять ряду технологических требований [5, 14]:

- высокая термохимическая стойкость (для сталей, как правило, не ниже 1600 °С) материалов формы к модельному составу и заливаемому металлу;

- низкий коэффициент линейного расширения при термическом воздействии;

- стабильность структуры и свойств при нагреве и охлаждении;

- податливость чтобы не препятствовать усадке сплава;

- обеспечение требуемой шероховатости поверхности, размерной и геометрической точности получаемых отливок.

В состав керамической оболочковой формы входят: огнеупорная полифракционная основа и связующее.

Огнеупорные материалы керамических оболочковых форм по химическому составу подразделяют на оксидные и углеродные. В то же время, в зависимости от величины водородного показателя, оксидные формы делятся на кислые, амфотер-ные и основные.

Наиболее широко распространены кислые кварцевые огнеупорные материалы. Они не требуют существенных затрат, поэтому широко распространены в массовом и крупносерийном производстве отливок различного назначения массой до 3...5 кг из простых углеродистых и низколегированных сталей.

Материалы на основе А120з применяют при получении отливок из сложноле-гированных сталей, а также жаропрочных сплавов на никелевой основе. Наиболее широкое применение имеет электрокорунд (а-А120з) - высокоогнеупорный, химически инертный и термически стойкий материал. Он имеет нейтральный водородный показатель и температуру плавления 2120 °С. Суммарный коэффициент

термического линейного расширения в интервале температур от 20 до 2000 °С составляет 2 %. По количеству примесей электрокорунд классифицируют на нормальный и белый, содержащие, соответственно до 6 и до 1,5 % примесей. Для лицевых слоев форм, как правило, используется белый электрокорунд, а для последующих - нормальный. Применение электрокорунда в качестве огнеупорного материала форм позволяет исключить использование опорного наполнителя. Дороговизна и дефицитность электрокорунда обуславливает его применяемость только при производстве отливок ответственного назначения.

Основные оксиды - СаО - используют только при производстве отли-

вок из химически активных в жидком состоянии к кислотным оксидам сплавов. Оксид магния N^0 целесообразно применять при производстве отливок из износостойких высокомарганцовистых сталей. Оксид кальция СаО обладает высокой термохимической стойкостью к расплавам титана, платины, урана. Оксиды магния и кальция обладают высокой гигроскопичностью, поэтому формы и стержни из них хранят при повышенных температурах или в герметичной упаковке. Углеродные формы используют при изготовлении отливок из титановых сплавов.

При производстве оболочковых керамических форм в основном используется гидролизованный раствор этилсиликата (ГРЭТС) и жидкостекольное связующее (ЖС). В соответствии с литературными данными [14, 15, 16], наиболее высокие и стабильные свойства имеют керамические формы, полученные гидролизом этил-силиката в присутствии органических растворителей (спирты, ацетон). Недостатком данного способа является дороговизна и неэкологичность процесса [17,18].

Для решения данной проблемы была разработана технология бесспиртового гидролиза [19]. Эта технология, наряду с преимуществами, имеет существенный недостаток, так как не обеспечивает стабильности протекания процесса гидролиза. Однако данный способ не обеспечивал керамическим формам необходимой прочности и был непригоден для изготовления крупных отливок.

С целью повышения экологической безопасности был разработан ряд неорганических связующих на основе водного раствора кремнезоля. Однако, данный материал не позволяет обеспечить стабильно высокую прочность керамическим

формооболочкам, поэтому требуют нанесения большего количества огнеупорных слоев, нежели для стандартных этилсиликатных форм. Совокупность этих факторов исключает возможность использования кремнезольных связующих для изготовления крупногабаритного литья.

Сохранить физико-механические характеристики форм [22, 23] и обеспечить улучшение экологических ситуаций в цехах JIBM позволяет применение готовых этилсиликатных связующих (ГС-20Э, ГС-12И (Россия); Silester (Англия), VP (ФРГ)) [7]. При этом отечественные готовые связующие обладают низкой седи-ментационной устойчивостью, а импортные, зачастую, слишком дороги.

Улучшить экологическую обстановку в литейных цехах и снизить себестоимость продукции позволяет замена ГРЭТС на жидкостекольное связующее. Однако, несмотря на ряд таких достоинств жидкого стекла, как низкая стоимость и экологичность, применение его сдерживается. Это связано, в первую очередь, с невозможностью использования для лицевых слоев формооболочек из-за низкой термопрочности, вследствие чего наблюдается высокое пригарообразование и нарушение геометрической точности литых заготовок.

Повышение модуля жидкого стекла за счёт снижения содержания Na20 способствует улучшению его свойств, для этого ЖС обрабатывают растворами кислотными растворами (HCl, H2SO4, HNO3, Н3РО4) [10, 29]. При этом наблюдается низкая живучесть жидкого стекла и высокая скорость гелеобразования при резком ухудшении санитарных норм на рабочих местах.

