автореферат диссертации по металлургии, 05.16.04, диссертация на тему:Исследование процесса формирования и совершенствование технологии пуансонно-поршневого прессования алюминиевых отливок ответственного назначения

На правах рукописи

БРЕЖНЕВ Леонид Викторович

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ФОРМИРОВАНИЯ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПУАНСОННО-ПОРШНЕВОГО ПРЕССОВАНИЯ АЛЮМИНИЕВЫХ ОТЛИВОК ОТВЕТСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Специальность 05. 16. 04 - литейное производство

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Владимир 2005

Работа выполнена в ОАО «Ковровский электромеханический завод» и Владимирском государственном университете на кафедре "Литейные эцессы и конструкционные материалы".

умный руководитель

- кандидат технических наук, доцент A.B. Панфилов

Официальные оппоненты

- доктор технических наук,

A.A. Абрамов

- кандидат технических наук, доцент Ю.Н. Бакрин

Ведущее предприятие ФГУП ВПО «ТОЧМАШ» (г. Владимир)

Защита диссертации состоится « » апреля 2005г. в 14 часов в

ауд.211 на заседании диссертационного совета Д212.025.03

Владимирского государственного университета но адресу: 600000, г. Владимир, ул. Горького, д. 87, корп. 1.

Ваш отзыв в двух экземплярах, заверенных гербовой печатью, просим направлять по адресу: 600000, г. Владимир, ул. Горького, д. 87, ВлГУ, ученому секретарю совета, факс (0922) 23-33-42.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Владимирского государственного университета.

Автореферат разослан « » марта 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор: __/ ^.А. Кобзев

43333

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

з

№¿¿06^

Актуальность работы. Получение качественных отливок ответственного назначения при снижении энергетических затрат на их производство может быть достигнуто йа счет применения специальных методов воздействия на жидкий металл н затвердевающую отливку, среди которых наиболее эффективным при формировании литой заготовки является давление.

Одним из наиболее перспективных и экономически выгодных способов получения качественных алюминиевых заготовок с заданными эксплуатационными характеристиками является метод литья с кристаллизацией под давлением (ЛКД).

Отливки с высоким коэффициентом использования металла (0,70 -0,95), высокой точностью и малой шероховатоегью поверхности могут изготовляться на специализированных и неспециализированных гидравлических прессах или литейных машинах, причем при градиционных вариантах ЛКД они не имеют литниковых систем, что в свою очередь, повышает коэффициент выхода I одного литья Высокие физико-механические и служебные свойства, минимальные припуски на механическую обработку, низкая трудоемкость и себестоимость отливок, получаемых данным способом, позволяют заменять алюминиевые поковки, чугунные и стальные заготовки на отливки из алюминиевых сплавов.

Этот прогрессивный и экономически выгодный технологический процесс изготовления отливок был разработан в России в середине 30-х годов XX века. При изучении процесса ЛКД основное внимание уделялось вопросам формирования отливок, получаемых поршневым и пуансонным способами прессования При этом некоторые вопросы, в частности залолняемость полостей пуансона, определение мииимальной величины давления прессования, влияние скорости прессования, вентиляции формы и условий охлаждения, модифицирования и рафинирования расплава па качество огливок и производительность труда при нуансопно-поршневом прессовании изучены недостаточно. Анализируя имеющийся- опыт получения огливок ЛКД, можно констатировать, что накопленный исследователями экспериментальный материал не охватывает все аспекты исследуемой области. Особенно это относится к изготовлению отливок сложной конфигурации, к которым предъявляются высокие требования по прочности и пластичности, плотности и герметичности

шСп

РОС НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА С. Петербург

Работа посвящена исследованию процесса формирования и совершенствованию технологии ЛКД алюминиевых сплавов в условиях пу&нсонно-поршневого прессования.

* Работа выполнена в соответствии с федеральной целевой научно-технической программой "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники на 2002 - 2006 г.г." и направлением к программе развития г. Коврова как наукограда: "Разработка специальных технологий и производство газо-центробежных установок обогащения топлива для атомных реакторов различного назначения" на 2004 - 2009 годы.

Цель работы и задачи исследования. Исследование процесса формирования отливок из дозвтектическиХ силуминов с использованием пуансонно-поршневого прессования и совершенствование технологии ЛКД для получения гарантированного качества отливок ответственного назначения с минимальными энергетическими затратами.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие научные задачи.

1. Исследование заполняемости, влияния скорости прессования и вентиляции пресс-форм на качество отливок.

2. Уточнение зависимости для определения минимально необходимой величины давления, позволяющей получать при ЛКД плотные высококачественные заготовки.

3. Исследование особенностей формообразования отливок, получаемых пуансонно-поршневым прессованием.

4. Исследование процесса затвердевания и охлаждения, структуры и физико-механических свойств отливок, получаемых пуансонно-поршневым прессованием.

5. Исследование влияния модифицирования и рафинирования на структуру и физико-механические свойства отливок, получаемых в условиях пуансонно-поршневого прессования.

6. Исследование влияния принудительного охлаждения пресс-формы на качество отливок и производительность процесса пуансонно-поршневого прессования.

7. Модернизация оборудования и совершенствование технологии ЛКД отливок из алюминиевых сплавов.

Научная новизна работы: - на основе изучения процессов формообразования и затвердевания отливок, изготовленных при пуансонно-поршневом прессовании,

установлено, что для всех схем прессования характерны общие закономерности, причем определяющими являются не только теплосиловые условия процесса, но и химический состав сплава;

- предложена методика расчета величины скорости прессования и вентиляционных зазоров между элементами пуансона;

- предложена зависимость для расчета величины минимально необходимого давления прессования;

- установлены особенности формообразования отливок при пуансонно-поршневом прессовании в зависимости от скорости прессования и толщины стенки отливки, условий удаления воздуха и газов из рабочих полостей формы, температуры матрицы и пуансона, времени выдержки расплава в матрице до приложения давления и химического состава сплава;

- обоснована возможность получения отливок без задиров с высокой размерной точностью при использовании минимального количества смазочных материалов (СМ) за счет управления усадкой отливки и тепловым расширением формы;

изучено влияние рафинирования и модифицирования на качество отливок из сплавов АК7ч, А356.2 при ЛКД;

- исследовано влияние принудительного охлаждения пресс-формы на качество и производительность отливок при пуансонно-поршневом прессовании.

Практическая значимость и реализация результатов работы в промышленности. Закономерности и особенности формирования отливок, установленные на стадиях исследования и анализа процесса, учтены и использованы при разработке технологии ЛКД на ОАО "КЭМЗ" (г. Ковров). Разработаны способ пуансонно-поршневого прессования, устройство для вакуумирования и конструкция пресс-формы, защищенные патентами РФ № 2176174, № 2114716 и № 2188742.

Для плавки сплавов АК7ч и АЗ 56.2 используются дуговые печи постоянного тока (ДППТ-0,5). Для сплава АК7ч выбран модифицирующе-рафинирующий флюс "Эвтектика" на основе карбонатов натрия, калия, лития, бария и стронция, а для сплава А356.2 - рафинирующий флюс на основе карбонатов натрия, магния, кальция, которые обеспечивают пластичность сплавов при прессовании и получение высококачественных отливок.

Определены и установлены основные технологические режимы получения высококачественных отливок пуансонно-поршневым способом: давление и скорости прессования, время выдержки расплава в матрице до приложения давления, начальные температуры пуансона и матрицы, время и условия охлаждения отливки в закрытой форме перед отводом пуансона в исходное состояние и в матрице перед ее выталкиванием. В технологическом процессе при изготовлении отливок использованы модернизированные гидравлические прессы ДЕ 2432, ЭПР-34А с усилием прессования 1,6 и 2,5 МН, соответственно. В технологии применены пресс-формы пуансонно-поршневой схемы прессования с вентиляционной системой, с принудительным воздушным и водо-воздушным охлаждением. Для охлаждения и смазывания использованы водорасворимые смазки типа "Элитол-Э77", "Любродаль-С25", разбавляемые водой в соотношении от 1:100 до 1:150, наносимые на пуансон и матрицу с помощью распылителя (а. с. № 1090452 СССР, а с. № 1140832 СССР).

Для исследования, анализа, проектирования литейной оснастки и отладки технологического процесса, контроля основных технологических параметров процесса ЛКД использована компьютерная техника В литейном цехе ОАО "КЭМЗ" создан участок с 10-ю прессами проектной мощностью ~ 1000 т годных отливок в год. Низкая трудоемкость и себестоимость, высокие физико-механические и служебные свойства позволили заменить алюминиевые поковки на отливки из алюминиевых сплавов. Экономический эффект от внедрения ЛКД составил более 6,853 млн. рублей в¿-од.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были представлены на ^Международной научно-технической конференции «Генезис, теория и технология литых материалов» (20-24 мая 2002 г , г Владимир, Россия), Международной научно-технической конференции «Прогрессивные литейные технологии» (19-21 ноября 2002 г., г Москва, Россия), 8— Международной научно-технической конференции «Технология-2003» (8-10 сентября 2003 г, г. Братислава, Словацкая Республика)

Публикации. По теме диссертации опубликованы восемь печатных работ в научных журналах и сборниках трудов российских и международных конференций, получены три патента на изобретения.

Структура и объем диссертации Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка использованных источников и приложения. Она изложена на 150 страницах машинописного текста, содержит 12 таблиц и 55 рисунка, а также список литературы из 149 наименований.

На защиту выносятся следующие положения.

1. Теоретические зависимости для расчета величины минимально необходимого давления прессования и вентиляционных зазоров

2. Обоснование возможности получения качественных отливок пуансонно-поршневым прессованием из алюминиевых сплавов при минимальном давлении прессования с учетом свойств сплава, скорости прессования и температурных параметров литья.

3. Способ пуансонно-поршневого прессования, обеспечивающий получение точных, высококачественных отливок из алюминиевых сплавов.

Основное содержание работы

Во введении обоснована актуальность работы и сформулированы цель и задачи исследований, показаны научная новизна и практическая ценность работы.

В первой главе проведен анализ современного состояния и развития ЛКД, который позволил установись перспективность использования пуансонно-поршневого прессования для получения качественных отливок Большой вклад в разработку теоретических и технологических основ ЛКД внесли труды ВМ.Нляцкого, Н.Н.Белоусова, П.Н.Бидули, АИ.Батышева, Т.ПЛипчина, В В.Маркова, Г.И.Тимофеева, Y.Nisbida, H.Matsubara, S.Chatterjee и других исследователей Основное внимание уделено работам по затвердеванию и уплотнению, расчету и выбору рационального давления прессования, изучению усадки, структуры и свойств отливок из алюминиевых сплавов. Установлено, что сведений о минимальной величине давления прессования, обеспечивающей получение плотных отливок недостаточно Мало исследований, посвященных заполняемости пресс-форм расплавом. Практически отсутствуют сведения о затвердевании, о структуре и свойствах отливок, изготавливаемых пуансонно-поршневым прессованием из сплавов АК7ч и А356.2. Отсутствуют данные о влиянии рафинирования и модифицирования сплавов, охлаждения пресс-формы на качество отливок и производительность процесса при пуансонно-поршневом прессовании.

