автореферат диссертации по металлургии, 05.16.06, диссертация на тему:Исследование закономерностей процесса классификации по крупности мелкодисперсных гранул жаропрочных никелевых сплавов

На правах рукописи

Аспирант РОМАНОВ Андрей Игоревич

ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ПРОЦЕССА КЛАССИФИКАЦИИ ПО КРУПНОСТИ МЕЛКОДИСПЕРСНЫХ ГРАНУЛ ЖАРОПРОЧНЫХ НИКЕЛЕВЫХ СПЛАВОВ

Специальность 05.16.06 «Порошковая металлургия и композиционные материалы»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

□03470831

Москва-2009

003470831

Работа выполнена в ОАО «Всероссийском институте легких сплавов» (ОАО «ВИЛС»)

Научный руководитель - д.т.н., проф. Гарибов Генрих Саркисович

Официальные оппоненты - д.т.н., проф. Шляпин Сергей Дмитриевич

- д.т.н., проф. Логунов Александр Вячеславович

Ведущая организация - ОАО «Ступинская металлургическая компания»

Защита диссертации состоится 25 июня 2009г. в 12— часов на заседании диссертационного Совета Д 212.110.04 в ГОУ ВПО «МАТИ» - Российском государственном технологическом университете им. К.Э. Циолковского по адресу: Москва, ул. Оршанская, д. 3, «МАТИ» - РГТУ им. К.Э. Циолковского, ауд. 220А.

Отзыв на автореферат в одном экземпляре (заверенный печатью организации) просим направлять по адресу: 121552, Москва, ул. Оршанская, д. 3, «МАТИ» - РГТУ им. К.Э. Циолковского. Факс:+7(495) 417-89-78.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Университета. Автореферат разослан 25 мая 2009 года

Учёный секретарь диссертационного совета, доктор технических наук

С.В. Скворцова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы:

Серийное производство продукции из гранул жаропрочных никелевых сплавов, опыт эксплуатации её являются основой для развития и совершенствования технологии металлургии гранул. Важнейшим направлением в этом движении является устойчивая тенденция к уменьшению крупности гранул.

Однако переход на производство гранул крупностью менее 140 мкм обозначил трудноразрешимые проблемы. Первая из них связана с необходимостью дальнейшего повышения частоты вращения литой заготовки при плазменном распылении её на гранулы.

Вторая проблема связана с тем, что гранулы крупностью 200 мкм и менее начинают испытывать силу аэродинамического сопротивления при движении в газовой среде. Это отрицательно сказывается на работе виброустановок с ситовыми полотнами, используемыми в настоящее время для классификации гранул по крупности. Эффективность классификации - точность фракционного состава, выход годного, производительность - уменьшаются с уменьшением крупности гранул.

Анализ сил, действующих на гранулу в процессе виброрассева, определение функциональных зависимостей между размером, скоростью и предельной высотой движения гранулы до достижения нулевой скорости при её перемещении в газовой среде, позволил бы повысить эффективность работы действующих виброустановок и, возможно, подойти к созданию установок нового класса для классификации по крупности мелкодисперсных гранул.

Глубокое исследование причинно-следственных зависимостей между показателями эффективности работы установок плазменного распыления и классификации гранул по крупности, комплексная оптимизация технологических параметров процесса производства может вскрыть дополнительные резервы обеспечения высокого качества гранул и эффективности действующего производства. В связи с изложенным работа, посвящённая их разрешению, представляется своевременной и актуальной.

О О

Цель работы - исследовать процесс, разработать опытную технологию и повысить эффективность процесса классификации мелкодисперсных гранул по крупности в газовой среде в условиях вибродинамического воздействия на гранулы.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Исследовать движение гранул в вязкой газовой среде при вибродинамическом воздействии на них.

2. На основе полученных зависимостей, описывающих характер движения гранул в вязкой газовой среде, разработать и внедрить систему непрерывной очистки ситового полотна вибросит от крупных некондиционных гранул в условиях работы действующей промышленной установки классификации гранул по крупности для повышения выхода годного кондиционных гранул и производительности процесса.

3. Создать математическую модель процесса классификации гранул по крупности на основе совместного рассмотрения функций классификации и плотности распределения вероятностей размера исходных гранул.

Научная новизна:

1. В процессе классификации по крупности на виброситах гранулы жаропрочных никелевых сплавов размером менее 200 мкм испытывают при движении заметное лобовое сопротивление газовой среды, обусловленное её вязкостью.

2. При классификации с использованием конкретного набора ситовых полотен выход годного имеет максимум при определённой величине среднего размера исходных гранул, что может служить основанием для выбора рациональных значений частоты вращения распыляемой заготовки при производстве гранул.

3. Математическая модель, основанная на совместном рассмотрении функции плотности распределения вероятностей размера исходных гранул и функции классификации ситового полотна, позволяет аналитически рассчитывать выход годного при классификации гранул по крупности на вибросите в зависимости от заданной крупности исходных гранул.

4

Практическая значимость работы:

1. Разработана, изготовлена и внедрена в технологический процесс система непрерывной очистки ситового полотна от крупных некондиционных гранул на действующей промышленной установке, что позволило в два с лишним раза повысить производительность процесса, на один процент увеличить выход годного и в три раза сократить расход инертного газа.

2. Теоретические зависимости выхода годного от среднего размера гранул в исходном порошке согласуются с аналогичными фактическими зависимостями, полученными в результате анализа выхода годного при работе промышленных установок с наклонным и горизонтальным расположением ситовых полотен.

Выявлено, что установки с наклонным ситовым полотном удаляют в отходы больший объём годного продукта, в результате чего общий выход годного у таких установок меньше, чем у горизонтальных вибросит, на 1,5-8,0 % в зависимости от среднего размера исходных гранул.

3. Спроектирован, изготовлен и экспериментально опробован принципиально новый аэромеханический классификатор гранул по крупности, позволяющий разделять на фракции гранулы любых размеров, в том числе и мелкодисперсные.

С целью повышения производительности нового способа классификации разработан вариант многозаходного многоярусного аэромеханического классификатора производительностью в 100-150 кг/ч.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы доложены и обсуждены на:

Научно-технической конференции «Современные проблемы металлургии гранул». - Москва, ВИЛС, 10-11 сентября 2003г.

- Всероссийской научно-технической конференции молодых ученых и специалистов «Проблемы создания перспективных авиационных двигателей». - Москва, ЦИАМ, 27-30 сентября 2005г.

- Европейском конгрессе по порошковой металлургии «Euro-РМ 2005 Congress et Exhibition». - г. Прага, Чехия, 2-5 октября 2005г.

- III, IV, V, VI конкурсной конференции молодых специалистов авиационных, ракетно-космических организаций России «Новые материалы и технологии в авиационной и ракетно-космической технике». - г. Королёв, 2003, 2004,2005,2006 г.г.

Публикации. Основное содержание диссертации изложено в 15 работах, включая четыре патента РФ на изобретения, в том числе в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, определенных Высшей аттестационной комиссией - 2.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, выводов, списка литературы и приложений.

Работа изложена на 70 страницах машинописного текста, содержит 32 рисунка, 19 таблиц, список литературы из 154 источников и 8 приложений.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении изложены основные научно-технические проблемы, возникающие при классификации по крупности мелкодисперсных гранул, и показана актуальность темы диссертационной работы.