Благодаря модифицированию жидкостекольного связующего твердым коллоидальным кремнеземом или высокомолекулярным соединениями в автоклавах удается получить высококремнеземное ЖС [30]. Однако применение этого метода не рационально при небольших объемах производства, ввиду резкого сокращения времени его хранения [7, 31].

Технология повышения модуля жидкого стекла на ионообменных смолах [7, 10, 11] представляет собой трудоемкий и экономически неэффективный для предприятий-потребителей процесс. Его широкое распространение обусловлено применением при промышленном производстве коллоидных растворов кремнезёма

(кремнезолей) («Bayer AG» (Германия), «Ludex» (США), «Syton» (Англия), «Си-золь» и «Сиалит» (Россия)) [7]. Коллоидный кремнезоль представляет собой практически прозрачную жидкость с находящимися в ней во взвешенном состоянии частицами S1O2 размером порядка 10"9 м. Частицы SiÜ2B коллоидном кремне-золе представляют собой аморфные некристаллические электрически заряженные частицы. Как правило, сырьем для приготовления связующих на основе коллоидного кремнезоля служит силикат натрия. До 80-х годов коллоидный кремнезоль применялся в литье по выплавляемым моделям в чистом виде, однако такая технология не позволяла получать высокого качества отливок. В настоящее время коллоидные кремнезоли являются лучшей альтернативой применяемым органическим связующим. Наиболее технологичным представляется применение кремнезоля «Ludex», однако процесс приготовления суспензии на его основе длится более 24 часов [32]. Использование связующего «Syton» ввиду низкой смачивающей способности интенсивного пенообразования при замешивании не представляется возможным без специальных пассивирующих добавок (пеногаси-тели, смачивающие агенты) [26], что отрицательно влияет на экологию производства. Помимо всего прочего, импортные кремнезоли могут вызывать раздражение кожи и глаз. Отечественные связующие составы «Сизоль» и «Сиалит» обладают высокой седиментационной устойчивостью и живучестью [7, 32, 33, 34]. Однако, опыт использования на предприятии ОАО «ЧТЗ-Уралтрак» показал, что данные суспензии на данных кремнезолях не обладают стойкостью к перепадам температур [7, 32, 36].

Перспективным методом повышения модуля жидкого стекла, с точки зрения улучшения технологических свойств, является электродиализная обработка [37]. Для подготовки связующего применяется малогабаритная установка, позволяющая подготовить любое количество связующего непосредственно на предприятии-потребителе. Распространение данного способа сдерживается из-за низкой эффективности [38].

Применение ЖС в качестве связующего опорных слоев оболочки, также не отвечает требованиям получения отливок надлежащего качества. Низкая термо-

прочность форм на жидком стекле обусловлена плавлением его при температуре 793 °С. Превышение данного значения при заливке стали способствует размягчению оболочки, как следствие, снижается точность и повышается риск трещинооб-разования в отливках. При охлаждении же до температуры ниже 600 °С прочность таких оболочек существенно превышает оболочки со связующим на ГРЭТС. Данная особенность способствует ухудшению выбиваемости отливок из жидкостекольных и комбинированных форм.

В ЛВМ, на сегодняшний день, существует ряд разнообразных технологий, созданных для сокращения цикла формообразования. Так, для сокращения времени отверждения слоев керамических форм на ГРЭТС применяют химические способы: воздушно-аммиачную сушку, отверждение в растворах щелочей [1, 2] и др.

При изготовлении многослойных керамических форм на жидком стекле для сокращения времени отверждения слоя, а также с целью повышения прочностных характеристик производят химическое закрепление жидкостекольных слоев оболочек. С этой целью применяют водные растворы аммониевых солей, хлоридов алюминия или кальция, а также подкисленный соляной кислотой раствор окси-хлорида алюминия [7]. При этом улучшаются условия для прохождения процесса гелеобразования и повышаются прочностные свойства оболочек. Однако, низкая пропитывающая способность указанных растворов обеспечивает ускоренное протекание процесса только с поверхности слоя. Неравномерность гелеобразования препятствует свободному прохождению процесса усадки, как следствие, в форме возникают усадочные напряжения, способствующие развитию микротрещин в пленках связующего. Это приводит к нарушению точности форм и снижению качества отливок.

1.1.2 Наливные объемные формы

Способ ЛВМ в монолитные керамические формы широко распространен при изготовлении отливок из цветных сплавов.

В качестве связующего в ювелирном и художественном J1BM применяют, как правило, гипс [6, 37, 38, 39]. При этом наиболее распространены импортные смеси «К-90», «Satincast», «Supercast», «Ultra-vest» [16, 40, 41], отечественные -«Ювелирная-1» и «Ювелирная-2» [7]. При всех преимуществах, отечественные связующие не пригодны для крупных тонкорельефных отливок, а импортные неоправданно дороги, а низкая живучесть не позволяет активно воздействовать на процессы формообразования (вакуум, вибрация, ультразвук) при изготовлении крупногабаритных литых заготовок.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Верцюх, Сергей Сергеевич, 2014 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Рускол, В.И. Технология нового тысячелетия / В.И. Рускол // Литейное производство, 2002. - № 5. - С. 37-38.

