автореферат диссертации по металлургии, 05.16.04, диссертация на тему:Исследование и разработка технологического процесса ускоренного приготовления этилсиликатной суспензии с использованием эффекта кавитации

На правах рукописи УДК 621.744.075 (666.3)

Иванайский Владимир Алексеевич

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА УСКОРЕННОГО ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЭТИЛСИЛИКАШОЙ СУСПЕНЗИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭФФЕКТА КАВИТАЦИИ.

Специальность 05.16.04. - Литейное производство

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Москва - 2004

Работа выполнена в Московском государственном техническом университете имени Н.Э. Баумана

Научный руководитель: Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Рыбкин В.А.

доктор технических наук, профессор Фоченков Б.А. кандидат технических наук нач. лаборатории Глотов Е.Б.

Ведущее предприятие ГП «НПО Техномаш»

Защита состоится « _2004 г. на заседании

диссертационного совета Д 212.141.04 при МГТУ им. Н.Э. Баумана по адресу: 107005, Москва, 2-я Бауманская ул., д.5.

Ваш отзыв на автореферат в 1 экз., заверенный печатью, просим выслать по указанному адресу.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГТУ им. Н.Э.

Баумана.

Автореферат разослан » феерм /М7 2004 г. Телефон для справок: 267-09-63

УЧЁНЫЙ СЕКРЕТАРЬ ДИССЕРТАЦИОННОГО СОВЕТА к.т.н., доцент Семёнов В.И.

Подписано к печати 5-01-О4 Объём 1,0 п.л. Тираж 100 экз.

Заказ Типография МГТУ им. Н.Э. Баумана

2А55

Общая характеристика работы.

Актуальность темы. Литьё по выплавляемым моделям является одним из перспективных методов получения отливок со сложной конфигурацией и практически из любых сплавов. Качество получаемых отливок во многом зависит от физико-мсханических и служебных свойств формы в которую производится заливка расплавленного металла.

Физико-механические и служебные свойства керамических оболочек зависят во многом от свойств и технологии приготовления связующего. В настоящее время как в России, так и за рубежом, основным компонентом для приготовления связующего служит этилсиликат (ЭТС), представляющий собой смесь эфиров ортокремниевой и поликремниевой кислот с присутствием незначительного количества хлороводорода.

Приготовление связующего производится путём гидролиза ЭТС с добавлением органического растворителя (спирт, ацетон, эфиро-альдегидная фракция и др.) и катализатора (соляная, уксусная кислоты и др.). Применение в процессе приготовления связующего органического растворителя и катализатора ведёт к ухудшению социально-экологических, санитарных, пожаро-взрывоопасных условий на производстве.

Керамические оболочки, получаемые из суспензии содержащей 12-18% 8102, по данным отечественных и зарубежных исследователей, обладают необходимыми физико-механическими свойствами при изготовлении отливок из любых сплавов.

Достоинством разрабатываемого технологического процесса, по сравнению с другими способами, использующими органические растворители и катализатор при приготовлении связующего, является возможность получения оболочек, не уступающих по своим служебным и физико-механическим свойствам керамическим формам полученным при использовании растворителя и катализатора. При этом улучшаются социально-экологические, санитарные, пожаро-взрывоопасные условия на производстве

Использование технологического процесса приготовления этилсиликатной суспензии, с содержанием 12-18% БЮг, без применения органического растворителя для получения керамических форм сдерживается из-за отсутствия способа её получения, расчётов параметров технологического процесса, оборудования и, как следствие, данных в технической литературе.

Поэтому в данной работе предполагается исследовать механизм процесса гидролиза этилсиликата при кавитационном воздействии на несущую среду, а также разработать технологию и оборудование для приготовления этилсиликатной суспензии, исключив из технологического процесса использование органического растворителя, а также исследовать физико-механические характеристики полученных керамических оболочек.

Цель настоящей работы заключается в разработке, исследовании и внедрении кавитационного ускоренного способа получения тгилсиликатной суспензии без применения органического растворителя, с отработкой оборудования и технологии изготовления оболочковых форм для получения отливок литьём по выплавляемым моделям.

Автор защищает:

1 Способ проведения ускоренного гидролиза этилсиликата без применения органического растворителя и получения ЭТО суспензии из компонентов, у которых отношение плотности дисперсных частиц к плотности жидкости может достигать 3, необходимо вихревое или вибрационное воздействие на несущую среду со скоростью от 1,2 до 3,0 м/с.

2 Необходимым условием для возникновения и протекания кавитационного процесса в жидкой фазе является наличие вихревого и вибрационного воздействия на несущую среду в интервале исследуемых частот (16-120 Гц) со скоростью, превышающей пороговую (0,25 м/с), такая скорость при вихревой кавитации должна быть у начала лопасти вихреобразователя.

3. Для проведения гидролиза ЭТС-32 без использования органического растворителя и получения ЭТС суспензии возможно использовать, без добавления катализатора, присутствующую в составе ЭТС соляную кислоту при её содержании 0,1%.

4. Скорость вихревого и вибрационного воздействия на несущую среду должна превышать пороговую скорость ускоренного 1 идролиза этил-силиката 1,2 м/с. При достижении температуры ЭТС суспензии в ходе её приготовления 310-325 К, она может быть использована для формирования керамической оболочки.

Методы исследования. Для решения поставленной научной задачи использовались методы теоретического анализа процессов, происходящих при воздействии вибрационной и вихревой кавитации на несущую среду (этилсили-кат - вода - дисперсные частицы) и экспериментальные исследования влияния этих процессов на физико-механические и служебные свойства керамических форм для получения отливок литьём по выплавляемым моделям.

Теоретическое исследование условий возникновения и протекания кавитации в несущей среде во всём её объёме, влияющее на скорость протекания реакции гидролиза этилсиликата без применения органического растворителя, осуществлено с помощью математической модели движения волновода в реакторе с последующим расчётом на ЭВМ.

Механизм образования суспензии исследовался посредством гидромоделирования на прозрачных моделях с одновременным фотографированием процесса. При этом возникающий в жидкой среде кавитационный процесс исслед-вался с помощью специального датчика для регистрации пульсаций давления с записью их на шлейфовом осциллографе.

Физико-механические свойства полученных оболочек определялись при изгибе образцов аи.

Микроструктуру термообработанных отливок, полученных литьём по выплавляемым моделям по новой технологии, исследовали на растровом электронном и оптическом микроскопах.

Качество поверхности отливок определяли визуально. Плотность отливок определяли методом гидровзвешивания.

Научная новизна работы.

1. Установлен механизм протекания реакции гидролиза этилсиликата (при соотношении этилсиликата и воды вплоть до стехиометрического), без применения органического растворителя, при воздействии на реакционную среду вибрационной и вихревой кавитациями в процессе получения этилсиликатной суспензии.

2. Выявлены пороговые значения режимов вихревого воздействия на несущую среду, при которых начинается интенсивное перемешивание исходных компонентов во всём объёме несущей среды и, следовательно, ускорение реакции гидролиза этилсиликата и равномерное распределение твёрдых дисперсных частиц во всем объёме несущей среды.

3. Определены оптимальные соотношения компонентов в суспензии, при которых обеспечиваются необходимые физико-механические свойства керамических форм для получения качественных отливок.