В первой главе на основе анализа научно-технической литературы изложены особенности технологии «Металлургия гранул». Рассмотрены основные технологические свойства массы гранул: насыпная плотность, сыпучесть, текучесть, плотность утряски. Приведён анализ характера изменения их с уменьшением крупности гранул.

В связи с переводом промышленного производства дисков и валов современных ГТД на гранулы крупностью менее 100 мкм задача эффективного выделения их из общей массы засыпки гранул, получаемых плазменным центробежным распылением быстровращающейся литой заготовки, становится всё более насущной. Классификация по крупности современных и перспективных жаропрочных никелевых сплавов является одним из основных технологических процессов, формирующих стабильность процесса дегазации и заполнения капсул гранулами, процесса ГИП, устойчивые служебные

характеристики, особенно характеристики малоцикловой усталости, материала окончательно готовых заготовок дисков и валов.

Во второй главе изложены методики и результаты теоретических сследований процесса классификации по крупности гранул, в том числе, елкодисперсных.

Изучали энергетический баланс при движении мелких гранул в газовой реде, которой обычно заполняют все камеры рассева (КРП), работающих по хеме «all-inert».

Составим уравнение баланса энергий:

mV2

= mgh + F-h, (1)

де Vmax - начальная скорость движения гранулы; m - масса гранулы;

- предельная высота движения гранулы до достижения нулевой скорости;

- сила лобового сопротивления; g - ускорение силы тяжести.

Кинетическая энергия, приобретаемая гранулой от вибрирующей сетки, асходуется на преодоление силы тяжести и силы лобового сопротивления, бусловленной вязкостью среды.

В качестве начальной скорости приняли скорость движения гранул на астке отрыва гранул от ситового полотна. В свою очередь, скорость отрыва анулы приняли равной максимальной скорости виброперемещения ситового олотна, которую выразили через параметры вибрации - амплитуду А

частоту f, используя соотношение:

у + у +у+ у + у

У — 4 ■ А • f = ™х Я 1 max ' ' Н

де Vcp, Vmax, VH, VB - скорости виброперемещения сетки за один период олебательного процесса, соответственно, средняя, максимальная, в нижней и в ерхней точках. Последние две скорости равны нулю. В итоге, получим:

Vmax~ ЮА-f, (3)

де A, f- амплитуда и частота колебаний вибросита, соответственно.

Силу лобового сопротивления представили в виде формулы Стокса:

Р = 3згд-В-Утах, (4)

где д - коэффициент вязкости аргона; О - диаметр гранулы.

Массу гранулы выразили через её диаметр Б и плотность материала, из которого она изготовлена, р:

р-я-01 .

«—в— (5)

Плотность исследуемых гранулированных жаропрочных никелевых сплавов равна 8,3 г/см3.

Решив уравнение баланса энергий относительно предельной высоты движения гранулы Ь и подставив указанные выше соотношения (2), (3), (4), (5), а также величину ускорения силы тяжести g = 980 см/сек2, в уравнение (1), получили формулу предельной высоты движения гранулы до достижения нулевой скорости - уравнение движения гранулы в газовой среде:

,, р(Л;/.ВУ__ \9,6р-й2 +3,6£-А-/

Характер изменения предельной высоты движения гранулы в зависимости от её диаметра и амплитуды колебаний сетки при фиксированной частоте ? = 50 Гц показан на рисунке 1.

Рисунок 1 - Зависимость величины предельной высоты движения гранулы до достижения нулевой скорости от её диаметра и амплитуды колебаний вибросита при фиксированной частоте 50 Гц.

Кривые показывают, что с увеличением амплитуды возрастает скорость виброперемещения ситового полотна, и следовательно, возрастает начальная скорость движения гранулы - Утах. Поэтому предельная высота движения гранулы также увеличивается. При фиксированной амплитуде гранулы диаметром менее 140 мкм испытывают силу лобового сопротивления, соизмеримую с силой тяжести. Чем меньше диаметр гранулы, тем большее влияние оказывает вязкость газовой среды на характер её движения, и следовательно, тем меньше её предельная высота. Гранулы диаметром более 140 мкм при определённой амплитуде испытывают силу лобового сопротивления значительно меньшую, чем сила тяжести, т.е. роль силы трения, обусловленной вязкостью газа, в энергетическом балансе в случае «тяжёлых» гранул сводится к нулю. Поэтому предельная высота движения таких гранул уже не зависит от их диаметра (рис. 1).

При классификации гранул крупностью менее 140 мкм в установке КРП-3 верхнее ситовое полотно имеет размер ячейки 140x140 мкм, параметры вибрации полотна имеют значение: частота Г ~ 50 Гц, амплитуда А ~ 0,4 мм. С целью удаления с этого полотна крупных гранул (более 140 мкм) в корпусе вибросита было выполнено окно размером 4x15 мм. При этом его нижняя кромка в соответствии с расчётом была расположена на высоте 2 мм над ситовым полотном - рисунок 2.

На изложенный способ непрерывной очистки ситового полотна получен Патент РФ на изобретение №2254174 «Вибросито для рассева гранул в газовой среде».

Идея разделения гранул по фракциям в зависимости от предельной высоты движения гранул в газовой среде легла в основу разработки принципиально нового аэромеханического способа классификации гранул по крупности.

Математическая модель процесса классификации гранул по крупности на виброситах, предложенная в диссертации, позволяет оценить эффективность процесса классификации и определяется двумя основными факторами: фракционным составом исходной массы гранул и функциями рассева ситовых полотен (у некоторых авторов - кривыми фракционного разделения).

Рисунок 2 - Схема вибросита для классификации гранул в газовой среде: 1 - корпус вибросита; 2 - окно; 3 - вибропривод;

4 - ситовое полотно; 5 - периферийный слой гранул.

Фракционный состав представляем в виде функции плотности распределения вероятностей размера гранул - f(x, М, S), где х - диаметр гранул, М - математическое ожидание, S - среднее квадратическое отклонение этой функции.

Функцию рассева ситовых полотен ф(х) - зависимость вероятности прохождения гранулы через ситовое полотно от размера гранулы, выразим через отношение массы определённой фракции, просеянной через полотно, к массе этой фракции в исходном состоянии. Наличие этой функции обусловлено отклонением размера ячейки ситового полотна от номинального значения, уровнем вибрации полотна, продолжительностью времени нахождения гранул на полотне, степенью забитости ячеек гранулами, эффективностью процесса очистки полотна от крупных некондиционных гранул.

На основе анализа фракционного состава серийных гранул установили, что, получаемая методом плазменной плавки и центробежного распыления быстровращающейся литой заготовки в условиях поддержания параметров распыления в нормативных пределах масса гранул от партии к партии имеет различные значения математического ожидания М и слабоизменяющееся среднее квадратичное отклонение Б. Изменение М объясняется, прежде всего, колебаниями частоты вращения заготовки, вибрацией из-за отклонений геометрической формы заготовки от требуемой цилиндрической формы, а также возможными допустимыми колебаниями химического состава сплава.