!

i 8 Не основании проведенного литературного обзора в работе сформулированы цель и задачи исследования.

Во второй главе приведены описания методик, рассмотрены методы исследований, используемые в работе. Представлены сведения об оборудовании, материалах, и установках, используемых при исследованиях.

Для проведения лабораторных исследований и промышленных испытаний выбраны промышленные алюминиевые сплавы АК7ч (АЛ9) по ГОСТ 1583-93 и А356.2 (стандарт АА, США). Сплавы в лабораторных условиях приготовляли в графито-шамотных тиглях в электрических печах сопротивления СШОЛ. Исследования процесса ЛКД проводились на гидравлическом прессе мод. ДБ2430 с номинальным усилием 1,0 МН. В качестве объектов исследований в лабораторных условиях были выбраны отливки типа "стержень", "кольцо" высотой 60 мм, диаметром или толщиной стенки 5, 10, 15 и 20 мм с цилиндрическим приливом (пресс-остатком) диаметром 60 и 100 мм, которые заливали в матрицу при температуре 720 - 740 °С. Величину усилия прессования регулировали в пределах 20-300 МПа. Измерение давления прессования осуществляли с помощью тензометрических мездоз, а перемещение прессующего пуансона - с помощью реохордных датчиков. Точность измерения давления ±10 МПа, перемещения пуансона ± 0,1 мм. На шлейфовом осциллографе Н043.1 одновременно записывали показания всех термопар типа КТХА-С (ГОСТ 23847-79), давления и перемещения. Для определения химического состава и физико-механических свойств сплава во время плавки, разливки, после рафинирования и модифицирования использовали стандартные пробы, заливаемые в кокиль. Для контроля измельчения зерна и эффективности модифицирования при проведении термического анализа сплава применяли специальные керамические формы.

Микроструктуру образцов изучали с использованием микроскопов МИМ-8М и Неофот-2. Механические свойства заготовок определяли на образцах, отлитых в кокиль или вырезанных из отливок. Оси образцов были параллельны направлению воздействия давления пуансона. Испытания проводили по стандартной методике (ГОСТ 1497-84) на растяжение при температуре 20°С на разрывной машине Р5 (ГОСТ 785574) при скорости деформации 1 мм/мин. Твердость определяли методом Бринелля (ГОСТ 9012-59) на приборе ТШ2. Кроме этого, применяли и косвенный метод измерения твердости металла по диаграмме вдавливания

с использованием компьютерной технологии - прибора ПИТМ-ДВ-02. Дополнительно определяли предел прочности, предел текучести при сжатии, относительное удлинение.

Плотность отливок определяли методом гидростатического взвешивания на аналитических весах АДВ-200, а герметичность отливок исследовали с помощью гелиевого течеискателя производства ФГУП ВПО «ТОЧМА1Л». Обработка результатов экспериментальных исследований осуществлялась с использованием методов статистического анализа программы М5сг080Й@Ехсе12000.

В промышленных условиях в качестве объектов исследований использовались отливки "Корпус статора" и "Поворотные фланцы", изготовляемые пуансонно-поршневым прессованием для изделий ответственного назначения. Сплав АК7ч (АЛ9) и А356.2 приготовляли в электрической печи постоянного тока ДППТ-0,5 вместимостью 500 кг. Для сплава АК7ч в качестве шихтовых материалов использовали первичные металлы: алюминий А7 и А8 (ГОСТ 11069-74) и сплавы АК12пч и АК12оч (ГОСТ 1583-93) производства Уральского алюминиевого завода ОАО "СУАЛ-УАЗ". Расплавы перегревали до температуры 750 - 800 °С и разливали в раздаточные печи с графитовым тиглем ТГГ - 500л или с чугунным емкостью 230 кг, в которых их модифицировали и рафинировали универсальным флюсом "Фурм" (Россия), таблетированными препаратами РКОВАТ-РШББ АЬТ-1 фирмы "ЗсЬаГег" (ФРГ) и таблетками производства ОДО 'Эвтектика" БИТУ (Белоруссия). После рафинирования и модифицирования во всех случаях расплав продували аргоном через пористую графитированную насадку. Измерение давления прессования осуществляли с помощью датчика давления МД-250Т Температуру расплава измеряли и регулировали в пределах 700 - 740 ± 10°С. с помощью термопары ТХА-0496-02, потенциометра "Диск-250", измерителя-регулятора "Метакон-562", интерфейсного блока ЯБ232 и записывали с помощью персонального компьютера "Реп^ит-Н" Расплав из тигля заливали в матрицы пресс-форм, смонтированные на столах гидравлических прессов мод. ДЕ2432 и ЭПР-34А с номинальными усилиями 1,6 и 2,5 МН, соответственно.

В третьей главе приведены результаты исследований формирования отливок в условиях пуансонно-поршневого прессования. Особенностью этой схемы прессования является то, что вытесняемый расплав не соприкасается с боковыми стенками матрицы и заполняет только полости в пуансоне, причем пуансон, контактируя с боковой

коркой, деформирует ее. По окончании формообразования давление передается одновременно на верхние торцы и внутренние поверхности отливки.

Расчет скорости заполнения формы 11ф при пуансомно-поршпевом прессовании выполняли по формуле: '

(1)

г'о

где Д„ - наружный диаметр пуансона, м; До - диаметр отливки или толщина стенки, м, и „ - скорость прессования, равная 0,002 - 0,005 м/с. В табл. 1 приведены скорости формообразования U4, цилиндрических отливок Уипа "стержень" диаметром 5, 10; 15 и 20 мм и высотой 60 мм и типа "кОЛьцо" с толщинами стенок 5; 10; 15 и 20 мм (пуансонно-норшневое прессование).

Скорости заполнения формы иф для отливок типа "стержень" и "кольцо"

Таблица 1

Диаметр отливки, мм иф, мм/с Толщина стенок отливки, мм Уф, мм/с

При ип=2мм/с При ип=5мм/с При U„=2mm/c При U„=5mm/c

5 286 715 5 6 16

10 70 175 10 3 7

15 30 75 15 2 4

20 16 40 20 1,5 3

Из табл 1 видно, что увеличение диаметра или толщины стенки отливки (при постоянном диаметре пуансона) ведет к снижению скорости заполнения. Так, при увеличении диаметра отливки от 5 до 20 мм скорость формообразования снижается в ~ 18 раз, а при увеличении толщины стенки от 5 до 20 мм в 4,0 - 4,6 раз^. Отсюда следует, что различные скорости заполнения этих элементов формы могут отразиться на качестве отливок. Оценку заполняемости гидравлического капала (полос ги аресс-формы) при пуансонно-поршневом прессовании производили по величине

коэффициента гидравлического сопротивления, зависящего от скорости и давления заполнения формы, геометрических размеров отливки (диаметра стержня, толщины и высоты стенки).

Рис.1. Схема пуансонно-поршневого прессования отливок типа "корпус статора" при ЛКД: а - после заливки расплава в матрицу, б - во время прессования, в - по окончании прессования; где: 1 - расплав, 2 -затвердевающая корка, 3 - матрица, 4 - пуансон, 5 - возможные дефекты отливок (недолив, спай), 6 - выступающие элементы отливок, 7 - отливка, 8 - вентиляционные каналы, 9 - деформированная вертикальная корка

Исследовано влияние вентиляции пресс-форм на качество получаемых отливок. Установлено, что во время заполнения полостей формы в отливках возникают дефекты следующих видов:

- нечеткое оформление контуров отливки в пуансоне (рис. 1 б), образующихся из-за отсутствия или недостаточной вентиляции пресс-формы, а также образование газовых раковин из-за высокой скорости прессования;

- наличие в теле отливки спаев и неоднородности структуры в местах деформации вертикальной корки, растущей у поверхности матрицы (рис.1 в).

Дефекты, указанные на рис. 16, устраняются путем применения сборной конструкции пуансона и матрицы при условии выполнения между частями формы вентиляционных зазоров.

I 12

Дли оценки площади поперечного сечения вентиляционных зазоров в пувнсоне, необходимой для удаления газов из пресс-формы, использовали выражение:

(2)

где и„ - скорость прессования, м/с; Р„ - площадь поперечного сечения выступающих частей пуансона, м2, - коэффициент расхода при истечении газов в атмосферу, изменяюгЦийся в пределах 0,1 - 0,5; IIж -скорость звука (максимальная скорость истечения газов из формы), м/с Величину минимального зазора, необходимого для удаления газов из формы, определяли из выражения:

А„= ---, (3)

^•^»•гсД«,

где Д ви - диаметр вставки в пресс-форме, м.

При последовательном заполнении формы сплошным потоком металла, свойственном ЛКД, необходимо использовать следующие приемы:

1) увеличить проходные сечения (£,.,) вентиляционных зазоров. Однако это увеличение ограничено в основном жидкотекучесгью перегретого алюминиевого сплава и конструктивными особенностями пресс-формы.

2) увеличить коэффициент ря, до 0,5 за счет вентиляционных

зазоров, ступенчато соединенных с коллектором, вместо = 0,1 0,2 для

<

щелевых каналов с постоянным поперечным сечением;

3) применять смазочные материалы с минимальной газотворной способностью и лучшими смазочными свойствами,

4) использовать принудительную вентиляцию и вакуумирование пресс-формы в момент прессования, что позволяет улучшить служебные свойства отливки и ее плотность.

Качество отливок, изготовляемых ЛКД, зависит не только от условий заполнения формы, но и главным образом от давления прессования Предложено давление прессования считать как отношение суммы усилий, затрачиваемых на деформацию твердой части, питание двухфазной зоны, преодоление сил трения между отливкой и формой, между матрицей и пуансоном, к площади поперечного сечения пуансона.

Выражение давления прессования представлено в виде.

где, тк = Г к; тк - касательные напряжения, принимаются одинаковыми для среднеинтегральной температуры на контактных поверхностях металл

- пресс-форма; { - коэффициент трения, равный 1; к = <т8 ¡-¡ъ -пластическая постоянная, характеризующая свойства сплава, МПа; 8„ и 8П

- поверхности отливки и пояска пуансона, м2; Р„ - площадь поперечного сечения пуансона, м2; Ршгг - давление Для питания твердожидкой зоны двухфазного состояния, находится в пределах (2,5 - 3,0) 105 Па. Формула (4) позволяет учитывать не только схему прессования, но и площадь поверхности и конфигурацию отливки, ширину пояска пуансона, а главное - пластическую постоянную сплава, которая зависит от свойств сплава, температуры деформируемого металла и пресс-формы. Расчеты давления прессования по зависимости (4), находящиеся в пределах 80 -100 МПа, обеспечивают отсутствие усадебных дефектов в отливках "Корпус статора" и "Поворотные фланцы", изготовливаемых пуансонно-поршневым прессованием для изделий ответственного назначения.