Прастическая ценность работы заключается в разработке методики расчёта установок использующих эффект вибрационной и вихревой кавитации, программы расчёта сил сопротивления жидкости движению в ней волновода «Расчёт сил», позволяющей определить основные параметры виброкавитаци-опных установок, методов кавитационной термообработки, предварительной и окончательной очистки отливок от остатков керамической формы без проведения операции выщелачивания для стальных отливок.

Объём работы. Работа состоит из введения и пяти глав, изложенных на 164 страницах машинописного текста, содержит 55 рисунков и 18 таблиц, список литературы из 74 наименований.

Содержание работы.

В первой главе приводится анализ технологии, особенности и обзор имеющихся способов приготовления этилсиликатной суспензии, анализ взаимодействия двухфазной системы в режиме кавитационного воздействия на неё.

Сущность реакции гидролиза состоит в замещении в олигомерных соединениях этилсиликата определённого числа этоксильных групп (С2Н50) гидро-ксильными (ОН).

Наряду с реакциями гидролиза в этилсиликате идут процессы конденсации и полимеризации продуктов гидролиза.

При гидролизе тетраэтоксисилана 1 молем воды:

я я

I I

Я-Я-Я+НЮ - -К А-ОП+Б^НЮН

I I

К Я (1)

молекулы (С2Н}0)431 конденсируются с образованием диэфира и воды:

Я Я

I I

2(СгН, О), Б ЮН---Я 5У О Я +2НЮ

I I

я я (2)

Образовавшийся диэфир, в свою очередь, гидролизуется выделившейся при конденсации водой:

II Я Я Я

I ! II Я-51-0-31-Кь2НО—-Я Л О А -ОН+С.НОН

II II

Я Я Я Я (3)

Полученное соединение конденсируется по схеме: Я Я Я Я R-Sí-O-Si-á^+OH^-Si-O-Si-Я--

я я я я

як я я

I I I I

R-Si-O-Si-О -Si- о-Si RITIO lili" R R R R

до образования полимеров с линейной структурой, типа:

Я Я Я Я

I I I I

R-Si-O-Si- . -Si-O-Si-OH lili Я Я я я

(4)

(5)

где я = {сгн}о\ - этоксильные группы.

При дальнейшем гидролизе находящихся внутри цепей этоксильных групп получаются полимеры с сетчатой структурой:

я я

я я

Я —О - Я/ -... —О-51 -Я

О О

О О

Я Бг-О- 57 - ... -57- <9 -5/ -Л

/г /г

/г я

(6)

То есть, в процессах гидролиза эшлсиликата и последующей конденсации его участвуют два вещества: вода и этилсиликат.

Во многих работах отмечается, что реакцию гидролиза этилсиликата возможно проводить без органического растворителя. Для этого необходимо при смешивании этилсиликата с водой использовать спирт, являющийся одним из продуктов реакции гидролиза. Чтобы в процессе гидролиза спирт выделился в достаточном количестве и в короткий срок, следует вести смешивание компонентов при интенсивном механическом перемешивании.

Произвести интенсивное перемешивание этилсиликата и воды возможно при низкочастотном вибрационном или вихревом кавитационном воздействии па несущую среду.

В результате анализа существующих исследований сформулированы следующие задачи настоящей рабош:

1. Провести теоретическое исследование процесса приготовления этилси-ликатной суспензии без применения органических растворителей и катализаторов, изучить влияние различных видов кавитации на ускорение реакции гидролиза ЭТС и равномерного распределения твёрдых частиц по объёму несущей среды.

2. Подтвердить возможность получения этилсиликатной суспензии без использования органических растворителей и катализаторов при воздействии на несущую среду вибрационной и вихревой кавитациями и провести экспериментальные исследования.

3. Исследовать влияние кавитационного воздействия на термообработку отливок и удаление керамической оболочки с поверхности отливок.

4. Разработать методики расчёта основных узлов оборудования для ускоренного приготовления суспензии без использования органического растворителя.

5. Опробовать разрабатываемый способ и устройства для ускоренного приготовления огнеупорной суспензии и составить рекомендации его для использования в производстве.

Во второй главе определено влияние технологических режимов кавитационного воздействия на протекание реакции гидролиза этилсиликата, рассмотрена природа гидролизованного раствора этилсиликата и сама реакция гидро-

лиза.

Исходя из того, что при двухкомпонентной системе этилсиликат-вода реакция может идти только на поверхности раздела фаз, то необходимо многократно её увеличить и провести реакцию гидролиза во всём объёме жидкости. Тогда раствор полностью будет состоять из разбавленного водой спирта и диспергируемого вещества.

Для получения качественного связующего материала необходимо также не только увеличить количественную сторону процесса гидролиза, т.е. провести его во всём объёме, но и изменить качественную сторону, т е увеличить скорость реакции.

Для увеличения поверхности раздела фаз и, соответственно, прохождения реакции во всём объёме несущей среды, а также для равномерного распределения катализатора возможно использовать процесс кавитации.

При присутствии в системе этилсиликат - вода до 0,1 % соляной кислоты, без органического растворителя процесс гидролиза этилсиликата проходит в две стадии: на первой, при интенсивном кавитационном воздействии образуется эмульсия воды и этилсиликата. Реакция гидролиза при этом гетерогенна и проходит на границах раздела этилсиликата и воды и длится она до тех пор, пока в систёме не накопится достаточное количество спирта, выделяющегося при гидролизе и являющегося растворителем для воды и этилсиликата. Время протекания этой стадии 3-4 минуты в зависимости от доли воды в системе.

При выделении достаточного для гомогенизации системы количества этилового спирта наступает вторая стадия, реакция гидролиза этилсиликата проходит во всём объёме также, как и в среде органического растворителя, но при более высоких концентрациях взаимодействующих растворённых этилсиликата и воды. Катализатор равномерно распределён по всему объёму системы.

На первой стадии расчётное соотношение молей воды и этоксильных групп в смеси не может быть реализовано в реакции гидролиза из-за гетерогенности системы. Гидролиз, в который вовлекается контактирующий с водой этилсиликат, протекает во всём объёме несущей среды, при условии возникновения в нём эффекта кавитации. При этом вода практически не находится в избытке, что приводит к резкому уменьшению кремниевых кислот (с длиной молекулярной цепи, равной длине цепи молекул исходного этилсиликата) и к реакции по-ликондснсации. Образующееся небольшое количество кремниевых кислот, плохо растворимых в воде и этилсиликате, находятся на гетерогенной стадии процесса в виде взвесей и растворяющихся в полученном при гидролизе этиловом спирте. При этом возможно получение связующих растворов I типа (истинных растворов кремниевых полимеров).

Переход системы этилсиликат - вода из гетерогенного в гомогенное cocí ояние сопровождается резким температурным скачком (табл. 1.) из-за резкого возрастания интенсивности реакции при гомогенизации Длительность гомогенной стадии гидролиза <120 - 180 секунд и зависит от соотношения этилси-

ликата и воды, а также концентрации катализатора НС1. При этом с увеличением концентрации соляной кислоты уменьшается живучесть системы.

Наши исследования показали, что с увеличением в растворах соляной кислоты на 0,1%, срок живучести сокращается на 10%. При концентрациях ЯС/>0,5% при отсутствии интенсивного принудительного охлаждения гидро-лизаты, из-за резкого повышения температуры, через 120 - 180 секунд после перехода в гомогенное состояние коагулируют, образуя желеподобную массу.

Таблица 1

Зависимость температуры реакционной среды гидролизусмого раствора этилсиликата от соотношения воды и этилсиликата

Содержание Ттах » К т, с. v град/сек.