В результате многолетних наблюдений фракционных составов серийных гранул (более 500 партий) установили, что М (средний диаметр гранул) при производстве их в диапазоне от 50 до 140 мкм находится в интервале от 70 до 100 мкм, а среднее квадратичное отклонение сохраняется постоянной величиной 8 = 25 мкм.

В случае если вибросито содержит одно ситовое полотно, вопрос оптимизации процесса классификации решается просто. Чем меньше величина М, тем выше выход годного. Если же ставится задача отделить от годного продукта, помимо крупной, и мелкую некондиционную фракцию, то вопрос оптимизации процесса должен решаться с применением расчетно-аналитических методов.

Плотность распределения вероятностей размера гранул, полученных после плазменного распыления заготовки, выразим в виде функции Симпсона:

0

при х < М-ЗБ

дг - (Л/ - 35) (35)2

приМ-ЗБ <х<М

(35)2

при М < х < М+ЗБ при х > М+ЗБ

Функцию классификации по крупности (рассева) выразим в виде прямой линии:

1 при х < а

в-х

<р(х) =

в-а О

при а < х < в при х > в

(8)

где а - размер гранулы, при котором она в 100 % случаев просеивается через ситовое полотно; в - размер гранулы, при котором она в 100 % случаев не просеивается через ситовое полотно.

На рисунке 3 представлена схема расчёта выхода годного продукта для вибросита с двумя ситовыми полотнами: одно (нижнее) для удаления мелкой некондиционной фракции, другое (верхнее) для удаления крупной некондиционной фракции.

Рисунок 3 - Схема расчёта выхода годного при классификации по крупности на вибросите с двумя ситовыми полотнами.

Очевидно, выход годного может быть вычислен следующим образом:

0= 1,0-Р,-Р2-Рз-Р4,

(9)

где Р] - доля гранул, размером менее а1, полностью отсеянных в отходы из исходной массы.

2(3«- • <"»

- доля гранул, размером от до В], частично отсеянных в отходы из исходной массы.

К, /(*, М^УяМЬ = • [(2а, + в,)-3(м -35)1 (11)

Рз - доля гранул, размером от а^ до в2, частично отсеянных в отходы из исходной массы.

^з= )Ах,М,8)-[\-(р{х)]к = Ь^.[з(м + 35)-2в2-а2} (12)

Р4 - доля гранул, размером более в2, полностью удалённых в отходы из исходной массы.

гЛ/Ь".**-1^"^ (.3)

Функция классификации крупных гранул (140 мкм и более) на установке КРП-3 с горизонтальными ситовыми полотнами оказалась смещённой вправо. Её параметры составили величины а2= 140 мкм и в2 = 160 мкм. Через сетку с ячейкой 140x140 мкм с большей вероятностью просеиваются гранулы, соизмеримые с размером ячейки. Это приводит к увеличению выхода годного и одновременно к увеличению крупных некондиционных гранул (> 140 мкм) в годном продукте, что можно объяснить тремя технологическими факторами: повышенной энергией контакта крупной гранулы с сеткой, наличием специальных металлических шаров диаметром 5 мм для пробивания застрявших в ячейке гранул, длительным временем нахождения гранул на ситовом полотне (несколько часов).

Функция классификации крупных гранул на установке КРП-5 с наклонными под углом 33° ситовыми полотнами, наоборот,

13

оказались смещённой влево в сравнении с оптимальным положением а2 = 130 мкм и в2 = 150 мкм. Пределы существования этой функции составили величины а2 = 120 мкм и в2 = 140 мкм. На этом полотне гранулы, соизмеримые с размером ячейки, с пониженной вероятностью просеиваются через него. Из-за наклона полотна гранулы находятся на нём непродолжительное время (менее 10 сек), поэтому, не успев просеяться через сетку, определённая часть кондиционных гранул удаляется в отходы. Это снижает выход годного продукта.

При совместном рассмотрении эффективности классификации на обоих ситовых полотнах было установлено, что зависимость выхода годного Q от среднего размера гранул в исходной массе М имеет экстремум. Для определения оптимального значения М, при котором будет достигнут максимальный выход годного Q при классификации взяли производную от указанного выше уравнения и приравняли её нулю:

Q'm = -F'1-F'2-F'3-F'4 = 0. (14)

После дифференцирования получили уравнение:

£=--Ц- ■ [М - (а, + 35)] + -(g; " ^}--.[M-(e2-3S)] = 0. (15)

и« (3S)J l , и 2(35)2 2QSy (35)2 L 2 п

Решили это уравнение относительно М:

4

M=aí+a2+e,+e^ (1б)

Принимая во внимание, что:

а,+в, а, +в,

оптимальное значение М, обеспечивающее максимальный выход годного при классификации, выразили через границы годной фракции (или через размеры ячеек ситового полотна) Х: и Х2:

2

Заменив в формулах расчёта Рь Б2, 1'з, Р4 величину М на размеры ячеек ситовых полотен Х1 и Х2, а, на (х, - ЗЬ), В] на (х! + ЗЬ), а2 на (х2 - ЗЬ), в2 на (х2 + ЗЬ), получили уравнение для вычисления максимального выхода годного:

где Б - среднее квадратическое отклонение размера гранул, в исходной массе (как было установлено выше, при плазменном центробежном распылении гранул Б = 25 мкм); Ь - среднее квадратическое отклонение размера ячеек (определяется из паспортных данных . на ситовые полотна), мкм; Х|, Х2 - минимальный и максимальный размеры годных гранул или размеры ячеек ситовых полотен, мкм.

Из анализа производственных данных установили зависимость между числом оборотов быстровращающейся заготовки п и средним размером гранул М, а также размером ячеек ситового полотна Х1 и Х2:

На основе предложенной модели разработан способ производства изделий из жаропрочных никелевых сплавов, позволяющий достичь существенной (до 10 %) экономии металла и уменьшения скорости вращения распыляемой заготовки. Последнее обстоятельство может рассматриваться в качестве резерва в деле некоторого дальнейшего уменьшения крупности гранул, оставаясь в пределах конструггорско-технологических возможностей исследуемого метода их получения.

На изложенный способ получения гранул получен Патент РФ на изобретение №2308354 «Способ получения изделий из гранул жаропрочных никелевых сплавов».

= 1""^Г• [6(5 -И)-(х2 -х,)]2-• [2(35 - К)- (*2 -)], (19)

п =

1,075-10" _ 2,15-10"

М ~ Хх+Х2

(20)

В третьей главе изложены результаты экспериментальных исследований и апробации системы непрерывной очистки верхнего ситового полотна от крупных некондиционных гранул, а также аэромеханического классификатора гранул по крупности.

На рисунке 4 показано окно в стенке корпуса вибросита КРП-3 для отвода крупных некондиционных гранул. Результаты оценки выхода годного при классификации по крупности гранул из сплава ЭИ698П до и после выполнения указанного окна показали рост выхода годного на 3,0 %.

Фракционный состав годных гранул, обработанных после модернизации системы очистки ситового полотна, обозначил позитивную тенденцию математического ожидания - оно несколько уменьшилось.

По результатам экспериментального исследования системы непрерывной очистки ситового полотна на установке КРП-3 была выпущена технологическая инструкция ВИЛС ТИ 36-02-2004 «Классификация по крупности и магнитная сепарация в инертной атмосфере гранул жаропрочных никелевых сплавов».