Изучение механизма образования спаев на фланце, в местах деформирования вертикальной корки в тело отливки (рис.1 в, поз.1?), позволило установить, что дефект наиболее выражен' в'1 отливках, получаемых при низкой температуре стенки матрицы (Т„ < 100 °С). Наличие избыточного количества смазки на боковых стенках матрицы, например, графитсодержащей, также способствует образованию спая. Выявлено, что вертикальная корка, образующаяся у стенок матрицы, деформируется с прогибанием в тело отливки, где под воздействием перегретой жидкой фазы она частично оплавляется.

Установлено, что при всех прочих равных условиях склонность к образованию спаев в отливке, а также сколов на фланце при механической обработке "Корпуса статора" из сплава АК7ч больше, чем из сплава А356.2, что, прежде всего, определяется более низкой пластичностью сплава АК7ч, которая в свою очередь зависит от содержания железа в сплавах (АК7ч - Бе < 0,5 %; А356.2 - Ре < 0,12 %). Для устранения спаев в отливке и сколов на фланце при механической обработке необходимо

•-ь

уменьшать толщину и прочность затвердевающей корки за счет увеличения начальной температуры матрицы и уменьшения' времени выдержки расплава в матрице до момента внедрения пуансона, а также за' счет увеличения припуска на механическую обработку или' изменения' конструкции заготовки путем введения дополнительного элемента отливки - фланца, размеры которого больше габарита отливки. !

Следующей особенностью при формировании отливок ЛКД является движение обогащенного ликватами металла по междендридным каналам, приводящее к образованию ликвационных зон микро- и макроскопических размеров, соответствующих объемам замещенных усадочных и иных пустот. Эта особенность может проявляться на обработанной поверхности детали в виде дефекта "темные пятна" после длительной термической обработки при температуре около 100°С искусственно состаренного сплава.

Исследованиями химического состава, спектральными, микрорентгеноспектральными и металлографическими исследованиями установлено, что"темные пятна" могут появляться в местах образования усадочных раковин и пористости, трещин, утяжин и газовых пузырей на поверхностях отливок, затвердевающих при недостатке давления прессования. Установлено также, что образование и развитие исследуемых дефектов связано с огрублением эвтектического кремния. При наличии на поверхности крупнодисперсного зерна кремния химически активных веществ, например, ионов хлора, происходит интенсификация процесса коррозионного разрушения металла.

С целью уменьшения образовали "темных пятен" необходимо обеспечить: 1) эффективное охлаждение горячих участков отливки; 2)уменьшение во флюсах хлористых и фтористых соединений или их замену на химически не активные вещества; 3) дополнительную механическую или химическую обработку поверхности.

В четвертой главе исследовали особенности затвердевания и охлаждения выступающих элементов отливок типа "стержень", "кольцо" из сплавов АК7ч и А356.2, формирующихся в полости пуансона и имеющих следующие размеры: диаметр Д, = 10, 15 и 20 мм; толщину стенки Х0 = 5, 10, 15, 20 мм, высоту 60 мм. С целью удаления газов из рабочей полости формы в пуансоне были предусмотрены вентиляционные каналы. Установлено, что между коэффициентом затвердевания и давлением прессования существует прямопропорциональная зависимость: чем больше давление, тем больше значение коэффициента "К" (рис.2). При этом для отливок из сплава А356.2 повышение коэффициента "К" происходит более быстро, а для отливок' из сплава АК7ч - медленнее, что на наш взгляд связано с различной величиной усадки этих сплавов, и соответственно, зазоров и площадей контакта, образующихся при затвердевании алюминиевых сплавов в металлических формах. Сплав А356.2 затвердевает быстрее, чем сплав АК7ч при атмосферном давлении

(0,1 МПа) в 1,8 раза, при 80-90 - в 1,6 раза, при 100 - 200 МПа - в 1,5 раза (рис.3). При повышении давления от 10 до 90 МПа время затвердевания стенки отливки снижается от 4 до 2,5 с. Последующее повышение давления до 220 МПа приводит к уменьшению времени затвердевания до 2 с (рис.4). Таким образом, при пуансонно-поршневом прессовании отливок типа "кольцо" наибольшее изменение времени затвердевания отливки наблюдается в зоне давлений 10-90 МПа и меньшее в зоне давлений 90 -220 МПа. Характер зависимостей одинаков, различными являются абсолютные значения, что вполне объяснимо.

Эти закономерности следует учитывать при назначении скорости прессования и нарастания (наложения) давления на затвердевающую отливку. Не своевременное наложение давления может отразиться на качестве отливок и может привести к появлению усадочной пористости в массивных узлах отливки.

К, мм/«?

Р н, МПа

О

юо

200

Рис.2. Зависимость коэффициента затвердевания цилиндрических отливок (диаметр 50 мм) от давления прессования: 1 - сплав А356.2, 2 - сплав АК7ч

Рис.3. Зависимость времени затвердевания отливки от давления прессования: 1 - сплав АК7ч, 2 - сплав А356.2

Тз,С

Р„, МПа

юо гоо

Рис.4. Зависимость времени затвердевания отливок типа "кольцо" из сплава АЗ 56.2 от давления прессования (Х0= 15 мм)

а б

Рис.5. Зависимость линейной усадки от давления прессования 1,2- для сплава АК7ч и АЗ 56.2 при Н / Д ~ 2, соответственно (а); графики относительного перемещения пуансона 1, 2, 3 - для АК7ч, сплава 50 % АЗ56.2 и 50 % АК7ч и А356.2, соответственно (б)

Уплотняемость отливок оценивали по графикам относительного перемещения прессующего пуансона или верхнего торца деформирующейся отливки с момента приложения давления до окончания прессования (рис. 56). Результаты исследований свидетельствуют о том, что сплав АЗ 56.2 (при прочих равных условиях) спрессовывается хуже, чем сплав АК7ч.

Линейная усадка зависит от давления прессования и высоты отливки. Она уменьшается с увеличением давления и уменьшением высоты отливки не по линейной зависимости. Изменения высоты отливки и давления не меняют характера линейной усадки (по высоте), а только ее абсолютные значения. Следует отметить, что линейная усадка так же как величина относительного перемещения верхнего торца отливки для сплава А356.2 меньше, чем у сплава АК7ч (рис.5). Диаметр элементов отливки практически не влияет на изменение величины усадки. Усадка сплава А356.2 на 35 - 40% ниже, чем сплава АК7ч. Поэтому для получения

качественных отливок необходимо усадку и уплотняемость сплавов учитывать при проектировании, изготовлении пресс-форм и управлять температурными параметрами процесса ЛКД.

При изучении физико-механических свойств было установлено, что твердость зависит от толщины стенок отливок (в литом состоянии) и имеет линейную зависимость. Для отливок, термообработанных по режиму Т5, твердость для сплава А356.2 находится в пределах 90 - 110 НВ, а для сплава АК7ч 90 - 105 НВ. Давление способствует повышению твердости и одновременно уменьшает разброс значений твердости, как по высоте, так и поперечному сечению. Твердость отливок из сплава A356.2 (в литом состоянии) на 10-20 единиц больше твердости заготовок из сплава АК7ч, причем на наружной поверхности стенки на - 10 единиц выше, чем на внутренней.

Результаты испытаний механических свойств отливок (о„ , aUj2 , 8) показали, что отливки из сплава A3 56.2, получаемые при давлении 85 МПа, имеют предел прочности о„ (в литом состоянии) 220 - 250 МПа, после термообработки по Т5 - 320 - 340 МПа, а из сплава АК7ч 200 - 220 МПа (в литом состоянии), а после термообработки по Т5 - 280 - 300 МПа. Таким образом, увеличение давления прессования от 0,1 МПа до 100 МПа приводит к значительному повышению механических свойств отливок, причем для сплава А356.2 они выше и значения их стабильны. Предел текучести оо>2 отливок из сплава A356.2 при увеличении давления от 0,1 до 100 МПа увеличивается на 15 - 20 %, такое же увеличение наблюдается и для отливок из сплава АК7ч. Относительное удлинение с повышением давления прессования также увеличивается: для сплава АК7ч от 2% до 8%, для сплава А356.2 с 4% до 10%. Повышение прочности и пластичности отливок, полученных из этих сплавов, обусловлено увеличением их плотности и измельчением микроструктуры.

Микроструктура отливок из сплава АК7ч состоит из дендритов а-твердого раствора и эвтектики (а. + Si). Величина дендритной ячейки (среднее расстояние между осями дендритов II-порядка) с увеличением толщины стенки отливки возрастает. Для отливок сХо = 5ммдоХо=15 мм при переходе от наружной поверхности к внутренней наблюдается незначительное уменьшение размеров дендритной ячеек. В отливках с Х0 = 20 мм и более расстояние между дендритами II-порядка по толщине стенки практически не изменяется. Чем меньше диаметр или толщина стенки элемента отливки, и выше давления прессования, тем мельче структура.

В пятой главе приведены результаты исследований по совершенствованию и промышленному внедрению пуансонно-поршневого прессования отливок из алюминиевых сплавов в условиях литейного производства ОАО "КЭМЗ". Разработаны технологические процессы ЛКД для отливок ответственного назначения "Корпус статора", "Поворотные фланцы" и др. Полученные результаты свидетельствуют о том, что свойства отливок из сплавов АК7ч и А356.2, выплавленных в ДППТ-0,5, превосходят требования ГОСТ 1583-93 по химическому составу и механическим свойствам. В технологическом процессе изготрвления отливок используются модернизированные гидравлические прессы с усилием прессования 1,6 и 2,5 МН, а также применяются пресс-формы пуансонно-поршневой схемы прессования с вентиляционной системой, с принудительным воздушным и водовоздушным охлаждением.

Механические свойства и некоторые виды брака при использовании различных флюсов для рафинирования АК7ч

Таблица 2

Препараты Механические свойства Брак отливок, %

е.. МПа 5, % нв по внеш. виду по сколам на фланце по пористости по негерметичности

0,2%Фурм+0,1% Probatt Fluss ALT-1 300 10 94,9 0,85 2,67 1,35 0,20

0,1%Фурм+0,05РМФ "Эвтектика" 310 11 101 0,63 1,50 0,45 0,20

0,05%РМФ "Эвтектика" 340 11 101 0,33 1,14 0,95 0,09

0,1% Probatt Fluss ALT-1 310 10 101 0,8 2,3 2,2 0,02

Исследование влияния рафинирования и модифицирования на качество и механические свойства отливок показало, что обработка сплавов АК7ч и

А356.2 рафинирующе-модифицирующими флюсами обеспечивает повышение прочности на 20 - 30 %, относительного удлинения в 1,3 - 2,0 раза.

Анализ механических свойств, некоторых видов брака при использовании различных флюсов для рафинирования и модифицирования (таблица 2) позволяет сделать вывод, что наиболее эффективным и рациональным для сплава АК7ч является рафикирующе-модифицирующий флюс (РМФ) производства ОДО "Эвтектика", БИТУ (Белоруссия).