ЭТС, % об. Вода, % об. НС1, % об.

39,9 60 0,1 314 420 0,1

49,9 50 0,1 317,8 420 0,11

59,9 40 0,1 323,8 420 0,12

69,9 30 0,1 326,5 300 0,18

79,9 20 0,1 327 300 0,18

В проведённых экспериментах показано, что реакция гидролиза этилсиликата при соотношении его с водой близким к стехиометрическому, протекает полностью и во всём объёме при воздействии на несущую среду вихревой и вибрационной кавитациями. Полученные при этом суспензии могут быть использованы для получения керамических оболочек с физико-механическими параметрами не ниже, чем у оболочек полученных с помощью традиционного способа, т.е. при использовании в процессе приготовления суспензии органического растворителя.

В третьей главе проведен анализ математической модели двухфазной среды, состоящей из этилсиликата, воды и твёрдых частиц огнеупорного материала, подверженных вибрациям, создана методика расчёта основных параметров реактора (рис.1) для проведения реакции гидролиза этилсиликата при условии возникновения в нём эффекта кавитации во всём объёме несущей среды, разработан алгоритм и программа для расчёта сил сопротивления жидкости движению в ней волновода и определения величины оптимального кольцевого зазора 5, написанная на языке программирования Delphi, проведен анализ привода волноводов и создана методика расчета самосбалансированного привода, основанного на применении кулисы Вульфа.

Полученные графические зависимости сил сопротивления жидкости движению в ней волновода и определённая по ним оптимальная величина кольцевого зазора между волноводом и стенкой реактора полностью совпадают с экспериментальными данными, полученными в ходе исследований. При увеличении кольцевого зазора более 3 мм происходит образование безкавитационных зон в несущей среде, уменьшение его менее 1 мм приводит к разрушению волновода при длительной эксплуатации.

1 1

— — — — — - - —

— — — — - - — — о) Л

— — — — — — 1—1 -а

— — тз

- — <

А го Г1 А

?

Рис. 1. Схема расположения волновода внутри сосуда

Расчёт, по приведенной в диссертационной работе методике, привода волноводов позволил спроектировать и создать экспериментальные установки для проведения реакции гидролиза ЭТС, получения суспензии при низкочастотном вибрационном кавитационном воздействии на несущую среду.

Для схемы вибровозбудителя, состоящей из четырёх механизмов «Кулисы Вольфа», где два крайних механизма имеют эксцентрики, развёрнутые относительно двух внутренних механизмов на 180° суммарная инерционная сила по оси движения ползуна будет иметь вид:

—Мп1 ■а-сог -ьтсот+М^-а а)2 ^тфл+ХЩ+М^ ■а-шг (7)

+Мл| а а>2 -этан^О

* Разработанные методики позволяют подбирать и проектировать оборудо-

вание для различных технологических процессов в которых необходимо обес-I печить интенсивное кавитационное воздействие на несущую среду.

I В четвертой главе проведено исследование влияние технологических ре-

жимов кавитационного воздействия на приготовление этилсиликатной суспен-зи, описание лабораторных методов испытаний.

При кавитационном воздействии на систему этилсиликат - вода происходит резкое ускорение реакции гидролиза ЭТС. Как указывалось выше, для прохождения гетерогенной фазы гидролиза ЭТС необходимо возникновение во всём объёме несущей среды эффекта кавитации, приводящего к интенсивному перемешиванию и выравниванию в нём концентраций ЭТС и воды. Поэтому основной задачей является определение оптимальных параметров технологических режимов при которых проявление эффекта кавитации происходит во всём объёме несущей среды.

В качестве модельной жидкости рассмотрим воду, у которой плотность и вязкость практически не отличается от плотности и вязкости этилсиликата.

Параметры, определяющие возникновение и протекание вибрационной кавитации, подробно рассмотрены в работе. Для определения параметров вибрационной кавитации которая возникает во всем объёме несущей среды и ускоряет процесс гидролиза этилсиликата, а также которые необходимы для получе-1 ния ЭТС суспензии, построена номограмма (рис. 2.)

Проведенные исследования показали, что помимо вибрационной кавитации возможно использовать, для проведения реакции гидролиза ЭТС, и вихревую кавитацию, которая также возникает во всём объёме несущей среды.

Найденное техническое решение конструкции установки позволяет получить в рассматриваемом объёме вихревую кавитацию.

Моделирование процесса вихревой кавитации производилось на специально разработанной и изготовленной установке, в состав которой входят электродвигатель постоянного тока ДПР-62-Н1/Н2/Ф1/Ф2-02 с номинальной частотой вращения при 100 об/с при напряжении питания 27 В и потребляемым, в номинальном режиме, током не более 0,82 А. Регулирование частоты вращения электродвигателя (от 75 об/с до 116,(6) об/с) производилось источником пита

ния постоянного тока Б5-47. Для возбуждения во всём объёме несущей среды вихревой кавитации использовались вихреобразователи оригинальной конструкции.

Цель моделирования заключалась в установлении пороговых значений скорости движения жидкости, при котором происходит возникновение и протекание вихревого кавитационного процесса во всём объёме несущей среды (рис.3.).

В ходе ряда экспериментов доказано, что возникновение и протекание вихревой кавитации, также как и вибрационной, не зависит от угла воздействия вихреобразователем на несущую среду.

А*10'

13

1 к

V \

\ N

V >тов лен ия-

\ суспензий

г

1 \

\

Др8 2В1 тел нос на; -

зона I 1 1

1 1 1 1 1

20

40 60 $0 Частота, Гц

100

120

ч=0.25 и/с у=1.2 м/с у=3.0 м/с

Рис. 2 График определения пороговых значений вибраций при которых возникает кавитация в жидкости и ускорение реакции гидролиза, а также приготовления суспензии

Рис. 3 График определения пороговых значений скорости вихреобразова-теля при которых возникает кавитация в жидкости, происходят процессы ускорения реакции гидролиза ЭТС и приготовления суспензии

V= 1.2 м/с

- V=3.0 м/с

Для определения возникновения и протекания кавшационного процесса в модельной жидкости использовался специально разработанный датчик, принцип работы которого основан на изменении проводимости воды при возникновении и протекании в ней эффекта кавитации. С помощью данного датчика были определены пороговые значения скорости вращения вихреобразователя при коюрых возникает эффект кавитации во всём исследуемом объёме.

Для определения темпера iypbi несущей среды использовался микрокомпьютер Hanna HI9024, позволяющий получать данные в режиме on-line.

В результате проведенных исследований были установлены режимы кави-тационного воздействия (вибрационного и вихревого), позволяющие провести реакцию гидролиза ЭТС в течение 300-420 с.

Для лабораторных испытаний выбирались такие методы, которые позволяли всесторонне исследовать физико-механические свойства образцов керамических оболочек, используемых для получения отливок литьём по выплавляемым моделям.

Для определения физико-механических характеристик образцов керамических оболочек, используемых для получения отливок литьём по выплавляемым моделям, проведены испытания на изгиб и определение газопроницаемости. Для исследования прочностных свойств и газопроницаемости образцов, полученных по разработанной технологии, использовались методики указанные в работах.

Для испытания образцов на предел прочности при статическом изгибе использовался прибор РМ-3. На нём производились испытания трёхслойных образцов, полученных в прямоугольном углублении модели размером 15x50x2,5 мм. Основой в этилсиликатной суспензии был пылевидный кварц КП-3; обсыпали образцы кварцевым песком КОЗ 15; условное содержание в связующем 16%. Перед испытаниями образцы прокаливались в течение 4 часов до 1173-1223 К и испытывались охлаждёнными.