2. Ребонен, В.Н. Прогрессивные способы литья в современных условиях / В.Н. Робенен, А.А. Косилов, А.А. Лисовой // Литейное производство, 2002. - № 5. -С. 19-20.

3. Investment Mold Préparation for Reactive Metals // Foundry management & technology, 1998. - January. - P. E-6-E-7.

4. Dean M. Peters. Moldmaking'97 // Foundry management & technology, 1997. - October. - P. 30.

5. Литьё по выплавляемым моделям / под общ. ред. Я.И. Шкленника, В.А. Озерова. - М.: Машиностроение, 1984. - 408 с.

6. Козик, В.Ф. Технология и оборудование для получения прецизионных отливок колёс компрессора / В.Ф. Козик, И.Б. Сокол, В.Д. Беляев // Литейное производство, 1997. - № Ю. - С. 19-20.

7. Варламов, А.С. Технологические процессы точного формообразования в литье по выплавляемым моделям: дис. ... к-та техн. наук / А.С. Варламов. -Челябинск, 2011. -192 с.

8. Специальные способы литья: Справочник / Под ред. В.Д. Ефимова. - М.: Машиностроение, 1991. - 436 с.

9. Филинков, М.Д. Основы технологии литейного производства / М.Д. Фи-линков. - Иркутск: Издательство Иркутского университета, 1988. - 138 с.

10. Оболенцев, Ф.Д. Формирование тонкорельефной литой поверхности / Ф.Д. Оболенцев, Л.А. Иванова // Литейное производство, 1982. - № 5. - С. 11-12.

11. Озеров, В.А. Литье повышенной точности по разовым моделям / В.А. Озеров, В.Ф. Гаранин. - М.: Высшая школа, 1988. - 85 с.

12. Лакеев, А.С. Прогрессивные способы изготовления точных отливок / А.С. Лакеев, Л.А. Щегловитов, Ю.Д. Кузьмин. - К.: Техника, 1984. - 160 с.

13. Иванова, JI.A. Методы формообразования тонкорельефных отливок / Л.А. Иванова. - М.: ВНИТЭМР, 1988. - С. 2-19.

14. Лакеев, А.С. Формообразование в точном литье / А.С. Лакеев. - К.: На-укова Думка, 1986. - 256 с.

15. Литье по выплавляемым моделям: Инженерная монография / Под общ. ред. Я.И. Шкленника, В.А.Озерова. - М.: Машиностроение, 1971. - 436с.

16. Знаменский, Л.Г. Теоретические и технологические основы активации физическими полями материалов и процессов в точном литье: дис. ... д-ра техн. наук / Л.Г. Знаменский. -Челябинск, 2004. - 464 с.

17. Герасимов, С.П. О технологии художественного литья / С.П. Герасимов, М.В. Пикунов // Известия высших учебных заведений: Цветная металлургия, 1998.-№4.-С. 35-40.

18. Hans J. Heine. Today's Method of producing Art Castings // Foundry management & technology, 1990. - January. - P. 48-52.

19. Особенности технологии камерного художественного литья / И.В. Постников, Д.И. Киселёв, А.А. Бречко и др. // Литейное производство, 2003. - № 1. -С. 37-38.

20. Емельянов, В.О. Получение отливок с развитым рельефом для художественных изделий / В.О. Емельянов, А.А. Бречко // Литейное производство, 2000. -№ 1.-С. 25-27.

21. Кривицкий, В.С. Об экологических проблемах литейного производства / В.С. Кривицкий // Литейное производство. - 1998. - № 1. - С. 35-39.

22. Этил силикаты и продукты на их основе / В.М. Копылов, А.В. Лоханкин, Е.А. Озеренко и др. // Литейное производство, 1990. - № 3. - С.21-22.

23. Совершенствование процесса изготовления керамических форм / Т.В. Иванова, Г.А. Киселёва, Т.М. Кириллова и др. // Литейное производство, 1992. -№7.-С. 18-19.

24. Мартынов, К.В. Особенности формирования структуры поверхности контактного слоя керамических форм на основе ЭТС—40 и Сиалит-20С / К.В.

Мартынов, В.О. Емельянов, А.А. Бречко // Литейщик России, 2006. - № 2. - С. 24-27.

25. Савельев, Ю.Н. Применение связующего «Сиалит-20» в крупногабаритном литье по выплавляемым моделям / Ю.Н. Савельев, А.С. Грибанов, B.C. Кучеренко // Литейщик России, 2006. - № 5. - С. 23-24.