Последующее промышленное применение разработанной системы очистки ситового полотна подтвердило высокую эффективность её эксплуатации. Это послужило основой создания новой технико-экономической карты (ТЭК №042-0049) на процесс классификации гранул по крупности. В ней стало документированным фактом повышение выхода годного на этой операции на один процент по сравнению с предыдущим нормативом, т.е. он был увеличен с 91,4 до 92,4 %.

Рисунок 4 - Окно в стенке корпуса вибросита для отвода крупных некондиционных гранул.

Практическое применение изложенной во второй главе теоретической модели движения мелкодисперсных гранул в газовой среде в условиях вибродинамического воздействия на них позволило разработать и изготовить аэромеханический классификатор мелкодисперсных гранул по крупности - рисунок 6.

Рисунок 6 - Аэромеханический классификатор для разделения по крупности мелкодисперсных гранул.

Совместный анализ полученных функции классификации и функции распределения размеров гранул после их получения на установке УЦР-4 позволил установить зависимость выхода годного на аэромеханическом классификаторе от среднего размера исходных (ранул - рисунок 7.

0.765 771 V 7>

/ У У / 0.746 0.7 Ч \

/ ^л ге

95 100

Рисунок 7 - Изменение выхода годного в зависимости от среднего размера гранул в исходной массе на аэромеханическом классификаторе.

Испытания аэромеханического классификатора с использованием серийной партии гранул показало соизмеримость фракционных составов годной массы, классифицированной по крупности как новым способом, так и на промышленной установке КРП-3.

В четвёртой главе показана научно-техническая новизна результатов работы, представлен расчёт технико-экономического эффекта, обозначены перспективы развития процесса аэромеханической классификации гранул по крупности.

Новизна результатов диссертационной работы защищена четырьмя Патентами РФ на изобретения.

Рассчитаны предельные высоты движения крупных гранул на верхнем ситовом полотне промышленной установки классификации по крупности, используя которые модернизирована конструкция

корпуса вибросита для отвода в отсев крупных гранул. Реализация такого конструктивного изменения в действующей установке позволила добиться непрерывной очистки ситового полотна от крупных гранул. Предложенное устройство запатентовано -Патент РФ на изобретение №2254174.

Используя полученные в работе зависимости, были вычислены предельные высоты движения гранул на круглой сплошной металлической панели (вместо ситового полотна) и предложен новый принцип классификации гранул по крупности, основанный на учёте взаимодействия энергии механического вибровоздействия и энергии аэродинамического сопротивления при движении гранул в газовой среде. При крупности гранул менее 100 мкм такие энергии становятся соизмеримыми, а поскольку они разнонаправлены, появляется возможность разделения гранул по признаку учёта энергии аэродинамического сопротивления при их движении в газовой среде. На этом принципе основаны изобретения нового опытного аэромеханического классификатора - Патент РФ на изобретение №2300428 и многоярусного аэромеханического классификатора - Патент РФ на изобретение по заявке №2007132215 от 27.08.2007г. 18

На основании анализа более 500 промышленных партий гранул определены значения средних размеров исходной массы гранул, изготовленных методом плазменной плавки и центробежного распыления вращающейся заготовки. По ним установлены функции плотности распределения вероятностей размера гранул, рассмотрение которой с функцией классификации, соответствующей ситовым полотнам на установках рассева, позволили вывести зависимости для расчёта технологических параметров изготовления и рассева гранул, обеспечивающих максимальный выход годного. Предложенная модель расчёта также запатентована - Патент РФ на изобретение №2308354.

Выводы по работе:

1. Наиболее приемлемыми для классификации гранул по крупности являются установки, в конструкции которых имеются ситовые полотна. Они имеют достаточно высокую производительность, малогабаритны, просты в эксплуатации, а главное, обладают высокой эффективностью работы. Тем не менее, при переходе на обработку гранул крупностью менее 100 мкм они также становятся недостаточно действенными из-за значительного уменьшения «живого» сечения ситовых полотен, вследствие, «забивания» гранулами ячеек ситового полотна.

2. При классификации с использованием конкретного набора ситовых полотен выход годного имеет максимум при определённой величине среднего размера исходных гранул, что может служить основанием для выбора рациональных значений частоты вращения распыляемой заготовки при производстве гранул.

3. Математическая модель, основанная на совместном рассмотрении функции плотности распределения вероятностей размера исходных гранул и функции классификации ситового полотна, позволяет аналитически рассчитывать выход годного при классификации гранул по крупности на вибросите в зависимости от заданной крупности исходных гранул.

При размерах гранул крупностью менее 100 мкм движение их в газовой среде зависит, в том числе, от силы лобового сопротивления газа.

19

4. Предложенное в диссертации уравнение баланса энергий при перемещении гранул в газовой среде в условиях вибровоздействия, решение которого позволило вывести формулу расчёта предельной высоты движения гранул до достижения нулевой скорости в зависимости от плотности материала и их размера, от вязкости газа и параметров вибрационного воздействия, обеспечило непрерывную очистку ситового полотна от крупных гранул.

5. Математическая модель расчёта эффективности процессов классификации, в основе которой лежит совместное рассмотрение функций классификации гранул по крупности и распределения вероятностей размера гранул в исходном материале, позволяет рассчитать оптимальные технологические параметры процесса плазменного распыления гранул с целью достижения максимального выхода годного при их классификации по крупности.

6. Разработанная в диссертации система непрерывной очистки ситового полотна от крупных гранул повысила производительность процесса классификации гранул по крупности в 2,4 раза, уменьшила расход инертного газа в три раза и увеличила выход годного на один процент.

7. Теоретические зависимости выхода годного от среднего размера гранул в исходном порошке согласуются с аналогичными фактическими зависимостями, полученными в результате анализа выхода годного при работе промышленных установок с наклонным и горизонтальным расположением ситовых полотен.

Выявлено, что установки с наклонным ситовым полотном удаляют в отходы больший объём годного продукта, в результате чего общий выход годного у таких установок меньше, чем у горизонтальных вибросит, на 1,5^8,0 % в зависимости от среднего размера исходных гранул.

8. Новизна предложенных в работе аналитических, технологических и технических решений защищена четырьмя Патентами Российской Федерации на изобретения.

Комплекс выполненных в работе технологических исследований по системе непрерывной очистки ситовых полотен от крупных гранул обеспечил повышение выхода годного на 1,0 % с экономическим эффектом 789 113 рублей в год (по итогам производства за 2005 год). 20

Список опубликованных работ по теме диссертации

1. Романов А.И., Гарибов Г.С., Касаткин В.В. Кошелев В.Я. Оптимизация процесса производства и классификации гранул по крупности при изготовлении дисков и валов газовых турбин. - Конверсия в машиностроении, 2006, №4, с. 43-46.

2. Романов А.И., Гарибов Г.С., Касаткин В.В., Кошелев В.Я. Неметаллические включения в гранулах жаропрочных никелевых сплавов и методы их удаления. - Заготовительные производства в машиностроении, 2006, №7, с. 40-44.

3. Касаткин В.В., Кошелев В.Я., Романов А.И., Кулагин С.А. Вибросито для рассева гранул в газовой среде. - Патент РФ №2254174. Опубл. 20.06.2005.