Для испытаний использовались суспензии, вязкость которых по вискозиметру ВЗ-4 составляла 70-100 с.

Прочность испытуемых образцов составляла 4-6 МПа в зависимости от соотношения этилсиликата и воды(60-80% об.Э'ГС и 40-20% об.воды). Чем выше количество этилсиликата в суспензии, тем выше прочность керамической оболочки, т.к в результате пониженного содержания свободной воды образуется большое количество высококонденсированных продуктов гидролиза.

Для определения газопроницаемости керамических образцов их прокаливали при 1073 - 1273 К, а затем охлаждали до 293 К. Газопроницаемость исследуемых образцов составила 20-25 ед.

Проведенные лабораторные исследования позволяют с большой степенью точности определить технологические, физико-механические и служебные свойства керамических оболочек изготовленных по новой технологии для литья по выплавляемым моделям.

Проведённые исследования влияния вихревого и вибрационного кавитаци-онных воздействий на исходные компоненты подтвердили, что при возникновении эффекта кавитации во всём объёме несущей среды происходит ускорение реакции гидролиза этилсиликата. Быстрое прохождение гетерогенной фазы гидролиза ЭТС позволяет снизить время приготовления суспензии до 5-7 минут в отличие от существующих способов приготовления (30-60 минут), при сохранении прочностных свойств получаемых оболочек не ниже, чем у керамических оболочек с тем же условным содержанием диоксида кремния.

Протекание эффекта кавитации, как вибрационного так и вихревого, не зависит от положения рабочего органа, волновода или вихреобразователя, что позволяет реализовывать различные схемы подвода исходных компонентов в реактор.

Разработанный датчик, определяющий момент возникновения и протекания эффекта кавитации, позволил установить режимы вихревого и вибрационного воздействия, при которых возможно провести ускоренное приготовление этилсиликатной суспензии.

Прочность и газопроницаемость получаемых керамических оболочек, как показали проведенные лабораторные исследования, удовлетворяют требованиям предъявляемым к ним

В пятой главе приведена разработка технологии изготовления отливок литьём по выплавляемым моделям с использованием способа ускоренного гидролиза этилсиликата без применения органического растворителя и катализатора.

Получение ЭТС-суспензии при воздействии на несущую среду в режиме кавитации (вибрационной или вихревой) производится в гидролизёрах специальной конструкции с добавлением ПАВ ОП-7 или ОП- 10 в течение 300-420 с.

После приготовления суспензия переливается в бак, где производится покрытие модельных блоков их окунанием с последующей обсыпкой в установке с «кипящим слоем».

Сушка блоков, после окунания в бак с суспензией и нанесения огнеупора, производится на конвейере в среде влажного воздуха. Её продолжительность составляет 3-4 часа для каждого нанесённого на модельный блок слоя.

Последующее удаление моделей производится в перегретом модельном составе, что позволяет повысить прочность оболочковой формы в не прокаленном состоянии, благодаря пропитке её модельным составом.

После удаления модельного состава из полости формы, её заформовывают в сыпучий огенеупорный материал (кварцевый песок, шамотный порошок). Производится формовка в холодном состоянии и затем формы в контейнерах прокаливаются в течение 6-8 часов.

Заливка форм производится в горячие формы сразу после прокаливания блоков. Затем формы, упрочнённые сыпучим материалом, выбиваются при опрокидывании контейнеров на провальную решётку.

Предварительную очистку отливок от оболочек формы осуществляют на вибрационных установках Частичное отделение оболочки от формы происходит под действием охлаждения её водой вместе с отливкой в кавитационной ванне.

Такая обработка позволяет устранить влияние пузырчатого и плёночного кипения воды и максимально быстро охладить форму с отливкой.

После отделения отливок от литниковой системы проводится их очистка в горячей воде при температуре 343-363 К в кавитирующей ванне. Форма при интенсивном взаимодействии с водой набухает, разрушается и уносится потоками воды.

Нами исследована возможность проведения термообработки отливок с помощью низкочастотных колебаний (16-120 Гц) и вихревого воздействия на закалочную среду, вызывающие в ней эффект кавитации.

Было установлено, что при воздействии на жидкую среду низкочастотными колебаниями в интервале частот 16-120 Гц и с амплитудой 2-15 мм, вращении вихреобразователя с угловой скоростью 60-100 об/с, охлаждение отливки при термической обработке идёт со скоростью, близкой к скорости охлаждения при ультразвуковой обработке (рис.4).

Также разработана универсальная установка для проведения термокавита-ционной обработки, предварительной и окончательной кавитационной очистки отливок от керамической форм.

Для реализации технологического процесса ускоренного приготовления этилсиликатной суспензии с использованием эффекта кавитации была спроектирована и изготовлена экспериментальная установка с емкостью бака 200 л.

Рис. 4 Кривые охлаждения образца в воде 1. Без применения эффекта кавитации; 2. При непосредственном воздействии на образец; 3. При кавитационном воздействии на воду.

Т°,С

600 500 Í00 300 200

100

О 10 20 30 4 0 50 60 10 80 t,c

-При Ьибрационной кабитации

----При бихррбой капитации

Основные выводы и результаты работы.

1. Для получения отливок литьём по выплавляемым моделям возможно использование эффекта кавитации на следующих технологических этапах:

- гидролиз этилсиликата;

- получение ЭТС суспензии;

- предварительная очистка отливок от керамической формы;

- очистка отливок от остатков керамической формы;

- кавитационная термообрабо гка.

2. Подтверждена возможность проведения гидролиза этилсиликата при воздействии низкочастотной (16-120 Гц) и вихревой кавитациями (60100 об/с) на несущую среду при скорости превышающей пороговую (у > 1 7м/с). Кроме того исследована возможность использования вихревой кавитации и разработана конструкция вихревой установки.

3 В результате анализа математической модели произведён расчёт сил сопротивления жидкости движению в ней волновода, которые зависят от величины зазора между стенкой реактора и волноводом, что определяет и другие параметры реактора.

4. Разработана программа для расчёта сил сопротивления жидкости движению в ней волновода.

5. Установлено влияние основных параметров вибрации и, впервые, вихревой кавитации на получение этилсиликатной суспензии.

6. Разработан ряд усфойств для при)оювления этилсиликатной суспензии.

7. Применение эффекта кавитации возможно для предварительной очистки отливок от керамической формы, для окончательной очистки отливок от остатков формы, а также для термокавитационной обработки ОI ливок.

8. Экспериментально подтверждена адекватность минимальных значений силы сопротивления жидкости движению в ней волновода при минимальных зазорах между волноводом и стенкой реактора. При этом, если зазор меньше чем 1-3 мм, возможно разрушение волновода при его длительной эксплуатации При величине зазора более 3 мм происходит образование безкавитационных зон в несущей среде.

9. Проведённые исследования позволили разработать технологический процесс получения отливок литьём по выплавляемым моделям без использования органического растворителя и минимальном количестве катализатора.

10. Промышленное апробирование способа ускоренного приготовления этилсиликатной суспензии, предварительной и окончательной очистки отливок, термокавитационной обработки подтвердила возможность получения отливок ЛВМ при использовании эффекта кавитации.