26. Отечественное готовое связующее для изготовления форм по выплавляемым моделям / В.Г. Полывъяный, В.М. Копылов, Н.И. Алексеева и др. // Литейное производство, 1990. - № 8. - С. 13-14.

27. Изготовление форм по выплавляемым моделям с использованием готовых этилсиликатных связующих / В.А. Озеров, В.Ф. Гаранин, А.С. Муркина и др. // Литейное производство, 1990. - № 7. - С. 18-20.

28. John R. Wright. Investment Casting Technology Review // Foundry management & technology. - 1996. - February. - P. 42-47.

29. Гаранин, В.Ф. Водные этил силикатные связующие в литье по выплавляемым моделям / В.Ф. Гагарин, А.С. Муркина, О.А. Куренкова // Литейное производство, 1997. - № 4. - С. 31.

30. Суслов, А.Е. Некоторые аспекты технологии ЛВМ / А.Е. Суслов // Литейное производство, 2001. - № 11. - С. 24-25.

31. Производство точных отливок / И. Дошкарж, Я. Габриель, М. Гоушть и др. - М.: Машиностроение, 1979. - 296 с.

32. Фам, Нгок Чук Проблема повышения удельной прочности жидкосте-кольных смесей / Нгок Чук Фам, Ю.М. Овчинников, Е.С. Гамов // Тезисы докладов IV съезда литейщиков России.- М.: «Радуница», 20-24 сентября 1999 г. - С. 238-242.

33. Ким, Г.П. Использование разнослойных оболочковых форм / Г.П. Ким, Н.В. Маркина, Н.Б. Зубкова // Литейное производство, 2002. - № 4. - С. 17-18.

34. Грузман, В.М. Улучшение выбиваемости жидкостекольных смесей / В.М. Грузман // Литейное производство, 1999. - № 11. - С. 30-31.

35. Кукуй, Д.М. Автоклавное модифицирование жидкого стекла высокомолекулярными соединениями / Д.М. Кукуй, В.В. Шевчук, М.Н. Корженевич // Литейное производство, 1989. - № 2. - С. 10-11.

36. Высококремнезёмное жидкостекольное связующее для литейного производства / A.B. Афонаскин, В.А. Богма, С.А. Никифоров и др. // Тезисы докладов IV съезда литейщиков России.- М.: «Радуница», 20-24 сентября 1999 г. - С. 232234.

37. Никифоров, С.А. Отечественные кремнезоли для литейного производства / С.А. Никифоров, П.А. Никифоров, Ф.А. Закиров // Литейное производство, 2001.-№ 1.-С. 27-28.

38. Стрюченко, A.A. Керамические формы в точном литье по постоянным моделям / A.A. Стрюченко, Э.В. Захарченко. - М.: Машиностроение, 1988.- 128 с.

39. Иванов, В.Н. Кремнезольное связующее для литья по выплавляем моделям / В.Н. Иванов, И.Н. Гагин // Литейное производство, 2000. - № 10. - С. 29.

40. Применение отечественного коллоидного силиката натрия (кремнезоля) марок «Сиалит» в качестве термостойкого связующего в металлургических производствах / H.A. Молчанов, A.A. Федурин, Ф.А. Закиров и др. // Труды пятого съезда литейщиков России.- М.: «Радуница», 21-25 мая 2001 г. - С. 341-345.

41. Иванов, В.Н. Перспективы использования кремнезольного связующего / В.Н. Иванов, И.Н. Гагин // Литейное производство, 2000. - № 7. - С. 42-43.

42. Повышение термостойкости комбинированных оболочковых форм в литье по выплавляемым моделям на Челябинском тракторном заводе / В.В. Берес-нев, С.А. Никифоров, B.C. Клименченко и др. // Литейное производство, 2001. -№5.-С. 27-29.

43. Лехте, К. «Cordis» - неорганические связующие: свойства и опыт использования / К. Лехте, Р. Боем // Casting plant and Technology, 2006 г.

44. Применение кремнезоля при изготовлении оболочковых форм в условиях массового производства / Ю.Г. Хмелёв, Г.А. Дубровская, E.H. Лебедев и др. // Литейное производство, 1989. -№ 3. - С. 18-19.

45. Галдин, Н.М. Отливки в точном машиностроении / Н.М. Галдин. - М.: Машиностроение, 1983. - 176 с.

46. Производство отливок из сплавов цветных металлов / A.B. Курдюмов, М.В. Пикунов, В.М. Чурсин и др. - М.: МИСИС, 1996. - 504 с.

47. Кваша, Ф.С. «Inotec» оправдывает себя / Ф.С. Кваша // Литейное производство. - 2008. - № 1. - С. 52-54.

48. Материалы на основе металлофосфатов / З.А. Копейкин, А.П. Петрова, И.Л. Рашкован и др. - М.: Химия, 1976. - 199 с.