Выполненный анализ механических свойств сплава АК7ч на установке ПИТМ-ДВ-02 показал снижение предела текучести при сжатии модифицированного сплава по сравнению с немодифицированным сплавом на 10 - 15 МПа, предел текучести стабильно находился на уровне 50 - 60 МПа. Качество и степень модифицирования сплава определяли в течение всей разливки. Модифицирующий эффект сохранялся в течение 6 - 8 час.

Для оценки степени модифицирования сплавов применяли термический анализ, который успешно использован как метод контроля модифицирования сплава в производственных условиях перед прессованием. На установке "Мульти-Лаб" Квик - Кап - А1 для сплава АК7ч и А356.2 получены гермограммы, позволяющие анализировать и корректировать структуру посредством разбавления или ввода рафинирующих и модифицирующих флюсов (РМФ). Использование сплава А356.2 с содержанием Ре < 0,12 %, Mg = 0,40 - 0,45 %, "Л = 0,10 - 20 %, Бг = 0,02 - 0,04 % позволило не только снизить затраты на приготовление сплава, но и стабилизировать качество, физико-механические свойства отливок, снизить брак по сколам при механической обработке на фланце, пористости, неметаллическим включениям и "темным пятнам" в тепловом центре отливки "Корпус статора".

Исследование влияния естественного (на воздухе) и принудительного охлаждения (воздушного и водовоздушного) показало, что применение водорастворимых смазок, распыляемых сжатым воздухом, является наиболее эффективным способом охлаждения рабочей поверхности, оказывющим положительное влияние на

производительность, стойкость пресс-форм, качество и размерную точность отливок.

При естественном охлаждении начальная температура пуансона составляет 230 - 300 "С, по окончании выдержки под давлением она повышается до 400 - 450 "С. Если для ускорения охлаждения пуансона исиользуют влажный сжатый воздух, который подают под давлением 0,4 -0,5 МПа в каналы охлаждения, то скорость охлаждения с 20 - 30 °С/мин увеличивается до 110 °С/мин, а при охлаждении пуансона изнутри влажным сжатым воздухом и со стороны рабочей поверхности водо-воздушной смесью скорость составляет 170 - 180 °С/мин. Переход от естественного охлаждения к принудительному охлаждению пресс-формы приводит к сокращению времени затвердевания и сокращению времени выдержки под давлением с 70 с до 50 с - в 1,4 раза и сокращению времени цикла с 180 с до 150 с - в 1,2 раза, при этом начальная температура пуансона снижается до 160 - 180 °С и по окончании выдержки под давлением она не превышает 350 °С. Установлено, что при пуансонно-поршневом прессовании основную роль в тепловом режиме формы играет теплообмен со стороны пуансона. С целью получения высокой стойкости пресс-форм и стабильного качества необходимо автоматически поддерживать начальную температуру пуансона, для чего требуется использовать принудительное комбинированное (воздушное, водо-воздушное) охлаждение.

Исследовано также влияние охлаждения пресс-формы и отливки на качество поверхности и точность размеров отливки, получаемой при пуансонно-поршневом прессовании. Авторм предложена схема и условия получения огливок без задиров с высокой размерной точностью при использовании минимального количества смазочных материалов за счет управления усадкой отливки и тепловым расширением формы. Главным фактором является условие начала усадки: Р„ < а сж, т.е. усадка отливки начинается тогда, когда давление прессования станет меньше, чем предел текучести при сжатии сплава для температур ЛКД. Вторым условием, исключающим образование надиров на поверхности отливки, является то, чтобы зазор 8, образующийся между формой и отливкой к моменту выталкивания заготовки из формы был бы больше, чем наибольшая высота профиля поверхности пресс-формы, т.е. 5 > Ямах. Также необходимо учитывать, что величина зазора зависит и от величин коэффициентов термического расширения материала отливки и формы oto и (Хф На основании этих условий получены расчетные формулы для определения времени охлаждения пуансона в закрытой форме перед его

отводом в исходное состояние и времени охлаждения отливки в матрице перед ее выталкиванием

где Кф и К0 - коэффициенты охлаждения материала формы и отливки, для взаимодействующих веществ (сталь - вода, алюминий - вода) - величины постоянные и безразмерные, т.к. включают в себя только теплофизические характеристики этих материалов; Я,, и - радиус отливки и

наибольшая высота профиля поверхности пресс-формы, м; ш0 - масса отливки, кг; шф - масса формообразующих частей пуансона, кг; qí> и цвр -секундные расходы воды для охлаждения пуансона и отливки в матрице, кг/с; пт - коэффициент фактического участия водо-воздушной смеси или СОЖ в теплообмене, определяется экспериментально, равен 0,2 - 0,3; АТФ и АТ0 - снижение температуры формы (пуансона) перед отрывом и температуры отливки перед выталкиванием, °С.

В результате соблюдения указанных выше условий, временных и количественных параметров охлаждения, получены качественные отливки с допусками на размере 100 ± 0,3, с отсутствием надиров на всех поверхностях, с устранением газовой пористости на боковой поверхности и отсутствием дефектов, обусловленных избытком и неравномерностью нанесения смазочного материала. Шероховатость отливок составила по 1^=0,4-0,7 мкм.

Важным этапом в совершенствовании способа ЛКД на ОАО "КЭМЗ" стало применение компьютерных технологий, используемых для исследования, разработки и отладки технологического процесса и литейной оснастки, контроля основных технологических параметров, учета изготовления , анализа качества отливок и стойкости пресс-форм.

Разработанные автором способ литья с кристаллизацией под давлением и конструкция пресс-формы с устройством для вакуумирования защищены патентами РФ № 2176174, РФ № 2114716 и № 2188742 и успешно используются в литейном производстве ОАО "КЭМЗ". Брак в литейном цехе уменьшился с 7,0 % до 0,6 %, брак по механическому цеху - с 15 % до 6,0 %. Стойкость пресс-форм составила 15000 - 20000 запрессовок. Экономический эффект от внедрения составил 6,853 млн. рублей в год.

(5)

(6)

Общие выводы

1. На основании теоретического и экспериментального изучения формирования отливок из сплавов АК7ч, А356.2, получаемых пуансонно-иоршневом прессованием, установлено, что для всех схем прессования характерны общие закономерности, зависящие от скорости и давления прессования, толщины стенки отливки, температурых режимов литья и условий удаления воздуха и газов из рабочей полости пресс-формы.

2. Выведена зависимость для расчета величины минимально необходимого давления прессования, определяемой с учетом площади поверхности отливки и пояска пуансона, пластической постоянной, зависящей от свойств сплава, температуры пресс-формы и заливаемого металла. Установлено, что для получения качественных отливок давление прессования должно находиться в пределах 80- 100 МПа.

Предложена методика расчета величины вентиляционных зазоров между элементами пуансона. Установлено, что минимальный вентиляционный зазор между вставками пуансона должен находиться в пределах 0,01 - 0,02 мм.

3. На основании экспериментального исследования особенностей затвердевания и охлаждения отливок из сплавов АК7ч и А356.2 при пуансонно-поршневом прессовании установлено:

- время затвердевания увеличивается с увеличением диаметра элемента или стенки отливки, а с повышением давления прессования -снижается;

- диаметр элемента отливки не влияет на изменение величины усадки; с увеличением давления прессования линейная усадка уменьшается;

- сплав А356.2 при давлении прессования 80 -100 МПа затвердевает в 1,6 раза быстрее, имеет усадку на 35 - 40% ниже, чем сплав АК7ч и обладает пониженной унлотняемостью. Предложено высокую скорость затвердевания и пониженную уплотняемость сплава А356.2 компенсировать увеличением скорости прессования и нарастания (наложения) давления на затвердевающую отливку, изменением температурных режимов литья, а усадку учитывать при проектировании и изготовлении формы;

- механические свойства отливок из сплава АК7ч (в литом состоянии, давление 10-90 МПа) находятся на уровне: предел прочности а„ = 200 - 220 МПа; удлинение 6 = 2-6%; твердость НВ = 50 - 70; для отливок из сплава А356.2 - предел прочности я „ = 200 - 250 МПа;

удлинение 5 = 6- 12 %; твердость НВ = 60 - 70, что значительно превышает показатели механических свойств, предусмотренные по ГОСТ 1583-93.

4. Исследовано влияние охлаждения пресс-формы на качество отливок и производительность процесса. Установлено, что время затвердевания и полного цикла изготовления отливки зависит от скорости охлаждения пуансона и начальной температуры формы. Принудительное охлаждение пресс-формы водовоздушной смесью приводит к сокращению времени цикла в 1,2 раза и времени затвердевания под давлением в 1,4 раза.

5. Предложен способ изготовления отливок, позволяющий получить отливки за счет управления усадкой отливки и тепловым расширением формы при минимальном количестве смазочных материалов без задиров и пористости, с допусками на размере 100 ± 0,3 мм, с шероховатостью поверхности Яа= 0,4 - 0,7 мкм.

6. Анализ механических свойств и качества отливок при использовании некоторых флюсов показал, что наиболее эффективными для сплавов АК7ч и А356.2 является рафинирующе-модифицирующие композиции производства ОДО "Эвтектика"БНТУ (г. Минск, Белоруссия). Рафинирование и модифицирование этих сплавов флюсами на основе карбонатов щелочных и земельно-щелочных металлов позволяет стабилизировать структуру расплава, сохранить модифицирующий эффект в течение 6-8 часов разливки, обеспечивает повышение прочности на 20 - 30 %, относительного удлинения в 1,3 - 2,0 раза.

7. Разработан технологический процесс ЛКД и модернизировано оборудование для отливок ответственного назначения "Корпус статора" со следующими основными технологическими параметрами, а именно: начальной температурой пуансона-150 - 200 °С, начальной температурой матрицы - 250 - 300 °С, давлением прессования - 80 - 90 МПа, скоростью прессования - 0,010 - 0,011 м/с, временем до приложения давления - 3-4 с и временем прессования - 50 - 55 с и расчетными временами охлаждения пресс-формы и отливки при выталкивании.

8. Технология внедрена ЛКД на ОАО "КЭМЗ", что обеспечило снижение брака в литейном цехе с 7,0 % до 0,6 %, а в механическом цехе -с 15 % до 6,0 %. Стойкость пресс-форм составила 15000 - 20000 запрессовок. Экономический эффект от внедрения составил 6,853 млн.

рублей в год. Технология защищена 3 патентами РФ и 2 авторскими свидетельсгвами СССР.

Основные результаты исследований опубликованы в следующих

работах:

1. Малиновский B.C., Брежнев JI.B., Гаевский С.А., Крюков B.C. Опыт промышленной эксплуатации дуговой печи постоянного тока для плавки алюминиевых сплавов // Литейное производство - 2001. № 5. - С.32 -34.