Основные результаты работы отражены в следующих публикациях:

1. Рыбкин В.А., Иванайский В.А. Расчёт конструкции реактора для приготовления этилсиликатной суспензии с использованием эффекта кавитации // Технология машиностроения. - 2003. - №4. - С. 3-5.

2. Иванайский В.А. Ускоренный водный гидролиз этилсиликата // Технология машиностроения. - 2000. - №3. - С. 4-5.

3. Рыбкин В.А., Иванайский В.А. Получение связующих на основе этил-силиката без органического растворителя для литья по выплавляемым моделям // Технология машиностроения. - 2004. - №1. - С. 3-5.

РНБ Русский фонд

2006-4 2955

Введение.

Глава 1. Состояние вопроса и задачи исследования

1.1. Анализ технологии приготовления этилсиликатной суспензии.

1.2. Особенности приготовления этилсиликатных суспензий.

1.3. Анализ взаимодействия двухфазной системы в режиме кавитационного воздействия на неё.

1.4. выводы и постановка задачи исследования.

Глава 2. Теоретическое исследование механизма гидролиза этилсиликата без применения органическою растворителя при кавитационном

ВОЗДЕЙСТВИИ НА ИСХОДНЫЕ КОМПОНЕНТЫ

2.1 Влияние технологических режимов кавитационного воздействия на протекание реакции гидролиза этилсиликата.

2.2 Природа гидролизованного раствора этилсиликата.

2.3. Гидролиз этилсиликата при воздействии на несущую среду кавитацией.

2.4. Выводы.

Глава 3. Аналитическое исследование механизма получения этилсиликатной суспензии при вибрационном воздействии на несущую среду 3.1. Анализ математической модели двухфазной среды, состоящей из этилсиликата, воды и твёрдых частиц огнеупорного материала, подверженных вибрациям.

3.2. Алгоритм решения задачи.

Описание расчётных функций.

3.4. Выводы.

Глава 4. Исследование влияния технологических режимов приготовления этилсиликатной суспензии

4.1. Влияние кавитационного воздействия на приготовление связующего раствора.

4.2. Датчик по определению начала возникновения эффекта кавитации.

4.3. Отработка технологических параметров оборудования для приготовления этилсиликатной суспензии с использованием эффекта кавитации.

4.4. Лабораторные методы испытаний.

4.5. Выводы.

Глава 5. Разработка технологии изготовления отливок литьём по выплавляемым моделям с использованием способа ускоренного гидролиза этилсиликата без применения органических растворителей и « катализаторов

5.1. выпор способа получения связующего для формирования керамической суспензии.

5.2. получение и заливка форм.

5.3. Термообработка отливок.

5.4. Разработка технической документации на технологический процесс получения отливок литьём по выплавляемым моделям с применением способа ускоренного приготовления этилсиликатной суспензии без применения органического растворителя и катализатора.

5.5. Выводы.

Литьё по выплавляемым моделям является одним из перспективных методов получения отливок со сложной конфигурацией и практически из любых сплавов. Качество получаемых отливок во многом зависит от физико-механических и служебных свойств формы в которую производится заливка расплавленного металла.

Формой для получения отливки в литье по выплавляемым моделям служит керамическая оболочка, состоящая из нескольких слоев. Количество слоев в керамической оболочке определяется её составом, прочностными свойствами и газопроницаемостью.

Изготовление каждого слоя состоит из нескольких этапов: приготовление суспензии на основе связующего раствора, нанесение её на модель отливки, обсыпка полученного слоя огнеупорным материалом, сушка слоя. После нанесения необходимого числа слоёв, как правило 5+6, производится удаление модельного состава из полости полученной керамической оболочки и её прокалка.

Физико-механические и служебные свойства керамических оболочек зависят во многом от свойств и технологии приготовления связующего. В настоящее время как в России, так и за рубежом, основным компонентом для приготовления связующего служит этилсиликат (ЭТС), представляющий собой смесь эфиров ортокремниевой и поликремниевой кислот с присутствием незначительного количества хлороводорода.

Приготовление связующего производится путём гидролиза ЭТС с добавлением органического растворителя (спирт, ацетон, эфиро-альдегидная фракция и др.) и катализатора (соляная кислота, уксусная кислота и др.). Применение в процессе приготовления связующего органического растворителя и катализатора ведёт к ухудшению социально-экологических, санитарных, пожаро-взрывоопасных условий на производстве.

Существует ряд технологических процессов основанных на применении готовых связующих, кремнезолей, этилсиликатно-фосфатных связующих, а также их сочетания в которых были сделаны попытки решить проблемы, возникающие при приготовлении связующего. Но они не были полностью решены.

Интенсивное механическое перемешивание (мешалка с частотой вращений крыльчатки 2800 об/мин) и введение в реагирующий объём определённого количества катализатора (0,6-0,8% НС1) позволило без применения органических растворителей получить огнеупорную суспензию. Но из-за низкого содержания в ней Si02 снизились физико-механические свойства оболочки. Такие суспензии используются только для нанесения облицовочных слоев.

Во всех существующих технологических процессах перемешивание исходных компонентов производится с помощью высокоскоростных мешалок или введением в несущую среду барботирующего газа.

Внедрение технологического процесса гидролиза ЭТС без применения органических растворителей тормозится из-за невозможности получения обычными способами достаточного содержания в суспензии SiC>2, а также из-за отсутствия технологий, оборудования и методик его расчёта, позволяющих получить огнеупорную суспензию для получения керамических оболочек с удовлетворительными физико-механическими свойствами.

Суспензии, для получения керамических оболочек, содержащие 12-18% SiC>2, по данным отечественных и зарубежных исследователей, обладают необходимыми физико-механическими свойствами при изготовлении отливок из любых сплавов.

Создание суспензий, содержащих 12-18% SiC>2 без применения органических растворителей при гидролизе ЭТС, возможно при кавитационном воздействии на несущую среду этилсиликат - вода. Возникающие при процессе кавитации микродавления в жидкой среде приводят к повышению её степени дисперсности и, соответственно, к увеличению числа поверхностей раздела фаз. Также увеличивается скорость протекания реакции гидролиза ЭТС, по сравнению с другими методами получения, в 8-10 раз за счёт равномерного распределения реагирующих компонентов по всему объёму несущей среды. При этом эффективно используются находящиеся в исходном этилсиликате органический растворитель и катализатор.

Достоинством разрабатываемого технологического процесса, по сравнению с другими технологическими процессами, использующими органические растворители и катализатор при приготовлении связующего, является возможность получения оболочек, не уступающих по своим служебным и физико-механическим свойствам керамическим формам полученным при использовании растворителя и катализатора. При этом улучшаются социально-экологические, санитарные, пожаро-взрывоопасные условия на производстве

Использование процесса приготовления этилсиликатной суспензии без применения органического растворителя и катализатора для получения керамических форм сдерживается из-за отсутствия способа её получения, расчётов параметров технологического процесса, оборудования и, как следствие, данных в технической литературе.

Поэтому в данной работе предполагается исследовать механизм процесса гидролиза этилсиликата при кавитационном воздействии на несущую среду, а также разработать технологию и оборудование для приготовления этилсиликатной суспензии, исключив из технологического процесса использование органического растворителя и катализатора, а также исследовать физико-механические характеристики полученных керамических оболочек.

Цель настоящей работы заключается в разработке, исследовании и внедрении кавитационного ускоренного способа получения этилсиликатной суспензии без применения органического растворителя, с отработкой оборудования и технологии изготовления оболочковых форм для получения отливок литьём по выплавляемым моделям.