49. Ривкин, С.И., Магнийфосфатные самотвердеющие смеси / С.И. Ривкин, E.H. Юртинсон // Прогрессивные формовочные смеси и технологические процессы изготовления и использования в литейном производстве. - Минск, 1987. — С. 40-41.

50. Косняку, К. Литье в керамические формы / К. Косняку, М. Видя. - М.: Машиностроение, 1980. - 200 с.

51. Steqq A.J. The Show process. Foundry Trade J., 1980, № 3197, p. 429-430, 433, 436-438.

52. Металлофосфатные связующие и смеси: Монография / Под общ. ред. Илларионова И.Е. - Чебоксары: Изд-во при Чуваш, ун-те, 1995. - 524 с.

53. Иларионов, И.Е. Классификация металлофосфатных связующих для изготовления отливок / И.Е. Илларионов // Пути рационального использования материальных ресурсов в литейном производстве. - Челябинск, 1986. - С. 18-19.

54. A.c. 339091 СССР. Способ приготовления самотвердеющей формовочной смеси / A.M. Лясс, С.С. Жуковский, С.Д. Тепляков. - Бюл. № 16, 1972.

55. Йелинек, О. Разработка самотвердеющих смесей на основе связующей системы «хромомагнезит - тригидрогенфосфорная кислота»: Пер. с чешек. Ю.Н. Ярошевича / О. Йелинек, И. Ульрих // Торговая палата Белорусской ССР. - № 17285/1. - Минск, 1983. - 22 с.

56. Влияние клеящей способности металлофосфатных связующих на прочность смесей / Фокин В.И., Багрова Н.В., Королёв Г.П. и др. // Литейное производство, 1998. - № 9. - с. 17-18.

57. Борсук, П.А.Жидкие самотвердеющие смеси / П.А. Борсук, A.M. Лясс. -М.: Машиностроение, 1979. - 255 с.

58. Пат. 4390370 США. Металлофосфатные связующие и литьевые формы на их основе / Charles Е. Seeney (США). - № 342308, 1983 // Изобретения в СССР и за рубежом, 1984. - Вып. 32. - № 3. - С. 42.

59. Знаменский, Л.Г. Активация физическими полями литейных процессов : монография / Л.Г. Знаменский, О.В. Ивочкина, В.В. Ерофеев. - Челябинск : Изд-во ЦНТИ, 2009. - 249 с.

60. Электроимпульсная и ультразвуковая обработка материалов в точном литье : монография / Л.Г. Знаменский, О.В. Ивочкина, Б.А. Кулаков, В.В. Крымский, - Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ , 2010. - 259 с.

61. Основы физики и техники ультразвука / Б.А. Агранат, М.Н. Дубровин, H.H. Хавский и др. - М.: Высш. шк., 1987. - 352 с.

62. Абрамов О.В., Хорбенко И.Г., Швегла Ш. Ультразвуковая обработка материалов. - М.: Машиностроение, 1984. - 280 с.

63. Применение ультразвука в промышленности / Под. ред. А.И. Маркова. -М.: Машиностроение, 1975. - 240 с.

64. Lechtte, К. Regenierung von anorganisch gebundenen Gießereisandkernen «Cordis» / К. Lechte // Giesserei, 2009 г. - Nr 11. - S. 31-33.

65. Muller, J. Verbesserte Eigenschaften von Al-Gussteilen durch den Einsatz von INOTEC-Kernen // Giesserei, 2008 r. - Nr 1. - S. 17-19.

66. Оценка хрупкости форм и стержней на основе физической модели /Е.В. Болдырев, Е.С. Гамов, И.Д. Шумов и др. // Повышение качества фасонных отливок и экономия металла при их производстве: Тез. докл. Всесоюзной науч.-техн. конференции, Краматорск: г. Москва, 1984. - С. 130-132.

67. Гамов, Е.С. Малоотходные песчано-феррифосфатные смеси / Е.С. Гамов, Е.В. Болдырев, В.Е. Ермаков // Совершенствование процессов точного литья и их интенсификация: Тез. докл. респ. науч.-техн. конф., Кишинев, 1984. - С. 6-9.

68. Александров, А.Н. Применение новых метало- и трудосберегающих технологических процессов - основной путь интенсивного развития литейного

производства / А.Н. Александров // Новые металло- и трудосберегающие технологические процессы в литейном производстве: Тез. докл. науч. - техн. Уральской конф. - Челябинск, 1984. - С. 1-3.

69. Дрягин, Ю.А. Новые самотвердеющие смеси с ортофосфорной кислотой и бокситом / Ю.А. Дрягин, A.A. Никифоров // Прогрессивные процессы изготовления качественных отливок в песчаных формах: Тез. докл. науч.-техн. конф. -Челябинск, 1987. - С. 22.

70. Швецов В.И., Изосимов В.А. Организация эксперимента и проведение научных исследований. - Челябинск: ЧПИ, 1989. - 61 с.