2. Брежнев Л.В., Батышев А.И. Пуансонно-поршневое прессование затвердевающих отливок из сплава АК7ч // Генезис, теория и технология литых материалов: Материалы 1 Междунар. науч. - техн. конф. -Владимир, 2002. - С.222 - 223.

3. Брежнев Л.В. Формирование отливок при литье с кристаллизацией под давлением // Литейное производство - 2002. № 2. -С.16- 17.

4. Брежнев Л.В., Батышев А.И. Пуансонно-поршневое прессование затвердевающих отливок из сплава АК7ч // Литейщик России - 2002. № 2. - С.24 - 25.

5. Брежнев Л.В., Батышев А.И. Использование элементов современной технологии при литье с кристаллизацией под давлением // Литейщик России - 2002. № 9 - С. 16 - 17.

6. Брежнев Л.В., Батышев А.И. Влияние рафинирования сплава АК7ч на качество и свойства отливок // Прогрессивные литейные технологии: Материалы II Междунар. науч. - нракт. конф. - М, 2002. -С.66 - 69.

7. Брежнев Л.В., Батышев А.И. Совершенствование технологии литья с кристаллизацией под давлением // Материалы 8-ой Междунар. науч.-техн. - конф. - 'Технология - 2003".-Братислава, 2003. - С.52.

8. Батышев А.И., Станчек Л., Батышев К.А., Безпалько В.И., Брежнев Л.В. Загвердевание отливок под давлением II Материалы 8-ой Междунар. науч.-техн,- конф. 'Технология - 2003",- Братислава, 2003. -С.50.

9. Пат. 2114716 РФ. Устройство для вакуумирования пресс-форм литья с кристаллизацией под давлением // Брежнев Л.В. Опубл. 10.07.98. Бюл. № 19.

10. Пат. 2176174 РФ. Способ литья с кристаллизацией под давлением // Брежнев JI.B., Вагин И.В., Гаевский С.А., Крюков B.C. Опубл. 27.11.01. Бюл.№ 33.

11. Пат. 2188742 РФ. Пресс-форма для литья с кристаллизацией под давлением // Брежнев Л.В., Гаевский С.А., Гуськов В.П. Опубл. 10.09.02. Бюл. № 25.

ЛР № 020275. Подписано в печать 03.03.05. Форма! 60x84/16 Вума!а для множиг техники Гарнитура Тайме. Неча1ь на ризографе Усл. печ. л 1,64. Уч -изд. л. 1,65. Тираж 100 экз.

Заказ 42-М06/* Редакционно-шдагельский комплекс Владимирского государственного уииверситеча 600000, Владимир, ул. Г орького, 87.

05J6

РНБ Русский фонд

2005-4 43339

' с s I 4

\tí 460

2 2 МДР 2005

Стр. ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СООТОЯНИЯ И РАЗВИТИЯ ЛИТЬЯ С КРИСТАЛЛИЗАЦИЕЙ ПОД ДАВЛЕНИЕМ (ЛКД).

1.1. Заполняемость пресс-форм ЛКД.

1.2. Уплотнение отливок при затвердевании под давлением.

1.3. Влияние механического давления на затвердевание отливок.

1.4. Влияние давления на структуру сплавов.

1.5. Влияние давления на свойства отливок из алюминиевых сплавов.

1.6. Выводы.

2. МАТЕРИАЛЫ, ОБОРУДОВАНИЕ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Выбор сплавов для проведения экспериментов.

2.2. Выбор опытных отливок.

2.3. Методика исследования процесса затвердевания отливок.

2.4. Методика изучения линейной усадки, структуры и механических свойств отливок.

3. ИССЛЕДОВАНИЕ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ОТЛИВОК В УСЛОВИЯХ ПУАНСОННО-ПОРШНЕВОГО ПРЕССОВАНИЯ.

3.1. Исследование заполняемости форм.

3.1.1. Влияние вентиляции на заполняемость пресс-форм.

3.2. Определение величины давления прессования при ЛКД.

-3.3. Изучение механизма деформации боковой корки.

3.4. Исследование междендритной ликвации.

4. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЗАТВЕРДЕВАНИЯ, СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ОТЛИВОК ИЗ СПЛАВОВ АК7ч, А356.2 ПРИ ПУАНСОННО

ПОРШНЕВОМ ПРЕССОВАНИИ.

4.1 .Исследование затвердевания и охлаждения отливок.

4.2.Исследование усадочных процессов в отливке.

4.3.Исследование уплотнения отливок при затвердевании.

4.4.Исследование структуры и механических свойств отливок.

5. РАЗРАБОТКА И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ

ПУАНСОННО-ПОРШНЕВОГО ПРЕССОВАНИЯ АЛЮМИНИЕВЫХ ОТЛИВОК ОТВЕТСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ.

5.1.Разработка промышленной технологии плавки сплава АК7ч и A356.2 в дуговых печах постоянного тока (ДППТ-0,5).

5.2.Влияние рафинирования и модифицирования сплавов АК7ч и A356.2 на качество и свойства отливок.

5.3.Исследование влияния принудительного охлаждения пресс-формы и отливки на производительность при пуансонно-поршневом прессовании.

5.4.Исследование влияния охлаждения на качество поверхности и точность размеров отливок.

5.5.Совершенствование способа ЛКД.

Одним из наиболее перспективных и экономически выгодных способов получения качественных алюминиевых заготовок с заданными эксплуатационными характеристиками является метод литья с кристаллизацией под давлением (ЛКД). Способ ЛКД позволяет получать отливки с высокими механическими свойствами, которые приближаются к свойствам поковок.

ЛКД можно изготавливать отливки с высоким коэффициентом использования металла (0,70 - 0,95), высокой точностью и малой шероховатостью поверхности. Процесс обладает малой энергоемкостью и может быть применен в условиях как мелкого, так и крупносерийного производства. Отливки могут изготовляться на специализированных и неспециализированных гидравлических прессах или литейных машинах, причем при традиционных вариантах ЛКД они не имеют литниковых систем. Это, в свою очередь, повышает коэффициент выхода годного, а минимальные припуски на механическую обработку обеспечивают высокий коэффициент использования металла. Низкая трудоемкость и себестоимость, высокие физико-механические и служебные свойства позволяют в значительной мере заменять алюминиевые поковки, чугунные и стальные заготовки на отливки из алюминиевых сплавов.

Этот прогрессивный и экономически выгодный технологический процесс изготовления отливок был разработан в России в середине 30-х годов XX века. При изучении процесса ЛКД основное внимание уделялось вопросам формирования отливок, получаемых поршневым и пуансонным способами прессования. При этом некоторые вопросы, в частности: заполняемость полостей пуансона, определение минимальной величины давления прессования, влияние скорости прессования и условий охлаждения, модифицирования и рафинирования расплава на качество отливок и производительность труда при пуансонно-поршневом прессовании изучены недостаточно. Анализируя имеющийся опыт получения отливок ЛКД, можно констатировать, что накопленный исследователями экспериментальный материал не охватывает все аспекты исследуемой области. Особенно это относится к изготовлению отливок сложной конфигурации, к которым предъявляются высокие требования по прочности и пластичности, плотности и герметичности.

Работа посвящена исследованию процесса формирования и совершенствованию технологии ЛКД алюминиевых сплавов в условиях пуансонно-поршневого прессования.

Работа выполнена в соответствии с федеральной целевой научно-технической программой "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники на 2002 — 2006 г.г." и направлением к программе развития г. Коврова как наукограда: "Разработка специальных технологий и производство газо-центробежных установок обогащения топлива для атомных реакторов различного назначения" на 2004 — 2009 годы.

Цель работы и задачи исследования. Исследование процесса формирования отливок из доэвтектических силуминов с использованием пуансонно-поршневого прессования и совершенствование технологии ЛКД для получения гарантированного качества отливок ответственного назначения с минимальными энергетическими затратами.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие научные задачи.

1. Исследование заполняемое™, влияния скорости прессования и вентиляции на качество заготовок.

2. Уточнение зависимости для определения минимально необходимой величины давления, позволяющей получать при ЛКД плотные высококачественные заготовки.

3. Исследование особенностей формообразования отливок, получаемых пуансонно-поршневым прессованием.

4. Исследование процесса затвердевания и охлаждения, структуры и физико-механических свойств отливок, получаемых пуансонно-поршневым прессованием.

5. Исследование влияния модифицирования и рафинирования на структуру и физико-механические свойства отливок, получаемых в условиях пуансонно-поршневого прессования.

6. Исследование влияния принудительного охлаждения пресс-формы на качество отливок и производительность процесса пуансонно-поршневого прессования.

7. Модернизация оборудования и совершенствование технологии ЛКД отливок из алюминиевых сплавов.

Научная новизна работы:

- на основе изучения процессов формообразования и затвердевания отливок, изготовленных при пуансонно-поршневом прессовании, установлено, что для всех схем прессования характерны общие закономерности, причем определяющими являются не только теплосиловые условия процесса, но и химический состав сплава;

- предложена методика расчета величины скорости прессования и вентиляционных зазоров между элементами пуансона;

- предложена зависимость для расчета величины минимально необходимого давления прессования;

- установлены особенности формообразования отливок при пуансонно-поршневом прессовании в зависимости от скорости прессования и толщины стенки отливки, условий удаления воздуха и газов из рабочих полостей формы, температуры матрицы и пуансона, времени выдержки расплава в матрице до приложения давления и химического состава сплава;

- обоснована возможность получения отливок без задиров с высокой размерной точностью при использовании минимального количества смазочных материалов (СМ) за счет управления усадкой отливки и тепловым расширением формы;

- изучено влияние рафинирования и модифицирования на качество отливок из сплавов АК7ч, А356.2 при ЛКД;

- исследовано влияние принудительного охлаждения пресс-формы на качество и производительность отливок при пуансонно-поршневом прессовании.

Результаты работы получены путем теоретических и экспериментальных исследований. Обработка результатов экспериментальных исследований осуществлялась с использованием методов статистического анализа программы Мюгозой@Ехсе1 2000.

Практическая значимость и реализация результатов работы в промышленности. Закономерности и особенности формирования отливок, установленные на стадиях исследования и анализа процесса, учтены и использованы при разработке технологии ЛКД на ОАО "КЭМЗ" (г. Ковров). Разработаны способ пуансонно-поршневого прессования отливок ответственного назначения и конструкция пресс-формы, защищенные патентами РФ № 2176174, РФ № 2114716 и № 2188742.

Для плавки сплавов АК7ч и А356.2 использованы дуговые печи постоянного тока (ДППТ-0,5). Для сплава АК7ч выбран модифицирующе-рафинирующий флюс "Эвтектика" на основе карбонатов натрия, калия, лития, бария и стронция, а для сплава А356.2 - рафинирующий флюс на основе карбонатов натрия, магния, кальция, которые обеспечивают пластичность сплавов во время прессования и получение высококачественных отливок.

