Формувальні суміші і процеси виготовлення точних виливків за моделями, що витоплюються - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИФОРМУВАЛЬНІ СУМІШІ І ПРОЦЕСИ ВИГОТОВЛЕННЯ ТОЧНИХ ВИЛИВКІВ ЗА МОДЕЛЯМИ, ЩО ВИТОПЛЮЮТЬСЯ Робота виконана на кафедрі ливарного виробництва чорних і кольорових металів Національного технічного університету України „Київський політехнічний інститут” Національний технічний університет України „КПІ”, доцент кафедри ливарного виробництва чорних і кольорових металів Фізико-технологічний інститут металів і сплавів НАН України, завідувач відділу механіки рідких і тверднучих сплавів; З дисертацією можна ознайомитись у науково-технічній бібліотеці Національного технічного університету України „Київський політехнічний інститут” за адресою: 03056, м.Київ-56, просп.Процес лиття в обємно-замкнуті разові керамічні форми за моделями, що витоплюються, характеризується найбільшим відсотком браку виливків з усіх методів лиття. Основна причина браку виливків - використання у сумішах кварцових наповнювачів, яким притаманні значні зміни обєму під час нагрівання (поліморфні перетворення при 573ОС і 870ОС), що призводить до руйнування форм, порушення розмірної точності виливків, а у більшості випадків - до утворення поверхневих дефектів. Підвищення якості виливків та зниження їх собівартості, підвищення коефіцієнта використання моделей, покращання санітарно-гігієнічних умов і усунення пожежонебезпечних речовин під час виготовлення керамічних форм можливе за умови комплексного вдосконалення технологій, що полягає в заміні наповнювачів з високим коефіцієнтом температурної деформації, а також в застосуванні нових звязувальних матеріалів без використання екологічно небезпечних речовин (органічних розчинників тощо). Мета досягається через забезпечення стабільного рівня властивостей ливарних форм, усунення дефіцитних, пожежонебезпечних та дорогих матеріалів (етилсилікату, органічних розчинників, кристобаліту) і таких, що схильні до поліморфних перетворень (кварц), розроблення наукових основ тверднення нових звязувальних систем для точного лиття та керування їх високотемпературними властивостями, оптимізацію складу сумішей, режимів виготовлення та заливання ливарних форм. Здійснити теоретичні розрахунки температурних полів системи „керамічна форма - метал”, проаналізувати теплові і механічні навантаження, що виникають в керамічних формах, та визначити необхідний рівень міцності кераміки при високих температурах.Застосування комбінованих керамічних форм, модифікованих або комбінованих звязувальних компонентів (етилсилікат-фосфати, етилсилікат-металофосфати) лише зменшує собівартість продукції, але не призводить до підвищення її якості. ливарний форма матеріал етил Для виготовлення виливків у керамічних формах замість етилсилікатного звязувального компонента можуть бути застосовані рідке скло або ортофосфорна кислота. Визначення теплових полів керамічних форм, статичних і динамічних навантажень” теоретично проаналізовано процеси теплової, фізико-хімічної і механічної взаємодії керамічної форми з виливком. Виведено наближену формулу для розрахунку тривалості кристалізації виливка фкр, яка враховує: - умови поверхневої взаємодії виливка з формою (температури сплаву і форми); Друга складова впливу форми на виливок - її поверхнева взаємодія з розплавом, третя - перепад температур всередині керамічної форми, який може призвести до її руйнування.На основі аналізу теплової і механічної взаємодії форми з металом встановлено, що необхідний рівень міцності керамічних форм на вигин складає 1,1...1,5 МПА і повинен досягатися при температурах до 990ОС. Внаслідок низького коефіцієнту термічного розширення (до 6,1*10-6 К-1) і відсутності поліморфних перетворень зі змінами обєму, пірофіліт надає керамічним формам високу міцність і точність розмірів, що забезпечує виготовлення виливків без дефектів з вини форми. Встановлено, що взаємодія каолінової глини з рідким склом відбувається при нормальній температурі і призводить тільки до покращення вибиваємості або (для керамічних форм) зниження міцності після прожарювання. Взаємодія пірофіліту з низькомодульним рідким склом відбувається саме під час прожарювання керамічних форм, що зумовлюється відмінностями кристалічної будови пірофіліту і каоліну. Тверднення алюмофосфатних сумішей з попередньо приготовленої сухої композиції гідроксидів з ортофосфорною кислотою та наповнювачем призводить до утворення одно-та двозаміщених ортофосфатів алюмінію, які під час прожарювання керамічних форм переходять у тризаміщені, що існують без змін і без виділення фосфорного ангідриду до 1400...1600ОС.

Основний зміст роботи