71. Знаменский, Л.Г. Технология литья в оболочковые керамические формы с применением алюмоборфосфатного концентрата / Л.Г. Знаменский, О.В. Ивоч-кина, С.С. Верцюх // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия «Металлургия». - 2011. - № 38 - С. 45-47.

72. Знаменский, Л.Г. Ускоренное формообразование на алюмоборфосфат-ном концентрате для литья по выплавляемым моделям /Л.Г. Знаменский, О.В. Ивочкина, A.C. Варламов, С.С. Верцюх // Литейщик России. - 2012. - №3 - С. 3335.

73. Знаменский, Л.Г. Применение алюмоборфосфатного концентрата в процессах формообразования для литья по выплавляемым моделям / Л.Г. Знаменский, О.В. Ивочкина, A.C. Варламов, С.С. Верцюх // Литейное производство. -2012.-№3.-С. 29-32.

74. Знаменский, Л.Г. Ресурсосберегающие технологии формообразования в литье по выплавляемым моделям / Л.Г. Знаменский, О.В. Ивочкина, A.C. Варламов, С.С. Верцюх // Заготовительные производства в машиностроении. - 2012. - № 12-С. 3-5.

75. Дериватограммы, инфракрасные и мессбауэровские спектры стандартных образцов фазового состава / Е.Л. Розинова, Л.Г. Кузнецова, B.C. Козлов и др. - Дополнение к каталогу СПб., 1992. - 159 с.

76. Рентгеноструктурный фазовый анализ: Методическое руководство к лабораторным работам / сост. Д.А. Мирзаев, Ю.Н. Гойхенберг. - Челябинск: ЧПИ, 1977.- 14 с.

77. Михеев, В.И. Рентгенометрический определитель минералов / В.И. Михеев, Э.П. Сальдау. - JL: Недра, 1965. - 363 с.

78. Накамото, К. ИК-спектры и спектры KP неорганических и координационных соединений: Пер. с англ. / К. Накамото. - М.: Мир, 1991. - 536с.

79. Инфракрасные спектры полимеров и вспомогательных веществ / Под. ред. В.М. Чулановского. - JL: Химия, 1969. - 356 с.

80. Плюснина, И.И. Инфракрасные спектры минералов / И.И. Плюснина. -М.: МГТУ, 1979. - 139 с.

81. Москунов, A.M. Графитовые смеси с алюмофосфатной связкой для полупостоянных форм / A.M. Москунов, Ю.П. Поручников, Ю.Л. Буньков // Литейное производство, 1977. - № 8. - С. 22-23.

82. Поручиков, Ю.П. Технологические особенности изготовления полупостоянных литейных форм на фосфатном связующем / И.А. Максунов, A.M. Мок-сунов // Современные методы изготовления литейных форм и стержней: Семинар МДНТП. - Москва, 1982. - С. 47-49.

83. Знаменский, Л.Г. Корундовые формы на алюмоборфосфатном концентрате в точном литье / Л.Г. Знаменский, О.В. Ивочкина, A.C. Варламов, С.С. Верцюх, М.В. Судариков // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Сер. Металлургия. - 2012. - № 39. - С. 52-56.

84. Знаменский, Л.Г. Бескремнеземное связующее в точном литье химически активных сплавов / Л.Г. Знаменский, A.C. Варламов, С.С. Верцюх // Литейное производство. - 2013. - №8 - С. 15-17.

85. Фосфатные связующие для оболочковых форм отливок по выплавляемым моделям / Л.В. Клемчук, В.Ф. Антипенко, Л.А. Бочаров и др. // Литейное производство, 1978. - № 1. - С. 25.

86. Пат. №2404011 Российская Федерация МПК В22С 1/00. Способ подготовки зернистых материалов для изготовления керамических форм и стержней /

Л.Г. Знаменский, O.B. Ивочкина, A.C. Варламов, С.С. Верцюх.; заявка №2009139872/02; заявл. 28.10.2009; опубл. 20.11.2011, Бюл. № 32.

87. Пат. №2412778 Российская Федерация МПК В22С 1/18. Способ химического закрепления слоев жидкостекольного покрытия в литье по выплавляемым моделям / Л.Г. Знаменский, О.В. Ивочкина, A.C. Варламов, Верцюх С.С.; заявка №2009147986/02; заявл. 23.12.2009; опубл. 27.02.2011, Бюл. № 6.

88. Кривицкий, B.C. Металлофосфатные смеси в литейном производстве / B.C. Кривицкий, С.М. Глебов, В.Ю. Пирайнен // Литейное производство сегодня и завтра: Тезисы докладов 7-й Всероссийской научно-практической конференции. - СПб.: Изд-во Политехи, ун-та, 2008. - С. 133-141.

89. Химико-термическая активация формовочных песков / Ю.П. Васин, В.М. Александров, Б.А. Кулаков, Цайзер Г.Г. и др. // Литейное производство, 1979.-№ 1.-С. 14-15.