4. Романов А.И., Гарибов Г.С., Касаткин В.В., Кошелев В.Я. Классификатор мелкодисперсного порошка в газовой среде. - Патент РФ №2300428. Опубл. 10.06.2007.

5. Романов А.И., Гарибов Г.С., Кошелев В.Я., Кошелев В.И., Касаткин В.В. Способ получения изделий из гранул жаропрочных никелевых сплавов.

- Патент РФ №2308354. Опубл. 20.10.2007.

6. Романов А.И., Гарибов Г.С., Касаткин В.В. Классификатор мелкодисперсного порошка в газовой среде. - Патент РФ по заявке №2007132215 от 27.08.2007г.

7. Романов А.И., Касаткин В.В. Влияние силы лобового сопротивления на движение мелкодисперсных гранул в газовой среде. - В кн.: Новые материалы и технологии в авиационной и ракетно-космической технике. - г. Королёв, Московская обл., ИПК «Машприбор», 2005, с. 21-25.

8. Касаткин В.В., Кошелев В.Я., Кулагин С.А., Романов А.И. Система непрерывной очистки вибросита от крупных гранул. - Технология легких сплавов, 2006, №1-2, с. 131-133.

9. Романов А.И., Гарибов Г.С., Касаткин В.В. Кошелев В.Я. Комплексное обеспечение эффективности процесса производства и физико-механической классификации по крупности гранул жаропрочных никелевых сплавов.

- В кн.: Новые материалы и технологии в авиационной и ракетно-космической

21

технике. - г. Королёв, Московская обл., ИПК «Машприбор», 2006, с. 15-19.

10. Романов А.И., Касаткин В.В., Кошелев В.Я. Статистическая модель процесса рассева гранул на вибросите. - Технология легких сплавов,

2006, № 4, с. 66-74.

11. Романов А.И., Гарибов Г.С., Касаткин В.В. Новый способ классификации по крупности мелкодисперсных гранул жаропрочных никелевых сплавов. - В кн.: Новые материалы и технологии в авиационной и ракетно-космической технике. - г. Королёв, Московская обл., ИПК «Машприбор», 2007, с. 6-8.

12. Касаткин В.В., Кошелев В.Я., Романов А.И. Промышленный опыт импульсно-механической и электростатической обработки гранул из жаропрочных никелевых сплавов. - Технология легких сплавов, 2004, №6, с. 38-42.

13. Романов А.И. SWOT - анализ состояния металлургии гранул на рынке технологий и промышленной продукции. - В кн.: Новые материалы и технологии в авиационной и ракетно-космической технике. - г. Королёв, Московская обл., ИПК «Машприбор», 2004, с. 64-71.

14. Романов А.И. Неметаллические включения в массе гранул жаропрочных никелевых сплавов: источники, морфология, средства удаления. -В кн.: Проблемы создания перспективных авиационных двигателей. Тезисы докладов. - М.: ЦИАМ, 2005, с. 304-306.

15. Гарибов Г.С., Казберович А.М., Касаткин В.В., Романов А.И. Динамика движения металлических гранул и неметаллических включений в электростатическом сепараторе. - Технология легких сплавов,

2007, №4, с. 70-72.

/

На правах рукописи Романов Андрей Игоревич

Исследование закономерностей процесса классификации по крупности мелкодисперсных гранул жаропрочных никелевых сплавов

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Подписано в печать 15 мая 2009г. Бумага «Снегурочка». Формат 60x84/16 Гарнитура Тайме. Усл. печ. л. 1,27 Тираж 120 экз. Заказ №707

Издательство:

Исследовательский центр проблем качества подготовки специалистов. 105318, Москва, Измайловское шоссе, 4. Тел.: +7(499)369-42-83, факс: +7(499) 369-58-13

Введение.

Глава I

Анализ методов классификации по крупности гранул жаропрочных никелевых сплавов (научно-технический обзор).

§1.1 Особенности технологического процесса «Металлургия гранул».

§1.2 Исследование физико-механических и технологических свойств гранул жаропрочных никелевых сплавов.

§1.3 Изучение промышленных способов классификации гранул по крупности применительно к производству мелкодисперсных гранул.

§1.4 Методы оценки фракционного состава массы гранул.

Выводы и постановка задач исследования.

Глава II

Методика и результаты теоретического исследования процесса классификации по крупности мелкодисперсных гранул.

§2.1 Создание математической модели процесса классификации по крупности гранул на вибросите.

§2.2 Методика оптимизации процессов изготовления и классификации гранул по крупности на вибросите.

§2.3 Разработка теоретических основ движения мелкодисперсных гранул в газовой среде.

Выводы по главе II.

Глава III

Экспериментальное исследование и апробация технологии классификации гранул по крупности в условиях аэродинамического сопротивления газовой среды.

§3.1 Модернизация и экспериментальное исследование вибросит с горизонтальным расположением ситовых полотен.

§3.2 Промышленное испытание способа импульсно-механической классификации гранул по крупности в условиях непрерывной очистки ситовых полотен от крупных гранул.

§3.3 Разработка и экспериментальное исследование аэромеханического классификатора для разделения по крупности мелкодисперсных гранул.

§3.4 Анализ эффективности экспериментального применения аэромеханической классификации гранул по крупности применительно к режиму вибрации промышленной установки.

Выводы по главе III.

Глава IV

Научно-техническая новизна, технико-экономический эффект от внедрения результатов работы, перспективы развития.

§4.1 Научно-техническая новизна.

§4.2 Технико-экономический эффект.

§4.3 Перспективы развития процесса аэромеханической классификации.

Выводы по главе IV.

-4Стр.

Исследования и промышленное производство деталей из жаропрочных никелевых сплавов методами порошковой металлургии, понимание природы сплавов и работы их в условиях авиационного применения в последние годы развивались медленнее, чем эксплуатационные требования к жаропрочным сплавам. И это, прежде всего, было обусловлено недостаточно глубоким анализом качества получаемых порошков для изготовления компактов. Порошки, как правило, содержат в себе металлические и неметаллические примеси различной физической природы. Размер и количество этих примесей оказывают резко отрицательное влияние на свойства изделий из таких порошков.

В последние годы появились принципиально новые разработки в области металлургии гранул [1-7], которые позволили получать (и сохранять на последующих операциях) порошки требуемого состава с минимальным количеством включений. Благодаря достижениям в этой области удалось поставить на промышленную основу производство изделий из гранул жаропрочных никелевых сплавов с высокими эксплуатационными свойствами. Так, например, успех в создании газотурбинных двигателей для таких блестящих образцов советской техники, как самолеты МиГ-29, МиГ-31, Ил-96-300, Ту-204, Ту-214, Ил-114, РКС «Энергия-Буран» и других, напрямую связан с этой технологией [8, 9].

Метод металлургии гранул жаропрочных никелевых сплавов нашёл широкое применение в США, Англии, Франции, КНР для производства заготовок дисков газотурбинных двигателей. Производством изделий методом металлургии гранул занимаются такие крупнейшие двигателестроительные и металлургические фирмы США как «Pratt and Whitney», «Wyman-Gordon Co.», «Special Metals Inc.», «Avco Lycoming Div», «Henry Wiggin and Co.» [10, 11].