Определены и установлены основные технологические режимы получения высококачественных отливок пуансонно-поршневым способом: давление и скорости прессования, начальные температуры пуансона и матрицы, время и условия охлаждения пуансона в закрытой форме перед его отводом и отливки в матрице перед ее выталкиванием.

В технологическом процессе при изготовлении отливок использованы модернизированные гидравлические прессы ДЕ 2432, ЭПР-34А с усилием прессования 1,6 и 2,5 МН, соответственно. В технологии применены пресс-формы пуансонно-поршневой схемы прессования с вентиляционной системой, с принудительным воздушным и водо-воздушным охлаждением. Для охлаждения и смазывания использованы водорастворимые смазки типа "Элитол-Э77," "Любродаль-С25," разбавляемые водой в соотношении от 1:100 до 1:150, наносимые на пуансон и матрицу с помощью распылителя (а. с. № 1090452 СССР, а. с. № 1140832 СССР).

Для исследования, анализа, проектирования литейной оснастки, отладки технологического процесса, контроля основных технологических параметров процесса ЛКД использована компьютерная техника.

В литейном цехе ОАО "КЭМЗ" создан участок с 10-ю прессами проектной мощностью ~ 1000 т годных отливок в год. Низкая трудоемкость и себестоимость, высокие физико-механические и служебные свойства позволили заменить алюминиевые поковки на отливки из алюминиевых сплавов. Экономический эффект от внедрения ЛКД составил более 6,853 млн. рублей в год.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были представлены на 1—Международной научно-технической конференции «Генезис, теория и технология литых материалов» (20-24 мая 2002 г., г.Владимир, Россия), 2— Международной научно-технической конференции «Прогрессивные литейные технологии» (19-21 ноября 2002 г., г. Москва, Россия), 8Ш Международной научно-технической конференции «Технология-2003» (8-10 сентября 2003 г., г. Братислава, Словацкая Республика).

Публикации. По теме диссертации опубликованы восемь печатных работ в научных журналах и сборниках трудов российских и международных конференций, получены три патента на изобретения.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка использованных источников и приложения. Она изложена на 150 страницах машинописного текста, содержит 12 таблиц и 55 рисунка, а также список литературы из 149 наименований.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. На основании теоретического и экспериментального изучения формирования отливок из сплавов АК7ч, А356.2, получаемых пуансонно-поршневом прессованием, установлено, что для всех схем прессования характерны общие закономерности, зависящие от скорости и давления прессования, толщины стенки отливки, температурных режимов литья и условий удаления воздуха и газов из рабочей полости пресс-формы.

2. Выведена зависимость для расчета величины минимально необходимого давления прессования, определяемой с учетом площади поверхности отливки, пластической постоянной, зависящей от свойств сплава, температуры пресс-формы и заливаемого металла. Установлено, что для получения качественных отливок давление прессования должно находиться в пределах 80- 100 МПа.

Предложена методика расчета величины вентиляционных зазоров между элементами пуансона. Установлено, что минимальный вентиляционный зазор между вставками пуансона должен находиться в пределах 0,01 - 0,02 мм.

3. На основании экспериментального исследования особенностей затвердевания и охлаждения отливок из сплавов АК7ч и АЗ56.2 при пуансонно-поршневом прессовании установлено:

- время затвердевания увеличивается с увеличением диаметра элемента или стенки отливки, а с повышением давления прессования — снижается;

- диаметр элемента отливки не влияет на изменение величины усадки; с увеличением давления прессования линейная усадка уменьшается;

- сплав А356.2 при давлении прессования 80 - 100 МПа затвердевает в 1,6 раза быстрее, имеет усадку на 35 — 40% ниже, чем сплав АК7ч и обладает пониженной уплотняемостью. Предложено высокую скорость затвердевания и пониженную уплотняемость сплава АЗ 56.2 компенсировать увеличением скорости прессования и нарастания (наложения) давления на затвердевающую отливку, изменением температурных режимов литья, а усадку необходимо учитывать при проектировании и изготовлении формы; - механические свойства отливок из сплава АК7ч (в литом состоянии, давление 10 - 90 МПа) находятся на уровне: предел прочности св = 200 - 220 МПа; удлинение 6 = 2 — 6%; твердость НВ = 50 — 70; для отливок из сплава А356.2 - предел прочности с „ = 200 — 250 МПа; удлинение 5 = 6—12%; твердость НВ = 60 — 70, что значительно превышает показатели механических свойств, предусматриваемые по ГОСТ 1583-93.

4. Исследовано влияние охлаждения пресс-формы на качество отливок и производительность процесса. Установлено, что время затвердевания и полного цикла изготовления отливки зависит от скорости охлаждения пуансона и начальной температуры формы. Принудительное охлаждение пресс-формы водовоздушной смесью приводит к сокращению времени цикла в 1,2 раза и времени затвердевания под давлением в 1,4 раза.

5. Предложен способ изготовления отливок, позволяющий получить отливки за счет управления усадкой отливки и тепловым расширением формы при минимальном количестве смазочных материалов без задиров и пористости, с допусками на размере 100 ± 0,3 мм, с шероховатостью поверхности Ка= 0,4 — 0,7 мкм.

6. Анализ механических свойств и качества отливок при использовании некоторых флюсов показал, что наиболее эффективными для сплавов АК7ч и АЗ56.2 является рафинирующе-модифицирующие композиции производства ОДО "Эвтектика" БНТУ (г. Минск, Белоруссия). Рафинирование и модифицирование этих сплавов флюсами на основе карбонатов щелочных и земельно-щелочных металлов позволяет стабилизировать структуру расплава, сохранить модифицирующий эффект в течение 6 — 8 часов разливки, обеспечивает повышение прочности на 20 — 30 %, относительного удлинения в 1,3 -2,0 раза.

7. Разработан технологический процесс ЛКД и модернизировано оборудование для отливок ответственного назначения "Корпус статора" со следующими основными технологическими параметрами, а именно: начальной температурой пуансона - 150 — 200 °С, начальной температурой матрицы - 250 - 300 °С, давлением прессования - 80 - 90 МПа; скоростью прессования - 0,010 — 0,011 м/с, временем до приложения давления - 3 — 4 с и временем прессования - 50 - 55 с и расчетными временами охлаждения пресс-формы и отливки при выталкивании.

8. Внедрена технология ЛКД на ОАО "КЭМЗ", что обеспечило снижение брака в литейном цехе с 7,0 % до 0,6 %, а в механическом цехе - с 15 % до 6,0 %. Стойкость пресс-форм составила 15000 - 20000 запрессовок. Экономический эффект от внедрения составил 6,853 млн. рублей в год. Технология защищена 3 патентами РФ и 2 авторскими свидетельствами СССР.

1. Пляцкий В.М. Кристаллизация под поршневым давлением. М.: Машгиз.-1950.-62 с.

2. Пляцкий В.М. Литейные процессы с применением высоких давлений. М: Машгиз.-1954.-224 с.

3. Пляцкий В.М. Штамповка из жидкого металла. М.:Машиностроение,-1964.-315 с.

4. Батышев А.И. Литье с кристаллизацией под давлением. Отечественный опыт // Литейное производство.-2000.-№5.-С.40-43.

5. Батышев А.И. Кристаллизация металлов и сплавов под давлением. М.: Металлургия.-1990.-144 с.

6. Соколов H.A. Производство слитков из цветных сплавов с кристаллизацией под поршневым давлением // Вести инженеров и техников.-1946.-№7.-С.221-225.

7. Соколов H.A. Штамповка заготовок из жидкого цветного металла // Вестник инженеров и техников.-1946.-№9-10.-С.301-306.

8. Бочвар A.A., Спасский А.Г. Устранение пористости в фасонных отливках из силумина путем проведения кристаллизации под давлением // Авиапромышленость.-1936.-№7.-С.5-11.

9. Горшков И.Е. Литье слитков цветных металлов и сплавов. М.: Металлургиздат.-1952.-416 с.

10. Сергеев П.С. Штамповка жидких цветных металлов и сплавов-Л.: Судпромгиз.-1957.-88 с.

11. Соскин Л.М., Токарский Н.С. Штамповка деталей из жидкого металла. -Л.:Лениздат.-1957.-124 с.

12. Белоусов H.H. Затвердевание отливок из цветных сплавов в условиях приложения давления. // Сборник научных трудов. М.: Машгиз.-1958.-С. 176-214.

13. Барановский М.А., Вербицкий Е.М. Штамповка жидких металлов. -Минск: Госиздат БССР.-1963.-75 с.

14. Красильщиков Н.Л., Смирнова К.Н. Штамповка жидкого металла. М. Машпром.-1962.-52 с.

15. Бидуля П.Н., Смирнова К.Н. Особенности процесса прессования жидкой стали под большим давлением // Изв. Вуз. Черная металлургия.-1960.-№9.

16. Бидуля П.Н. Теоретические основы прессования стали при кристаллизации // Литейное производство.-1964.-№9.-С.6-8.

17. Бидуля П.Н., Кимов B.C., Исаков С.С. Влияние параметров прессования на кристаллизацию отливок, прессованных из жидкой стали // Изв. Вуз. Черная металлургия.-1965.-№9.

18. Бронтвайн Р.Л., Чурсин В.М. Отливки из сурьмяных бронз. М.: Машиностроение.-1985.-112 с.

19. Коростелев В.Ф., Рассказчиков Н.Г., Хромов A.B. Управление гидроприводом при программном наложении давления на кристаллизующийся металл // Приводная техника.-1998.-№5.-С.6-12.

20. Коростелев В.Ф., Хромов A.B., Кименко М.Е. Информационное обеспечение системы управления гидроприводом // Мехатроника.-2002.-№3.-С.41 -44.

21. Коростелев В.Ф. Технология литья с программным наложением давления. М.: Машиностроение.-2000.-204 с.

22. Рыжиков A.A., Марков В.В. Свойства отливок из алюминиевых сплавов, полученных жидкой штамповкой // Литейное производство.-1966.-№8.-С.44-45.

23. Марков B.B. О влиянии трения между отливкой и формой на потери усилий при жидкой штамповке // Литейное производство.-1981.-№4.-С. 10.

24. Тимофеев Г.И., Пименов Н.П. Особенности формирования отливок при штамповке из жидких сплавов// Литейное производство.-1986.-№8.-С.14-15.

25. Тимофеев Г.И., Святов В.В., Чувагин Н.Ф. и др. Использование вторичных сплавов при жидкой штамповке // Изв. Вуз. Цветная металлургия.-1989.-№ 10.-С.42-43.

26. Тимофеев Г.И. Расширение области применения процессов литья с использованием высоких давлений // Новые высокопроизводительные технологические процессы, высококачественные сплавы и оборудование в литейном производстве. Киев.-1986.

27. Марков В.В., Белявский Г.И. Заполняемость форм при жидкой штамповке // Литейное производство,-1981 .-№5-С.21.

28. Гейко И.В., Швецова Л.С., Белявский Г.И., Марков В.В. Изготовление тонкостенных отливок жидкой штамповкой // Литейное производство.-1984,-№1.-С.20.