90. Пат. №2499650 Российская Федерация МПК В22С 1/00. Способ приготовления бескремнеземного связующего для литья по выплавляемым моделям химически активных сплавов / Л.Г. Знаменский, С.С. Верцюх, A.C. Варламов.; заявка №2012143558/02; заявл. 11.10.2012; опубл. 27.11.2013, Бюл. №33.

91. Глинка, Н.Л. Общая химия / Н.Л. Глинка // Химия.-Л., 1983. -704с.

92. Пат. №2478453 Российская Федерация МПК В22С 1/00. Способ изготовления форм по выплавляемым моделям (варианты) / Л.Г. Знаменский, О.В. Ивочкина, С.С. Верцюх.; заявка №2011146577/02; заявл. 16.11.2011; опубл. 10.04.2013, Бюл. №10.

93. Пат. №2443499 Российская Федерация МПК В22С 1/00. Способ подготовки зернистых материалов для изготовления керамических форм и стержней в литье по выплавляемым моделям / Л.Г. Знаменский, О.В. Ивочкина, С.С. Верцюх.; заявка №2010148809/02; заявл. 29.11.2010; опубл. 27.02.2012, Бюл. №6.

94. Кристаллогидратные самотвердеющие смеси // Тезисы докладов науч.-техн. конф. г. Липецк / Под ред. Е.С. Гамова, Т.И. Ляпина - Липецк, 1976. - 190 с.

95. Фридрисхберг, А. Курс коллоидной химии / А. Фридрихсберг. -Л.: Химия, 1974.-352 с.

96. Фролов, Ю.Г. Курс коллоидной химии (поверхностные явления и дисперсные системы) / Ю.Г. Фролов. - М.: Химия, 1982. - 400 с.

97. Евстратова К.И., Купина H.A., Малахова Е.Е. Физическая и коллоидная химия. - М.: Высш. шк., 1990. - 487 е..

98. Рэмсден Э.Н. Начала современной химии. - JL: Химия, 1989.-784 с.

99. Теоретические основы литейной технологии / Под ред. А. Ветишка. Пер. с чешек.. - Киев: Вища школа, 1981. - 320 с.

100. Пикаев А.К. Сольватированный электрон в радиационной химии. - М.: Наука, 1969.-234 с.

101. Харт Э., Анбар М. Гидратированный электрон: Пер. с англ. - М.: Ато-миздат, 1973.-280 с.

102. Клосс А.И. Электрон-радикальная диссоциация и механизм активации воды // ДАН СССР. Серия Ф-Х. - 1989. - № 8. - С. 1403-1407.

103. Конотопов, B.C. Пористые формы в JIBM / B.C. Конотопов, В.Ф. Антипенко, С.И. Кулагина // Литейное производство, 1998. - № 9. - С. 21.

104. Рыбкин, В.А. Пористые термостойкие керамические формы / В.А. Рыбкин, Руденко A.A. // Литейное производство, 2000. - № 12. - С. 12-14.

105. Дубровин, В.К. Производство отливок из никелевых и титановых сплавов в термохимически стойких формах: монография / В.К. Дубровин, Б.А. Кулаков, A.B. Карпинский. - Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2010. - 233 с.

106. Гуляев, Б.Б. Литье из тугоплавких металлов / Б.Б. Гуляев, О.Н. Магницкий, A.A. Демидова. - М., Л.: Машиностроение. Ленинградское отделение, 1964. -292 с.

107. Фазовые превращения в керамических формах при литье жаропрочных сплавов / Б.А. Кулаков, В.К. Дубровин, В.И. Стадничук, Е.П. Круглов // Вопросы теории и технологии литейных процессов: Сб. научн. тр. под ред. В.М. Александрова. - Челябинск: ЧГТУ. 1991. - С. 41-49.

108. Снижение дефектности отливок из жаропрочных никелевых сплавов / Б.А. Кулаков, В.М. Александров, В.К. Дубровин, А.Б. Кулаков. - Известия вузов. Цветная металлургия. - 1993. - №3 - С. 49 - 55.

Приложение Программа «UZO.BAS»

1CLS

LOCATE 23, 2: PRINT "2013/UZprogramm/Foundry/Vertsuykh S.S." LOCATE 8, 2: PRINT "Расчёт параметров изготовления керамических кварцевых форм"

LOCATE 10, 5: PRINT "Ультразвуковая дегазация" Q = 2

WHILE Q >= 1

Q$ = INPUT$(1): Q = INSTR("12", Q$) ON Q GOTO 5, 50 WEND 5 CLS

LOCATE 2, 2: PRINT "Введите значения свойств смеси" LOCATE 4, 2: PRINT "Вязкость смеси, Па*с" LOCATE 5, 2: INPUT n