Производство изделий методом металлургии гранул из жаропрочных никелевых сплавов включает следующие технологические операции:

1. Получение методом вакуумно-индукционной плавки литых заготовок для их распыления на гранулы.

-62. Изготовление гранул методами газоструйного распыления или плазменной плавки и центробежного распыления вращающейся с большой скоростью литой заготовки.

3. Классификация гранул с целью выделения фракций необходимой крупности и удаление крупных инородных примесей.

4. Очистка гранул от неметаллических включений (электростатическая сепарация).

5. Термическая дегазация гранул в вакууме при высокой температуре.

6. Заполнение капсул гранулами в вакууме с вибрационным уплотнением и их герметизация.

7. Компактирование гранул в капсуле методом горячего газостатического прессования.

8. Термическая обработка отпрессованной заготовки.

9. Механическая обработка заготовок до требуемого размера.

10. Контроль качества полученной заготовки.

Вращающиеся детали газотурбинного двигателя испытывают циклическую нагрузку и работают при повышенных температурах. В этих условиях большое значение приобретает степень чистоты металла от неметаллических включений, которые являются потенциальными концентраторами напряжений в детали и могут привести к значительному снижению долговечности и надёжности двигателя, к отказу его и, как следствие, к большим материальным потерям или даже к катастрофическим последствиям [12-15].

Основным способом решения данной проблемы являются мероприятия по уменьшению структурной неоднородности материала. Поскольку важнейшим критерием однородности материала является степень чистоты и размеры инородных включений, в нашей стране и за рубежом отчётливо проявляется .тенденция к производству гранул всё более меньших размеров.

Так, в нашей стране последовательно осуществлялся переход на выпуск гранул с все более мелкими размерами: в 1981 году - (-315 +70) мкм, в 1984 году

-7- (-200 +50) мкм, в 1987 году - (-160 +50) мкм, в 1998 году - (-140 +50) мкм, в 2003 году - (-100 +50) мкм, в 2008 году - менее 100 мкм [16, 17].

В настоящее время проведены научно-технические исследования и созданы образцы продукции из гранул крупностью менее 100 и 70 мкм. Важнейшая эксплуатационная характеристика деталей авиационного двигателя — сопротивление малоцикловой усталости - резко возросла - с 10 до 100 тысяч циклов, что показано в работах Гарибова Г.С., Горбуновой Т.А., Вострикова А.В., Кошелева В.Я. [13, 18, 19]. Однако, переход на производство гранул крупностью менее 100 мкм породил целый ряд технологических проблем, связанных с получением и обработкой тонких мелкодисперсных порошков. Серьёзным фактором в процессе обработки тонких порошков стал эффект аэродинамического сопротивления газовой среды движению гранул. Особенно, он проявляется при организации процесса классификации гранул по крупности с использованием виброситовых полотен.

В связи с этим возникла необходимость в создании нового или в модернизации действующего технологического оборудования, позволяющего производить гранулы крупностью менее 100 мкм, и в разработке технологии промышленного производства столь тонких гранул.

В настоящей диссертационной работе детально исследован процесс классификации гранул по крупности путём их физико-механической обработки, разработана статистическая модель оценки эффективности классификации гранул по крупности применительно к импульсно-механическим установкам, создана принципиально новая технология аэромеханической обработки тонких гранул жаропрочных никелевых сплавов.

Работа была выполнена в лаборатории №7 Всероссийского института легких сплавов под руководством доктора технических наук, профессора Гарибова Генриха Саркисовича.

Выводы по работе.

1. Классификация гранул по крупности жаропрочных никелевых сплавов является одним из основных технологических процессов, формирующих стабильность процесса дегазации и заполнения капсул гранулами, процесса горячего изостатического прессования, заданную конфигурацию заготовок при ГИП, устойчивые служебные характеристики, особенно МЦУ.

2. По целому ряду физических, технологических и конструктивных параметров ни один из видов классификаторов не позволяет качественно классифицировать по крупности мелкодисперсные гранулы жаропрочных никелевых сплавов крупностью менее 100 мкм, обработка которых играет особую роль в связи с переводом на эту крупность всех современных и перспективных гранулируемых сплавов.

3. Наиболее приемлемыми для классификации гранул по крупности являются установки, в конструкции которых имеются ситовые полотна. Они имеют достаточно высокую производительность, малогабаритны, просты в эксплуатации, а главное, обладают высокой эффективностью работы. Тем не менее, при переходе на обработку гранул крупностью менее 100 мкм они также становятся недостаточно действенными из-за значительного уменьшения «живого» сечения ситовых полотен, вследствие, «забивания» гранулами ячеек ситового полотна.

4. При классификации с использованием конкретного набора ситовых полотен выход годного имеет максимум при определённой величине среднего размера исходных гранул, что может служить основанием для выбора рациональных значений частоты вращения распыляемой заготовки при производстве гранул.

5. Математическая модель, основанная на совместном рассмотрении функции плотности распределения вероятностей размера исходных гранул и функции классификации ситового полотна, позволяет аналитически рассчитывать выход годного при классификации гранул по крупности на вибросите в зависимости от заданной крупности исходных гранул.

При размерах гранул крупностью менее 100 мкм движение их в газовой среде зависит, в том числе, от силы лобового сопротивления газа.

6. Теоретическая зависимость предельной высоты движения гранул до достижения нулевой скорости от параметров вибрации вибросита, диаметра и плотности материала гранулы, вязкости газовой среды позволяет рассчитать координаты окна в корпусе вибросита и наиболее эффективно выделять мелкодисперсные гранулы.

7. Предложенное в диссертации уравнение баланса энергий при перемещении гранул в газовой среде в условиях вибровоздействия, решение которого позволило вывести формулу расчёта предельной высоты движения гранул в зависимости от плотности материала и их размера, от вязкости газа и параметров вибрационного воздействия, обеспечило непрерывную очистку ситового полотна от крупных гранул.

8. Предложен новый принцип классификации гранул по крупности, основанный на учёте взаимодействия энергии механического вибровоздействия и энергии аэродинамического сопротивления при движении гранул в газовой среде. При крупности гранул менее 100 мкм такие энергии становятся соизмеримыми, а поскольку они разнонаправлены, появляется возможность разделения гранул по признаку учёта энергии аэродинамического сопротивления при их движении в газовой среде над вибрационным ситовым полотном.

9. Математическая модель расчёта эффективности процессов классификации, в основе которой лежит совместное рассмотрение функций классификации гранул по крупности и распределения вероятностей размера гранул в исходном материале, позволяет рассчитать оптимальные технологические параметры процесса производства гранул с целью достижения максимального выхода годного.

10. Разработанная в диссертации система непрерывной очистки ситового полотна от крупных гранул повысила производительность процесса классификации гранул по крупности в 2,4 раза, уменьшила расход инертного газа в три раза и увеличить выход годного на один процент. Потери годных гранул при классификации с использованием системы непрерывной очистки вибросит, установленные при статистическом анализе фракционного состава отходов гранул, составили 4 %.

11. Теоретические зависимости выхода годного от среднего размера гранул в исходном порошке согласуются с аналогичными фактическими зависимостями, полученными в результате анализа выхода годного при работе промышленных установок с наклонным и горизонтальным расположением ситовых полотен.