Научная задача, на основе решения которой достигается указанная цель работы, заключается в установлении механизма протекания ускоренной реакции гидролиза этилсиликата, без применения органического растворителя и получения суспензии при воздействии на реакционную среду вихревой и вибрационной кавитации при получении керамических оболочек для литья по выплавляемым моделям.

Методы исследования. Для решения поставленной научной задачи будут использоваться методы теоретического анализа процессов, происходящих при воздействии вибрационной и вихревой кавитации на несущую среду (этилсили-кат — вода - дисперсные частицы) и экспериментальные исследования влияния этих процессов на физико-механические и служебные свойства керамических форм для получения отливок литьём по выплавляемым моделям.

Теоретическое исследование условий возникновения и протекания кавитации в несущей среде во всём её объёме, влияющее на скорость протекания реакции гидролиза этилсиликата без применения органического растворителя, будет осуществлено с помощью математической модели движения волновода в реакторе с последующим расчётом на ЭВМ.

Механизм образования суспензии исследуется посредством гидромоделирования на прозрачных моделях с одновременным фотографированием процесса. При этом возникающий в жидкой среде кавитационный процесс исследуется с помощью специального датчика измеряющего проводимость жидкости.

Физико-механические свойства полученных оболочек будут определяться при изгибе образцов аи.

Микроструктуру термообработанных отливок, полученных литьём по выплавляемым моделям по новой технологии, исследовали на оптическом микроскопе.

Качество поверхности отливок определяли визуально. Плотность отливок определяли методом гидровзвешивания.

В результате проведения теоретических и экспериментальных исследований и производственной проверки получены следующие научные результаты: 1. Определён механизм протекания реакции гидролиза этилсиликата (при соотношении этилсиликата и воды вплоть до стехиометрического соотношения), без применения органического растворителя, при воздействии на ре

I* акционную среду вибрационной и вихревой кавитациями в процессе получения этилсиликатной суспензии.

2. Определены пороговые значения режимов вихревого воздействия на несущую среду, при которых начинается интенсивное перемешивание исходных компонентов и, следовательно, ускорение реакции гидролиза этилси-ликата и равномерное распределение твёрдых дисперсных частиц во всём объёме суспензии.

3. Экспериментально определены параметры реактора с вихреобразователем, при которых происходит возникновение эффекта кавитации во всём объёме несущей среды: диаметр реактора должен быть не более двух диаметров вихреобразователя; высота столба жидкости не должна превышать 5 высот вихреобразователя.

4. Определены оптимальные соотношения компонентов в суспензии при которых обеспечиваются необходимые физико-механические свойства керамических форм для получения качественных отливок.

5. Установлено, что для ЭТС-32, при допустимом в нём содержании в состоянии поставки 0,1% НС1, отсутствует потребность в дополнительном использовании кислотного катализатора. Для проведения реакции гидролиза с использованием ЭТС-40 потребность в кислотном катализаторе минимальна и составляет не более 0,2% НС1.

6. Разработана методика расчёта установок использующих эффект вибрационной и вихревой кавитации.

7. Разработана программа расчёта «Расчёт сил», позволяющая определить основные параметры виброкавитационных установок.

8. Разработаны методы кавитационной термообработки, предварительной и окончательной очистки отливок от остатков керамической формы без проведения операции выщелачивания для стальных отливок.

На основе указанных научных результатов в работе предложены технологические режимы формирования керамической оболочки, предварительной и окончательной очистки отливок от остатков керамической формы и термокави-тационная обработка отливок.

Указанные научные результаты и разработанные на их основе технологические мероприятия прошли проверку на опытной партии отливок деталей сельскохозяйственного машиностроения.

Данные выше научные результаты позволяют выдвинуть на защиту следующие основные положения.

1. Для проведения ускоренного гидролиза этилсиликата без применения органического растворителя и получения ЭТС суспензии из компонентов, у которых отношение плотности дисперсных частиц к плотности жидкости может достигать 3, необходимо вихревое или вибрационное воздействие на несущую среду со скоростью от 1,2 до 3,0 м/с.

2. Необходимым условием для возникновения и протекания кавита-ционного процесса в жидкой фазе является наличие вихревого и вибрационного воздействия на несущую среду в интервале исследуемых частот (16-120 Гц) со скоростью, превышающей пороговую (0,25 м/с), такая скорость при вихревой кавитации должна быть у начала лопасти вихреобразователя. .

3. Для проведения гидролиза ЭТС-32 без использования органического растворителя и получение ЭТС суспензии возможно использовать, без добавления катализатора, присутствующую в составе ЭТС соляную кислоту при её содержании 0,1%.

4. Скорость вихревого и вибрационного воздействия на несущую среду должна превышать пороговую скорость начала ускоренного гидролиза этилсиликата 1,2 м/с. При достижении температуры ЭТС суспензии в ходе её приготовления 310-325 К, она может быть использована для формирования керамической оболочки.

5. Проведение ускоренной реакции гидролиза этилсиликата возможно в течение 300-420 секунд при соотношении ЭТС и воды вплоть до стехиометрического.

6. Для организации кавитационного процесса во всём объёме несущей среды в вибрационном реакторе зазор между волноводом и стенкой реактора должен быть от 1-гЗх10'3 м, в противном случае произойдет разрушение волновода (зазор менее 1x10"3 м) или начнут возникать безкавитационные зоны (зазор более 3x10"3 м).

7. В случае вихревого воздействия на несущую среду должны быть выдержаны следующие геометрические и скоростные параметры: диаметр реактора не должен превышать двух диаметров вихреобра-зователя, высота 5 диаметров.

Автор выражает глубокую благодарность доктору технических наук, профессору Рыбкину В.А., за постоянное внимание и неоценимую помощь в работе, а также коллективу кафедры МТ-5 МГТУ им. Баумана.

Общие выводы

1. Для получения отливок литьём по выплавляемым моделям возможно использование эффекта кавитации на следующих технологических этапах:

- гидролиз этилсиликата;

- получение ЭТС суспензии;

- предварительная очистка отливок от керамической формы;

- очистка отливок от остатков керамической формы;

- кавитационная термообработка.

2. Подтверждена возможность проведения гидролиза этилсиликата при воздействии низкочастотной (16-120 Гц) и вихревой кавитациями (60100 об/с) на несущую среду при скорости превышающей пороговую (v>l.2м/с). Кроме того исследована возможность использования вихревой кавитации и разработана конструкция вихревой установки.

3. В результате анализа математической модели произведён расчёт сил сопротивления жидкости движению в ней волновода, которые зависят от величины зазора между стенкой реактора и волноводом, что определяет и другие параметры реактора.

4. Разработана программа для расчёта сил сопротивления жидкости движению в ней волновода.

5. Установлено влияние основных параметров вибрации и, впервые, вихревой кавитации на получение этилсиликатной суспензии.

6. Разработан ряд устройств для приготовления этилсиликатной суспензии.

7. Применение эффекта кавитации возможно для предварительной очистки отливок от керамической формы, для окончательной очистки отливок от остатков формы, а также для термокавитационной обработки отливок.