29. Марков В.В., Гейко И.В., Белявский Г.И. Определение усилий выталкивания отливок из формы при жидкой штамповке // Литейное производство.-1986.-№ 10.-С.20-21.

30. Липчин Т.Н., Томсинская М.А., Коряковцев A.C. Литейные свойства сплавов системы Al-Si при кристаллизации под давлением // Литейное производство.-1981 .-№4.-С.8-9.

31. Липчин Т.Н. Усадка сплавов при кристаллизации под давлением // Литейное производство.-1985.- № 4.-С.14.

32. Липчин Т.Н. Изменение структуры и свойств сплавов при воздействии на расплав давления // Литейное производство.-1985.-№4.-С.9-10.

33. Липчин Т.Н., Томсинская М.А., Белоусов H.H., Кашевник Л.Я. Производство поршней для двигателей внутреннего сгорания // Литейное производство.-1988.-№6.-С.18-19.

34. Асташов А.Ф., Этогорова Н.В. Температурное поле отливки в условиях кристаллизации под давлением // Литейное производство.-1987.-№2.-С.З-4.

35. Зб.Асташов А.Ф. Перспективы развития пресс литья стали // Литейное производство.-1987.-№4.-С.21.

36. Панфилов A.B. Литые композиционные материалы, армированные тугоплавкими дисперсными частицами // Литейное производство.-1993.-№6.-СЛ 5-18.

37. Панфилов A.B., Белоусов H.H. Влияние обработки давлением на структуру и свойства литых композиционных материалов // Труды 5~ съезда литейщиков России. Москва.-2001.-С.235 — 236.

38. Панфилов A.B., Каллиопин И.К., Ликсно В.В. Получение заготовок поршней литьем с кристаллизацией под давлением // Материалы I— Междунар. науч. — техн. конф. Генезис, теория и технология литых материалов. — Владимир. - 2002. - С. 168 — 169.

39. Панфилов A.B. Современные технологические процессы для повышения качества отливок из литых композиционных материалов // Материалы 2— Междунар. науч. практ. конф.- Прогрессивные литейные технологи. -Москва.-2002.-С.35 - 37.

40. Панфилов A.B. Влияние обработки давлением на структуру и свойства литых композиционных материалов // Труды 7~ научной сессии.- Проблемыи перспективы развития оборудования заготовительных производств. РАН. - Москва.-2001.

41. Бакрин Ю.Н. Влияние давления на формирование отливок из цветных сплавов // Литейное производство.-1997.-№4.-С.З 8. i

42. Батышев А.И. Теплосиловые условия формирования отливок при литье с кристаллизацией под давлением // Литейное производство.-1982.-№4.-С.20.

43. Безпалько В.И., Кантеник С.К., Батышев А.И. Формирование отливок из сплавов Al-Si при литье с кристаллизацией под давлением // Литейное производство.-1982.-.№ 10.-С.24.

44. Батышев А.И., Любавин A.C. О потерях на трение при литье с кристаллизацией под давлением // Литейное производство.-1986.-№1.-С.24.

45. Безпалько В.И., Батышев А.И. Заполняемость форм при пуансонном и пуансонно-поршневом прессовании силуминов // Литейное производство.-1986.-№9.-С.19.

46. Батышев А.И., Безпалько В.И., Любавин A.C., Зайцев Е.В. Затвердевание отливок из высокопрочных алюминиевых сплавов под давлением // Литейное производство.-1990.-№ 11 -С. 8.

47. Сарафанова Л.И., Батышев А.И., Абрамов A.A., Любавин A.C. Влияние давления при кристаллизации на структуру и свойства сплава АЛ23-3 // Литейное производство.-1991 .-№3.-С.8.

48. Батышев А.И., Батышев К.А., Григерова Т.М. Свойства заэвтектических силуминов, затвердевших под давлением // Литейное производство.-1995,-№6.- С.15-16.

49. Батышев А.И., Любавин A.C., Безпалько В.И. и др. Литье с кристаллизацией под давлением антифрикционных алюминиевых сплавов // Литейное производство.-1995.-№2.-С. 13-15.

50. Батышев А.И. Антифрикционные алюминиевые сплавы со свинцом // Литейное производство.-1997.-№8-9.-С.50-51.

51. Cligg A.J. Sgueere Casting in Context // Foundry trade journal international. -1986.-№3.-p.31-38.

52. Безпалько В.И., Батышев А.И., Кантеник C.K., Смирнов Ю.А. Исследование заполняемости форм при литье с кристаллизацией под давлением силуминов // Литейное производство.-1983.-№3 .-С .21.

53. Безпалько В.И. Заполняемость тонких каналов форм при поршневом прессовании сплава АЛ2. // Литейное производство.- 1986.-№8.-С.16.

54. Безпалько В.И., Батышев А.И. Заполняемость форм при пуансонном и пуансонно-поршневом прессовании силуминов // Литейное производство.-1986.-№9.-С.19.

55. Фроммер Л. Литье под давлением. Л.: изд. "ОНТИ и НКПТ СССР", 1935.

56. Пляцкий В.М. Литье под давлением. М.: изд. "Оборонгиз", 1957.

57. Brandt W. Injection of Aluminum into Die Casting Dies. Machinery. L.-№8. -1938.

58. Barton H.K. The Injection of Metal Die Casting Dies.Machineryl.V.64, №1642, №1650.V.65, №1655, №1664, 1944

59. Белоусов H.H., Неверов Л.И. Исследование кинетики процессов литья под давлением и штамповки жидкого металла в обычных условиях и с применением вакуума. НТИ.-1963 .-100 с.

60. Пляцкий В.М. Опыт внедрения уплотненного литья (кристаллизация под поршневым давлением и штамповка жидкого металла). М.: Гос. изд. оборонной промышленности, 1958.-26 с.

61. Специальные способы литья: Справочник. // Под редакцией В.А. Ефимова. М.: Машиностроение.-1991.-761 с.

62. Батышев А.И., Базилевский Е.М., Кантеник С.К. Усадка отливок, прессованных при кристаллизации // Литейное производство.-1974.-№4,-С.22-23.

63. Белоусов H.H., Додонов A.A. Исследование влияния давления на развитие усадочных дефектов в отливках из цветных сплавов // Усадочные процессы в металлах. М.: Изд. АН СССР, 1960.-С.97-100.

64. Белоусов H.H., Додонов A.A. Кристаллизация отливок из цветных сплавов в условиях приложения давления // Кристаллизация металлов. М.: Изд. АН СССР, 1960.-С.279-297.

65. Корольков Г.А. Зависимость линейной усадки от состава сплавов в эвтектической системе //Литейное производство.-1986.-№1.-С.6-7.

66. Тимофеев Г.И., Пименов Н.П. Особенности питания отливок при литье с кристаллизацией под давлением // Литейное производство,-1990.-№3.-С.24-25.

67. Тимофеев Г.И. Механика сплавов при кристаллизации слитков и отливок. М.: Металлургия, 1997.-160 с.

68. Штамповка жидкого металла: Литье с кристаллизацией под давлением. // Под ред. А.И.Батышева. М.: Машиностроение, 1979.-200 с.

69. Цветное литье // Арбузов Б.А., Аристов H.A. и др. М.: Машиностроение, 1966.-391с.

70. Батышев А.И. Штамповка жидкого металла: традиционные и нетрадиционные процессы // Кузнечно-штамповочное производство.-1998.-№4.-С.7-11.

71. Гейко И.В., Марков В.В. Экспериментальное определение сил трения при жидкой штамповке // Литейное производство.-1983.-№2.-С.35,38.

72. Тихомиров М.Д. Определение давления в расплаве при литье с кристаллизацией под давлением // Литейное производство.-1990.-№5.-С. 1819.

73. Батышев А.И., Безпалько В.И., Любавин A.C., Батышев К.А. Литье с кристаллизацией под давлением: Обзор, инфор. (Серия Технология и оборудование литейного производства), ВНИИ-ТЭМР.-1989.-Вып. 1.-56 с.

74. Matsubara H., Nishida Y., Suzuki S. // Jmono. Journal Japan Foundry men's Soc. 1977-49.-№6.-p.341-344.

75. Чувагин Н.Ф., Гейко И.В., Марков В.В., Тимофеев Г.И. Потери усилия прессования при литье под давлением и жидкой штамповке // Литейное производство-1985- № 10.-С.23-24.

76. Никулин Л.В., Пушкарев A.A., Новицкий В.Е. Взаимосвязь усадочных явлений при затвердевании легких сплавов // Литейное производство.-1986.-№ 10.-С.7-9.

77. Батышев А.И. Формирование отливок под воздействием давления, вибрации, ультразвука и электромагнитных сил. Обзор. Информ. (Серия С-3. Кузнечно-прессовое машиностроение), НИИМАШ.-1977.-54 с.

78. Потураев В.Н., Гребенюк Г.С., Королев В.П. Влияние пульсирующего давления на процесс штамповки металла в период его затвердевания // Темат. сб. науч. трудов // Краматорск: Проектно-технол. ин-т машиностр., 1972 — Вып. 12.-С. 107-110.

79. Орлов Н.Д. Литье с кристаллизацией под поршневым давлением отливок из цветных сплавов // Литейное произвол ство.-1975.-№ 11.-С.З1-33.

80. Дядечко Г.П., Красножен И.М., Кривда Л.Т. Об одном методе определения фронта кристаллизации // Литейное производство—1970,—№ 6 — С.41-42.

81. Гуляев Б.Б. Теория литейных процессов. Л.: Машиностроение, 1976.-214с.

82. Куманин И.Б. Вопросы теории литейных процессов, 1976.-216 с.

83. Флеминге М. Процессы затвердевания. М.: Мир, 1977,- 423 с.

84. Курдюмов A.B., Пикунов М.В., Чурсин В.М., Бибиков Е.А. Производство отливок из сплавов цветных металлов. М.: МГИСиС, 1996.-504 с.

85. Пикунов M.B. Плавка металлов, кристаллизация сплавов, затвердевание отливок. М.: МИСиС, 1977.-375 с.

86. Баландин Г.Ф. Основы теории формирования отливки. М.: Машиностроение, 1976.-Ч. 1-328 c.i í

87. Баландин Г.Ф. Основы теории формирования отливки. М.: Машиностроение, 1976.-Ч.2-335 с.

88. Вейник А.И. Теория затвердевания отливки. М.: Машгиз, 1960.-436 с.

89. Бочвар A.A. Металловедение. М.: Металлургизд., 1956.-495 с.

90. Захаров М.Н. Решение задачи о кристаллизации осесимметричной отливки под постоянным давлением методом конечных элементов // Изв. Вуз. Машиностроение, 1987.-№5.-С.84-86.

91. Nishida Y., Matsubara H. Effect of pressure on heat transfer at the metal mold Casting interfase // British Founderyman. 1976-69 -№5 -p.274-278.