Выявлено, что установки с наклонным ситовым полотном удаляют в отходы больший объём годного продукта, в результате чего общий выход годного у таких установок меньше, чем у горизонтальных вибросит, на 1,5^-8,0 % в зависимости от среднего размера исходных гранул.

12. Новизна предложенных в работе аналитических, технологических и технических решений защищена четырьмя Патентами РФ на изобретения.

Комплекс выполненных в работе технологических исследований по системе непрерывной очистки ситовых полотен от крупных гранул обеспечил повышение выхода годного на 1,0 % с экономическим эффектом 789 113 рублей в год (по итогам производства за 2005 год).

- 115

1. Бондарев Б.И., Гарибов Г.С., Буславский JI.C. Металлургия гранул жаропрочных никелевых сплавов надёжная основа прогресса в газотурбостроении.- Газотурбинные технологии, 2000, №3, с. 20-К23.

2. Гарибов Г.С., Елисеев Ю.С., Гольдинский Э.И. Потенциал металлургии гранул. Национальная металлургия, 2001, №1, с. 20+23.

3. Карягин Д.А., Офицеров А.А., Кондратьев В.И., Гарибов Г.С. и др. Совершенствование технологии производства литых заготовок для получения гранул жаропрочных никелевых сплавов. Технология легких сплавов, 2006, №4, с. 61+65.

4. Иноземцев А.А., Башкатов И.Г. Сотрудничество пермских моторостроителей и ОАО ВИЛС в области изготовления и использования дисков из гранул жаропрочных сплавов для серийных ГТД авиационной и наземной техники.- Технология легких сплавов, 2004, №3, с. 3+7.

5. Гарибов Г.С. Перспективы развития технологии металлургии гранул никелевых сплавов на современном этапе. Технология легких сплавов, 1997, №6, с. 7*13.

6. Белов А.Ф. Настоящее и будущее металлургии гранул. В кн.: Металлургия гранул. Выпуск 1. -М., ВИЛС, 1983, с. 5-И2.

7. Сизова Р.Н., Вильтер Н.П. Показатели прочности, выявляющие потенциальную надёжность дисков из титановых и никелевых сплавов. В кн.: Металловедение и обработка титановых и жаропрочных сплавов, ВИЛС, 1991, с. 98-104.

8. Востриков А.В., Гарибов Г.С., Кошелев В.Я. Влияние включений на сопротивление малоцикловой усталости материала из гранул жаропрочных никелевых сплавов. Конверсия в машиностроении, 2006, №3, с. 19—22.

9. Сизова Р.Н., Бычкова Ж.А., Вильтер Н.П. Особенности сопротивления малоцикловой усталости материала дисков, изготовленных методами металлургии гранул. В кн.: Металлургия гранул. Выпуск 1. - М., ВИЛС, 1983, с. 5-12.

10. Белов А.Ф. Металлургия гранул новый путь повышения качества конструкционных материалов. - Вестник АН СССР, 1975, №5, с. 74+84.

11. Белов А.Ф. Горячее изостатическое прессование гранул новое направление технологии материалов. - Проблема материаловедения цветных сплавов, Наука, 1978, с. 5-13.

12. Белов А.Ф. Гранульная металлургия — путь повышения качества и эффективности использования металлов. Цветные металлы, 1981, №3, с. 17-20.

13. Белов А.Ф. Металл: улучшение качества путь к экономии. - Наука и жизнь, 1982, февраль, с. 6+11.

14. Белов А.Ф., Аношкин Н.Ф., Белов А.В., Бувин Е.П. и др. Авторское свидетельство №1098132 «Линия получения и переработки гранулированных порошков». Опубл. 26.01.1983.

15. Аношкин Н.Ф. Итоги и проблемы развития металлургии гранул жаропрочных никелевых сплавов. — В кн.: Металлургия гранул. Выпуск 1. -М., ВИЛС, 1983, с. 33+40.

16. Белов А.Ф., Аношкин Н.Ф., Ходкин В.И. Металлургия гранул новый прогрессивный технологический процесс производства материалов. - Обработка легких и жаропрочных сплавов. -М.: Наука, 1976, с. 217-^-236.

17. Гарибов Г.С. Создание научных основ технологии высокотемпературного изостатического прессования из гранул крупногабаритных авиационных двигателей. Автореферат диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук. -ВИЛС, 1984,715 с.

18. Белов А.Ф., Гарибов Г.С. Современная технология производства конструкционных материалов для машиностроения. В кн.: Металловедение и обработка титановых и жаропрочных сплавов, ВИЛС, 1991, с. 284-К293.

19. Фаткуллин О.Х., Ерёменко В.И., Рудницкий Е.Н. и др. Повышение конструктивной прочности гранулируемых сплавов на основе никеля.- В кн.: Металлургия гранул. Выпуск 3. М., ВИЛС, 1986, с. 150ч-157.

20. Фаткуллин О.Х., Офицеров А.А., Сафронов В.П. и др. Состояние и перспективы развития металлургических процессов при производстве гранул жаропрочных никелевых сплавов. В кн.: Металлургия гранул. Выпуск 6.- М., ВИЛС, 1993, с. 45ч-49.

21. Фаткуллин О.Х., Власова О.Н., Ваулин Д.Д. и др. Технологические аспекты изготовления малоразмерных дисков из сплава ЭП741НП методом ГИП + Экструзия + Изотермическая штамповка. В кн.: Обработка легких и специальных сплавов.- М., ВИЛС, 1996, с. 400+409.

22. Фаткуллин О.Х. Современное состояние металловедения быстрозакалённых жаропрочных сплавов. — Технология легких сплавов, 2005, №1-4, с. 24^-32.

23. Fatkullin O.Kh. The Main Theoretical Aspects of HIP og Ni-base Superalloys.- In book: Proceeding of International Conference on Hot Isostatic Pressing, HIP-02, Moscow, Russia, All-Russia Institute of Light Alloys (VILS), May 20-22, 2002, p.p. 33+42.

24. Шульга A.B., Фаткуллин О.Х. Металлургия гранул путь к перспективным технологиям. — В кн.: Перспективные технологии легких и специальных сплавов / к 100-летию со дня рождения академика А.Ф. Белова. - М.: ФИЗМАТ ЛИТ, 2006, с. 134-139.

25. Кононов И.А. О развитии экспериментальной базы для производства слитков и ранул из сплавов на основе титана, никеля и тугоплавких металлов. -В кн.: Металловедение и обработка титановых и жаропрочных сплавов, ВИЛС, 1991, с. 104+113.

26. Кононов И.А. Совершенствование оборудования для процессов металлургии гранул жаропрочных никелевых сплавов. В кн.: Металлургия гранул. Выпуск 6. - М., ВИЛС, 1993, с. 49-56.

27. Мусиенко В.Т., Ходкин В.И., Митрофанов А.Е. Получение никелевых и титановых сплавов методом распыления вращающейся заготовки. В кн.: Получение, свойства и применение распылённых металлических порошков, Киев, 1976, с. 115+122.

28. Мусиенко В.Т. Некоторые закономерности формирования гранул при центробежном распылении вращающейся заготовки. Порошковая металлургия, 1979, №8, с. 1-5-7.