LOCATE 6, 2: PRINT "Плотность смеси, кг/мЛ3" LOCATE 7, 2: INPUT p

LOCATE 12, 2: PRINT "Поверхностное натяжение, Дж/мл2" LOCATE 13, 2: INPUT S

LOCATE 14, 2: PRINT "Коэффициент интенсивности изменения динамической вязкости" 10 CLS

LOCATE 2, 2: PRINT "Введите интервалы параметров ультразвукового воздействия"

LOCATE 3, 2: PRINT "(определяется параметрами установки)" LOCATE 5, 2: PRINT "Интенсивность ультразвука, кВт/мЛ2: минимальная, максимальная"

LOCATE 6, 2: INPUT Imin, Imax

LOCATE 7, 2: PRINT "Частота ультразвука, кГц: минимальная, максимальная" LOCATE 8, 2: INPUT fmin, fmax

LOCATE 10, 2: PRINT "Введите момент начала ультразвуковой обработки" LOCATE 11, 2: PRINT "после приготовления смеси, мин." LOCATE 12, 2: INPUT tno

LOCATE 14, 2: PRINT "Введите величину остаточного давления воздуха над формой, Па"

LOCATE 15, 2: INPUT Pf LOCATE 17, 2: PRINT "Высота опоки, м" LOCATE 18, 2: INPUT Но 15 CLS

Pst = p * 9.81 * Ho

•Pst - гидростатическое давление, Па

Puz = SQR(2 * Imax * 1000 * p * 3000)

'Puz - амплитуда ультразвукового давления, Па

R1 = .000001

IF Puz >= (Pf + Pst + 4 * S / 3 / R1 * SQR(2 * S / (3 * R1 * (Pf + Pst + 2 * S / Rl)))) THEN GOTO 20

LOCATE 2, 2: PRINT "Введённый диапазон значений интенсивности ультразвука не позволяет"

LOCATE 3, 2: PRINT "провести ультразвуковую дегазацию суспензии" 20 tnoc = too * 60 R = .4 / fmin / 1000 * (1 - (Pf + Pst) / Puz) * SQR(Puz / p) 'R - радиус кавитационного пузырька, м K1 = .00077 + .00003 * Imax - .00001 * fmin

'K1 - коэффициент изменения динамической вязкости в зависимости от параметров ультразвука, 1/с FOR i = tnc ТО tnoc STEP -60

h# = 2 / 9 * 9.81 * (p - 1.029) / n * R Л 2 * EXP(K1 * (i - tnoc)) * (tnc - i + 1 / K2 * (1

EXP(-K2 * (tkc - tnc)))) IF h# > Ho THEN GOTO 25 NEXT i 25 CLS

t = CINT((i - tnoc) / 60)

't - Продолжительность ультразвуковой обработки, минут LOCATE 2, 2: PRINT "Интенсивность ультразвука "; Imax; " кВт/мЛ2" LOCATE 3,2: PRINT "Частота ультразвука "; fmin; " кГц" LOCATE 4, 2: PRINT "Остаточное давление воздуха над формой "; Pf; " Па" LOCATE 5, 2: PRINT "Продолжительность ультразвуковой обработки "; t;" минут" GOTO 100 35 END

АКТ ПРОМЫШЛЕННЫХ ИСПЫТАНИЙ

результатов научно-исследовательской работы

ИСПОЛНИТЕЛЬ: Южно-Уральский государственный университет (ФГБОУ ВПО

ЮУрГУ (НИУ)).

ЗАКАЗЧИК: ОАО СКБ «Турбина», г. Челябинск.

НАИМЕНОВАНИЕ НИР: Разработка состава суспензии для изготовления оболочковых керамических форм с применением в качестве связующего алюмоборфосфат-ного концентрата (АБФК).

ЦЕЛЬ НИР: Повышение качества литья по выплавляемым моделям.

СОДЕРЖАНИЕ НИР: Предложен состав суспензии на бескремнеземном связующем для литья химически активных сплавов. Установлены соответствующие механизмы и закономерности процессов формообразования в системе «АБФК-периклаз».

РЕЗУЛЬТАТЫ НИР: Разработан состав суспензии с применением АБФК для оболочковых форм с химическим закреплением периклазом в форме обсыпки. Результаты испытаний показывают, что по сравнению с используемой в цехе технологией изготовления форм на ГРЭТС, разработанная технология позволяет достигнуть химической инертности оболочки к заливаемому металлу. Это создает условия для снижения брака отливок по пригару и засорам, а также исключения риска формирования обедненного легирующими элементами слоя на поверхности изделий, изготавливаемых методом ЛВМ.

От ЮУрГУ:

Профессор кафедры «Металлургия и литейное производство» доктор технических наук Доцент кафедры «Металлургия и литейное производство» кандидат технических наук

Знаменский Л.Г.

Аспирант

Верцюх С.С.

От ОАО СКБ «Турбина»

Главный металлург -начальник литейного производства

Черкасов В.В.