92. Castellam C., Oufre B. Forgeage liguide ckune coiffe supportmoteur // Hommeset fonderie. 1992 -№6-7 -p. 13-18.

93. Ramati S.D.E., Abbraschian G.B., Backman D.G., Mehralin R. Forging of liguid and particaly solid Sn-15Pb aluminum alloys // Metalluryical Transaction. -1978 -№ 9B -p.279-286.

94. Тихомиров M.Д. Теплопередача через границу "отливка-форма" при затвердевании алюминиевых сплавов // Литейное производство.-1990.-№6.-С.18-19.

95. Липчин Т.Н. Структура и свойства цветных сплавов, затвердевших под давлением. — М.: Металлургия, 1994.-128 с.

96. Бидуля П.Н., Искаков С.С., Кимов B.C. Кинетика формо-и-структуро-образования стальных отливок при кристаллизации под давлением // Производство стали и стального литья. Темат. сб. науч. трудов // МВМИ .— Вып.У.-М.: Металлургия, 1967.-С.227-241.

97. Батышев А.И., Безпалько В.И., Любавин А.С., Зайцев Е.В. Затвердевание отливок из высокопрочных алюминиевых сплавов под давлением //Литейное производство.-1990.-№ 11.-С.8-9.

98. Бидуля П.Н., Лившиц В.П., Белый Д.И. К вопросу о скорости охлаждения в процессе прессования жидкой стали при кристаллизации // Производство стали и стального литья: Темат. сб. науч. трудов //МВМИ.- Bbin.VI—М.: Металлургия, 1968.-С.150-153.

99. Новрузов Г.Д., Касумзаде Н.Г. Влияние давления на кинетику затвердевания чугуна //Литейные свойства сплавов — Киев: Изд. АН УССР, 1979.-С.210-212.

100. Chatterjel S., Das A.A. Effect of pressure on the solidification of some commerical aluminum base casting alloys // British Foundryman. -1972. -65, №5. -p.420-429.

101. Ghatterjee S., Das A.A. Some observation on the effect of pressure on the solidification of Al-Si eutectic alloys // British Foundryman. -1973. -66, № 4. — p.l 18-124.

102. Fujii N., Fujii M., Morimoto S., Okado S. Einfluss des Gusstuckquer-schnittesblum Pressqiessen von einer Al-8%Si Leqierung // Aluminium (BRD).— 1985.-61, № 9.-S.673-678.

103. Gotoh Y., Kataoka Y., Ohfunkune Y., Suzuki S. Praktische Anwendungen des Pressqiessens von Aluminium Rnetlegierungen // Aluminium (BRD).—1987 — 63, № 2.-S. 161-167.

104. Беллавина E.H. Особенности формирования структуры заготовок, получаемых методом жидкой штамповки // Литье и кристаллизация магниевых и алюминиевых сплавов под давлением — Пермь, 1980.-С.117-120.

105. Безпалько В.И., Кантеник С.К., Батышев А.И. Формирование отливок из сплавов Al-Si при литье с кристаллизацией под давлением // Литейное производство.-l 982.-№ 10.-С.24-25.

106. Батышев К.А., Батышев А.И. Отливки из алюминиевых сплавов // Обзор информ. Машиностроительное производство. (Серия "Технология и оборудование литейного производства") М.: ВНИИТЭМР, 1992.-Вып.1.— 54с.

107. Любавин A.C., Батышев К. А., Безпалько В.И. Исследование затвердевания отливок при наложении механического давления //Прогрессивная технология и автоматизация литья под давлением: Материалы семинара. -М.: МДНТП, 1991.-С. 132-143.

108. Дядечко Г.П., Красножен И.М., Кривда Л.Т. Оснастка для жидкой штамповки деталей типа "стакана" // Литейное производство—1969—№ 11.— С.37-38.

109. Дядечко Г.П., Красножен И.М., Кривда Л.Т., Стеблюк В.И. Жидкая штамповка полых деталей // Обработка металлов давлением.—1969—№ 3 — С.66-67.

110. Батышев К.А., Батышев А.И., Любавин A.C., Безпалько В.И. Затвердевание отливок типа стакана при литье с кристаллизацией под давлением// Литейное производство—1993.-№ 11.-С.20-21.

111. Григерова Т.М., Батышев А.И. Дефекты отливок при литье с кристаллизацией под воздействием давления // Вестник машиностроения.— 1997.-№ 2.-С.26-28.

112. Станчек Л., Ржежабек Исследование течения затвердевающего сплава под воздействием давления// Вестник машиностроения—1997.-№ 2.-С.26-28.

113. Батышев А.И., Литвинова H.H., Станчек Л., Савченко Е.Г. Особенности формирования отливок типа стакана при литье с кристаллизацией под давлением // Изв. Вуз. Цветная металлургия.-1999.-№3.-С.29-31.

114. Литвинова H.H. Исследования процесса затвердевания под давлением и совершенствование технологии производства отливок из силуминов. Автореферат кандидатской диссертации, М.: МГВМИ.-2000.-21 с.

115. Абрамов A.A., Паутов Д.М., Боричева И.К., Зазерская Т.О. Влияние высокого давления при кристаллизации на структуру и свойства алюминиевых сплавов // Литейное производство.-1989—№ 3—С.5-6.

116. Белый Д.И., Спасский А.Г. Внутрикристаллитная ликвация в сплаве А1-4,5%Си при кристаллизации под давлением // Изв. Вуз. Цветная металлургия—1968.-№ 5.-С. 171 -176.

117. Чернов Д.Б., Шиняев А.Я. Воздействие высокого давления на диаграмму состояния системы Al-Si / /Структура фаз, фазовые превращения и диаграммы состояния металлических систем. М.: Наука, 1973.-155 с.

118. Шиняев А.Я. Фазовые превращения и свойства сплавов при высоком давлении. — М.: Наука, 1973.-155 с.

119. Шиняев А.Я., Литвинцев А.И., Пивкина О.Г. Структура и механические свойства сплавов системы Al-Si, полученных кристаллизацией под давлением // Металловедение и термическая обработка металлов-1983—№ 2.-С.44-46.

120. Никулин JI.В. Условия кристаллизации и структура Al-Si сплавов при литье под давлением // Металловедение и термическая обработка металлов — 1997-№9.-С.21-25.

121. Макагон А.Д., Платонов В.Н., Попов В»М. Жидкая штамповка дизельных поршней из алюминиевых сплавов // Литейное производство.— 1985.-№ 10.-С.22-23.

122. Безпалько В.И., Батышев А.И. Структура и физико-механические свойства силуминов, отлитых с кристаллизацией под давлением // Литейное производство.-1986.-№ 7.-С.8-9

123. Челышев А.П., Еманов Л.Ф., Овчинников Е.Л. Изготовление деталей типа "фланец" методом литья с кристаллизацией под давлением //Кузнечно-штамповочное производство-1985—№ 6.-С.22-23.

124. Липчин Т.Н. Получение заготовок поршней литьем с кристаллизацией под давлением. Пермь: Изд. Томского университета, Пермское отделение. 1991.-136 с.

125. Лившиц В.Б., Бидуля П.Н. Исследование склонности к дисперсионному твердению сплава алюминия с 4,5%меди, полученного прессованием при кристаллизации //Изв. Вуз. Цветная металлургия—1968.-№ 5.

126. Липчин Т.Н., Быков П.А. Упрочнение сплавов при кристаллизации под давлением // Литейное производство—1973.-№ 3.-С.31-33.

127. Курочкин В.И., Кантеник С.К. Применение вибрации в процессе штамповки жидкого металла// Литейное производство—1967.-№ 4.-С.З-4.

128. Кантеник С.К., Курочкин В.И., Еремеенков Л.А., Сухотин Н.И., Баньковский Л.Л. Влияние давления и некоторых других факторов при штамповке из жидкого металла на кристаллизацию и свойства получаемых отливок // Сб. трудов АНИТМ Вып.4.-1970.

129. Ясинский К.К., Постников Н.С., Бурыгин A.A. Формирование структуры и свойств высокопрочных алюминиевых сплавов в процессе жидкойштамповки // Прогрессивные способы плавки литейных сплавов. -Киев, 1987.-С.78-83.

130. Коваленко B.C. Металлографические реактивы. Справочник М.: Металлургия, 1973.-108 с.

131. Беккерт М., Клемм X. Справочник по металлографическому травлению. М.: Металлургия, 1979.-254 с.

132. Силумины. Атлас микроструктур и фрактограмм промышленных сплавов. Справочник. // Под ред. Ю.Н. Тарана, B.C. Золотаревского.-М.: МИСиС, 1996.-175 с.

133. Новиков И.И., Золоторевский B.C. Дендритная ликвация в сплавах. — М.: Наука, 1966.-156 с.

134. Мальцев М.В. Металлургия промышленных цветных металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1974.-544 с.

135. Строганов Б.Г., Ротенберг В.А., Гершман Г.Б. Сплавы алюминия с кремнием. М.: Металлургия, 1977.-271 с.

136. Селезнев Ю.А. Основы элементарной физики. М.: Наука, 1974.- 544 с.

137. Лившиц Б.Г., Крапошин B.C., Линецкий Я.С. Физические свойства металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1980.-С.244-258.

138. Рабинович Б.В. Введение в литейную гидравлику. М.: Машиностроение, 1966.

139. Кутателадзе С.С. и др. Жидко-металлические теплоносители. М.: изд. «Атоммаш», 1958.

140. Вейник А.И. Теория особых видов литья. М.: Машгиз, 1958.

141. Мешков М.А. Особенности процесса плавки алюминиевых сплавов в плазменно-дуговых печах постоянного тока // Цветные металлы—2000. -№8.-С.130-131.

142. Малиновский B.C., Дубинская Ф.Е. Оборудование и технология плавки алюминиевых сплавов в дуговых печах постоянного тока // Литейное производство-1995. №2.-С. 16-19.

143. Вейник А.И. Теплообмен между слитками и изложницами. — М.: Металлургия, 1959.-272 с.

144. Унсков Е.П. Инженерная теория пластичности. — М.: Машиностроение, 1959.

145. Смирягин А.П., Днестровский Н.З., Ландихов А.Д. и др. Справочник по обработке цветных металлов и сплавов. Под ред. Л.Е. Миллера. М.: Металлургиздат. - 1961.-872 с.

146. ПРОГРАММА анализа структуры брака отливки «корпус статора»и SELECT Запрос о браке Вообще.Фамилия, [Запрос о браке Вообще].Дата,

147. WHERE (((Запрос о браке Вообще.Дата) Between [FORMS]![0]![НД] And [FORMS]![0]![КД]) AND (([Запрос о браке Вообще].[СУММА 28+1]) Between [FORMS] ![0]! [Су] And [FORMS] ![0]! [Су]));

148. WHERE (((Запрос о браке Вообще.[№ плавки]) Between [FORMS]![Ввод плавок для отчёта]![HTTJ And [FORMS]¡[Ввод плавок для отчёта]![КП]));