Экспериментально подтверждена адекватность минимальных значений силы сопротивления жидкости движению в ней волновода при минимальных зазорах между волноводом и стенкой реактора. При этом, если зазор меньше чем 1-3 мм, возможно разрушение волновода при его длительной эксплуатации. При величине зазора более 3 мм происходит образование безкавитационных зон в несущей среде. Проведённые исследования позволили разработать технологический процесс получения отливок литьём по выплавляемым моделям без использования органического растворителя и минимальном количестве катализатора.

Промышленное апробирование способа ускоренного приготовления этилсиликатной суспензии, предварительной и окончательной очистки отливок, термокавитационной обработки подтвердила возможность получения отливок JIBM при использовании эффекта кавитации.

1. Этилсиликаты и продукты на их основе / В.М. Копылов, А.В. Лохан-кин, Е.А. Озеренко, В.Н. Бочкарёв // Литейное производство. 1990. -№3. - С. 21-22.

2. Иванов В.Н. Исследование и разработка технологии изготовления огнеупорных форм для литья по выплавляемым моделям с этилсиликат-ным связующим без органического растворителей: Диссертация на соискание учёной степени канд.техн.наук. М.: ВЗПИ, 1967.- 175 с.

3. Литьё по выплавляемым моделям: Инж. Монография / Под ред. Я.И. Шкленника, В.А. Озерова.- М.: Машиностроение, 1971.- С. 218-234.

4. Чулкова А.Д., Иванов В.Н. Изготовление форм с использованием новых связующих // Литейное производство. 1989. - №7. - С. 13-14.

5. Исследование применения кремнезоля в качестве связующего для керамических оболочковых форм / Г.И. Нечитайлов, Н.Ф. Васильева, М.С. Власова, B.C. Кучеренко // Литейное производство. 1988. -№11. -С. 15-17.

6. Люсняк-Лех Л., Стаханчык Е., Миленкевич В. Сизоль-0-30 новое связующее для литья по выплавляемым моделям // Литейное производство. - 1974. - №12. - С. 7-9.

7. Использование кремнезоля для изготовления форм по выплавляемым моделям / А.Д. Чулкова, Н.А. Шабанова, Ю.И. Растёгин, В.И. Иванов // Литейное производство. 1981. - № 11. - С. 16-17.

8. Применение кремнезоля при изготовлении оболочковых форм в условиях массового производства / Ю.Г. Хмелёв, Г.А. Дубровская, Е.Н. Лебедев и др. // Литейное производство. 1988. - №3. - С. 18-19.

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

10. Изготовление форм по выплавляемым моделям с использованием готовых связующих / В.А. Озеров, В.Ф. Гаранин, А.С. Муркина, Ю.А. Никишин, А.В. Лоханкин // Литейное производство. 1990. - №7. - С. 18-20.

11. Степанов Ю.А., Баландин Г.Ф., Рыбкин В.А. Технология литейного производства. М.: Машиностроение, 1983. - 356 с.

12. Иванов В.Н., Зарецкая Г.М. Литьё в керамические формы по постоянным моделям. М.: Машиностроение, 1975. 134 с.

13. А.с. 365203. СССР. МКИ3 В 22с 5/04//В 01 f 13/08. Установка для приготовления суспензии.-/ В.В. Моисеев, А.А. Шавин, В.Н. Величко, В.Т. Фейгельман // Б.И. 1973-№6.

14. А.с. 980923. СССР. МКИ3 В 22 С 5/04//В 01F 13/08. Установка для приготовления суспензии. -/ Г.И. Тимофеев, А.И. Евстигнеев, Е.А. Чернышов, В.И. Лапшин, Г.И. Агафонов, В.А. Чехов, Н.М. Кутузов //Б.И.- 1985 -№45.

15. А.с. 1196100. СССР. МКИ3 В 22 С 5/04//В 01 F 13/00. Способ приготовления суспензии и установка для его осуществления. / Б.И. Уваров, Е.А. Чернышев, Т.А. Уварова, А.Т. Мельников, А.А. Кашкин // Б.И. - 1985 - №45

16. Кнепп Р., Дейли Дж., Хэммит Ф. Кавитация. М.: Мир, 1974. - 778 с.

17. Маргулис М.А. Звукохимические реакции и сонолюминисценция. -М.: Химия, 1986.-285 с.

18. Применение ультразвука в медицине-физические основы / Под ред. К.Хилла. М.: Мир, 1989.- 567 с.

19. Дубовик А.В., Боболев В.К. Чувствительность жидких взрывчатых систем к удару.- М.: Наука, 1978.- 232 с.

20. А.с. 1773548. СССР. МКИ3 В 22 С 1/16. Способ гидролиза этилсиликата. / Б.К. Уразбаев, А.В. Иванайский, Б.И. Клочков, Т.С. Иванайская // 1992-№41.

21. Ганиев Р.Ф., Лапчинский В.Ф. Проблемы механики в космической технологии.- М.: Машиностроение, 1978. 119 с.

22. Прокофьев В.В. Задача о движении жидкости и газовых пузырьков с учётом их относительного перемешивания // Механика жидкости и газа. 1972.-№3.-С. 87-95.

23. Григорян С.С., Якимов Ю.Л., Апштейн Э.З. Поведение пузырьков воздуха в жидкости при вибрации.- (Польша): Юрасте, 1967.- С. 713-719.

24. Когарко Б.С. Об одной модели кавитирующей жидкости // Доклады АН СССР.- 1961.-Т 137, №6.-С. 1331-1333.

25. Капустина О.А. Газовый пузырёк в звуковом поле малой амплитуды //Акустический журнал. 1976. - Вып.4, том 15.- С. 469-503.

26. Апштейн Э.З., Григорян С.С., Якимов Ю.Л. Об устойчивости роя пузырьков воздуха в колеблющейся жидкости // Механика жидкости и газа. 1969. - №3. - С. 100-105.

27. Ганиев Р.Ф., Украинский Л.Е. Динамика частиц при воздействии вибрации. Киев: Наукова Думка, 1975. - 168 с.

28. Ганиев Р.Ф., Украинский Л.Е. О движении твёрдых частиц взвешенных в колеблющейся сжимаемой среде // Прикладная математика. -1975.-Т 112.-С. 3-14.

29. Колебательные явления в многофазных средах и их использование в технологии / Под ред. Р.Ф. Ганиева. Киев: Техника, 1980. - С. 13-18.

30. Ганиев Р.Ф. Проблемы нелинейной механики и вибрационной технологии на Земле и в Космосе // Тезисы VI Всесоюзного съезда по теоретической и прикладной механике. Киев, 1976. - С. 17.

31. Ганиев Р.Ф., Лакиза В.Д., Цапенко А.С. Вибрационная устойчивость газовых пузырьков и вопросы дегазации в условиях, близких к невесомости // Космические исследования на Украине (Киев). 1976. -Вып.9. - С. 27-32.

32. Ганиев Р.Ф., Лакиза В.Д., Цапенко А.С. О явлениях вибрационного перемешивания и образования периодических структур в услових, близких к невесомости // Механика твёрдого тела. 1977. - №4. - С. 5659.

33. Ганиев Р.Ф., Лакиза В.Д., Цапенко А.С. Вибрационные эффекты в невесомости и перспективы космической технологии // Доклады АН СССР. 1976. - Т.230, вып. 1. - С.47-50.

34. Ганиев Р.Ф., Цапенко А.С. О динамике газоваых пузырьков в жидкости, подверженной вибрационным воздействиям // Вопросы математической физики и теории колебаний (Иваново). 1975. - Вып.З. - С. 611.

35. Ганиев Р.Ф., Лакиза В.Д. О нелинейном резонансном эффекте вибрационного перемешивания в гравитационном поле сил // Доклады АН УССР. 1976. - Вып.5. - С. 383-392.

36. Рахматулин Х.А. Основы газодинамики взаимопроникающих сред // Прикладная математика и механика. 1956. - Вып.2, т. 20. - С. 184186.

37. Kermeen R.W., Some Observations of Cavitation on Hemispherical Head Models. Calif.Inst.// Of Tech. Hydrodyn. LabRept.E-35.1. 1952. -159 p.

38. Margulis W., McGowen J.A., Leith W.C., Cavitation Control through Diesel Engine Water Treatment // Paper presented at SAE Summer Meeting. -1956. NY - 187 p.

39. Olson H.G., Hammit F.G., High Speed Photographic Studies of Ultrasoni-cally-induced Cavitation // Univ. of Mich. Nuclear Engrg Dept. Lab. For Fluid Flow and Heat Transport Phen.Rept.- 1967. 07738-6-T, 08466-1-T. - 149 p.

40. Стриплинг Л.Б., Акоста Э.Дж., Кавитация в лопастных насосах. // Труды американского общества инженеров-механиков Сер. D. 4.1. - Техническая механика. - №3, 1962. - 29 - 85 с.

41. Thornycroft J., Barnaby S.W. Torpedo Boat Destroyers, Minutes of Proc. Inst. Of Civil Engineers, 1995. 122,51-103. - 135 p.

42. Иванайский A.B. Исследование свойств литых антифприкционных алюминий-свинец-графитовых сплавов, разработка и внедрение технологии изготовления из них отливок: Диссертация на соискание учёной степени канд.техн.наук. М.: МВТУ им.Баумана, 1988. - 155 с.

43. Стриплинг Л.Б., Акоста Э.Дж., Кавитация в лопастных насосах // Труды американского общества инженеров-механиков. Сер. D. 4.II. Техническая механика. - №3, 1962. - 29 - 55 с.

44. Гидролиз этилсиликата без органических растворителей / В.Б. Соболев, В.Г. Фирсов, В.Э Бредис, В.А. Озеров // Литейное производство. -1978. №10. - С. 18-20.

45. Захарченко В.Н. Коллоидная химия. М.: Высшая школа, 1974. - С. 89-140,

46. Рыбкин В.А., Иванайский В.А. Расчёт конструкции реактора для приготовления этилсиликатной суспензии с использованием эффекта кавитации // Технология машиностроения. 2003. - №4. - С. 3-5.

47. Артоболевский И.А. Теория машин и механизмов. М.: Высшая школа, 1987.-438 с.

48. Кореняко А.С Курсовое проектирование по теории механизмов и машин. М.: Машиностроение, 1964. - 496 с.

49. Чулкова А.Д., Иванов В.Н., Яковлева Г.В. Методика контроля качества этилсиликата / Повышение качества и эффективности литья по выплавляемым моделям. М.: МДТНП, 1989.- С. 33-35.

50. Иванов В.Н., Чулкова А.Д. Контроль и методы исследования процесса получения оболочковых форм при литье по выплавляемым моделям // Литейное производство. 1976. -№10. - С. 33-35.

51. Иванов В.Н., Чулкова А.Д. Методы контроля и исследований в литье по выплавляемым моделям // Литейное производство. 1992.- №11.- С. 21-23.

52. Vida. V. Turnarea sculelor aschietoare in forme ceramice/ Resita I.C.M. -Bu?uresti, 1975.- 120 p.

53. Guleaev, B.B. Procedee speciale de turnare. Bmjuresti: Editura technical, 1972.- 102 p.

54. Рахматулин X.A. Основы газодинамики взаимопроникающих сред // Прикладная математика и механика.-1956.-Вып.2, Т.20.-С. 184-186.

55. Эскин Г.И. Ультразвук шагнул в металлургию.- М.: Металлургия, 1975.-188 с.

56. Биронт B.C. Применение Ультразвука при термической обработке металлов. М.: Металлургия, 1977.- 410 с.

57. Теплообмен в звуковом поле / Под.ред. С.С. Куталадзе. М.Новосибирск: Металлургия. 1970.- 185 с.

58. Погодин-Алексеев Г.И. Ультразвук и низкочастотная вибрация в производстве сплавов. М.:ЦПНТО Машпром., 1961.-40 с.

59. Погодин-Алексеев Г.И., Щелоков К.Ф. Исследование механических свойств сплавов системы силумин корунд // Применение ультразвука в машиностроении. - М.: ЦИНТИ по машиностроению, 1963. - С. 4042.

60. Преснов В.А. О физико-химической природе прочного соединения в разнородных веществах // Поверхностные явления в металлах и сплавах и их роль в процессах порошковой металлургии. Киев: АН УССР, 1981.-С. 10-13.

61. Погодин-Алексеев Г.И., Чормонов Т.Х. Исследование физико-механических свойств сплавов, получаемых в ультразвуковом поле // Применение ультразвука в машиностроении. М.: ЦИНТИ по машиностроению, 1963. - С. 48-52.

62. А.с. 832861. СССР. МКИ3 В 22 Д 27/08//С22 С 1/10 С 22 С 11/06. Способ получения композиционных материалов / А.В. Иванайский, А.Ф. Набоко, В.П. Борисов, Т.С. Иванайская, (СССР). №2835422 / 22-02; Заявл. 01.11.79. - д.с.п.

63. А.С. 942322. СССР, МКИ3 В 22Д 27/00//В 22 Д 19/14. Устройство для получения композиционных материалов. -/А.В. Иванайский, А.Ф. Набоко, В.П. Борисов, СССР. -№2791974/22-02; Заявл. 06.07.79. д.с.п.

64. А.с. 1129928 . СССР МКИ3 С21Д922, 9/50. Способ термической обработки сварного режущего инструмента / А.В. Иванайский, Ю.А. Ко-нон, Б.К.Уразбаев, Ю.А. Степанов, Г.Ф. Баландин, В.В. Борисов, (СССР). -№ 3372586/22-02; Заявл. 28.12.81. д.с.п.

65. Добаткин В.И. О структурном упрочнении алюминиевых сплавов.// Металловедение лёгких сплавов. М.: Наука, 1965. -С. 19-21.

66. Уразбаев Б.К., Иванайский А.В., Клочков Б.И. К расчёту параметров низкочастотной вибрационной кавитации // Расчёт, исследование и проектирование транспортирующих и грузоподъёмных машин. — Алма-Ата: КазПТИ, 1986. С. 116-122.

67. Колачёв Б.А., Ливанов В.А., Елагин В.И. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов. -М.: Металлургия, 1972. -480с.

68. Лаборатория металлографии. / Под.ред. Б.Г. Лившица. М.: Металлургия, 1957. - 375 с.

69. Гуляев А.П. Металловедение. -М.: Металлургия, 1978. -647 с.

70. Чаплис Б. Физическое металловедение. М.: Металлургиздат, 1963. -660 с.

71. Бочвар А.А. Металловедение. -М.: Металлургиздат. 1956.- 494 с.

72. Иванайский В.А. Ускоренный водный гидролиз этилсиликата // Технология машиностроения. 2000. - №3. - С. 4-5.

73. Рыбкин В.А., Иванайский В.А. Получение связующих на основе этилсиликата без органического растворителя для литья по выплавляемым моделям // Технология машиностроения. 2004. - №1. - С. 3-5.154