29. Мусиенко В.Т. Особенности распыления вращающейся заготовки.- В кн.: Металлургия гранул. Выпуск 3. М., ВИЛС, 1986, с. 23-^-33.

30. Мусиенко В.Т., Кошелев В.Я. Патент РФ на изобретение №2011474 «Способ получения гранул из жаропрочных никелевых сплавов». Опубл. 30.04.1994.

31. Кошелев В.Я., Шорошев Ю.Г. Исследование металлических включений в массе гранул жаропрочных никелевых сплавов. — Технология легких сплавов, 2005, №1-4, с. 78+82.

32. Кошелев В.Я., Кошелев В.И. Исследование процесса получения и физико-механической обработки порошков. Технология легких сплавов, 1995, №6, с. 50^-53.

33. ОСТ 1 92111-85 «Сплавы гранулируемые никелевые. Марки».

34. Авторское свидетельство № 908106 «Жаропрочный гранулированный сплав на никелевой основе». Не подлежит опубликованию.

35. Мусиенко В.Т., Кошелев В.Я. Проблемы получения гранул жаропрочных никелевых сплавов для изготовления узлов газотурбинных силовых установок.- В кн.: Металловедение и обработка титановых и жаропрочных сплавов, ВИЛС, 1991, с. 300+312.

36. Силин М.Б., Жаров М.В. Патент РФ на изобретение №211756 «Способ получения металлических гранул». Опубл. 20.08.1998.

37. Месеняшин А.И. Электрическая сепарация в сильных полях. — М.: Недра, 1978, 175 с.- 12261. Олофинский Н.Ф. Электрические методы обогащения. М.: Недра, 1970,650 с.

38. Аношкин Н.Ф., Ходкин В.И., Месеняшин А.И., Мешалин B.C. и др. Очистка гранул жаропрочных никелевых сплавов от неметаллических включений методом электрической сепарации. Технология легких сплавов, 1982, январь, с. 92-И02.

39. Ходкин В.И., Мешалин B.C., Месеняшин А.И., Дурманова Г.Я. Отделение неметаллических частиц от массы гранул жаропрочных никелевых сплавов методом электрической сепарации. В кн.: Металлургия гранул. Выпуск 1. - М., ВИЛС, 1983, с. 89-96.

40. Ходкин В.И., Месеняшин А.И., Мешалин B.C. Отделение неметаллических частиц от металлических гранул методом электрической сепарации.- В кн.: Металлургия гранул. Выпуск 3. М., ВИЛС, 1986, с. 72-78.

41. Мешалин B.C., Кошелев В.Я., Месеняшин А.И. Очистка массы гранул жаропрочных никелевых сплавов от неметаллических включений электрической сепарацией. В кн.: Металлургия гранул. Выпуск 6. - М., ВИЛС, 1993, с. 246-251.

42. Y.W. Zhang, S.D. Chen, Н. Zhang, D. Feng Study Removing Ceramic Inclusion from Supcralloy Powder with Electrostatic Separation. Journal of Metal, 35(2), 1999, 10, p.p. 331—333.

43. Самаров B.H. Исследование и расчет формоизменения капсул в процессе прессования порошковых материалов при всестороннем равномерном давлении.

44. Технология легких сплавов, 1979, №6, с. 27—31.

45. Гарибов Г.С., Фейгин В.И., Самаров В.Н., Принципы проектирования капсул для горячего изостатического прессования гранул. — В кн.: Металлургия гранул. Выпуск 1. М., ВИЛС, 1983, с. 212-227.

46. Расшивалкин М.И., Фесенко А.И. Тенденция развития технологии производства капсул. В кн.: Металлургия гранул. Выпуск 1. - М., ВИЛС, 1983, с. 247-253.

47. Акимова А.В. Проектирования капсул для производства дисков ГТД из гранул. В кн.: Новые материалы и технологи в авиационной и ракетно-космической технике. - г. Королёв, Московская область, ИПК «Машприбор», 2005, с. 3-7.

48. Кононов И.А., Казмирук В.И., Хасин М.И., Бувин Е.П. Электротермическая установка для подготовки гранул к компакгированию и исследование её основных параметров. В кн.: Металлургия гранул. Выпуск 2. - М., ВИЛС, 1984, с. 262^-269.

49. Аношкин Н.Ф., Кононов И.А., Катков И.А., Малышев В.И. и др. Авторское свидетельство №777991 «Установка для дегазации металлических порошков». -Опубл. 14.07.1980.

50. Аношкин Н.Ф., Кононов И.А., Ходкин В.И. Авторское свидетельство №784096 «Установка для заполнения и герметизации капсул с порошком». Опубл. 01.08.1980.

51. Ходкин В.И., Бувин Е.П., Ломакин Б.Г. Авторское свидетельство №788536 «Устройство для дегазации металлических порошков». Опубл. 14.08.1980.

52. Аношкин Н.Ф. Развитие теории и практики порошковой металлургии применительно к крупногабаритным тяжелонагруженным деталям. Технология легких сплавов, 1983, №5, с. 14-20.

53. Пестов Ю.А., Семёнов В.Н., Деркач Г.Г., Кашкаров A.M. и д.р. Патент РФ на изобретение №2169639 «Способ изготовления рабочих колёс газовых турбин». -Опубл. 27.06.2001.

54. Востриков А.В., Гарибов Г.С. Исследование влияния масштабного фактора на механические свойства заготовок дисков для ГТУ, полученных методом металлургия гранул. Газотурбинные технологии, 2006, №3 апрель, с. 34-37.

55. Гарибов Г.С., Чепкин В.М. Металлургия гранул расширяет ресурсные возможности газотурбинных двигателей АЛ31Ф. (Сообщение 1). Газотурбинные технологии, 2001, №4, с. 2-7.

56. Гарибов Г.С., Чепкин В.М. Металлургия гранул расширяет ресурсные возможности газотурбинных двигателей АЛ31Ф. (Сообщение 2). Газотурбинные технологии, 2001, №5, с. 6-9.

57. Гарибов Г.С., Чепкин В.М. Прогресс в технологии производства ГТД методом металлургии гранул — основа успешного развития авиадвигателестроения.

58. Сообщение 1). Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением, 2002, №6, с. 32-36.

59. Гарибов Г.С., Чепкин В.М. Прогресс в технологии производства ГТД методом металлургии гранул — основа успешного развития авиадвигателестроения. (Сообщение 2). Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением, 2002, №7, с. 18+22.

60. Garibov G.S., Kolotnikov М.Е. Russian РМ Superalloy Technology Increases Service Life of Civil and Military Fircraft. In book: Proceeding of Word Congress on Powder Metallurgy and Particulate Materials. Orlando, Florida, 2002, vol. 4, p.p. 73+79.

61. Мусиенко B.T. Закономерности образования гранул при центробежном распылении вращающейся заготовки. В кн.: Металлургия гранул. Выпуск 1. -М., ВИЛС, 1983, с. 41-48.

62. Кошелев В.Я., Мусиенко В.Т. Некоторые вопросы теории получения гранул жаропрочных никелевых сплавов и производства их для изготовления деталей ГТД.- В кн.: Обработка легких и специальных сплавов. М., ВИЛС, 1996, с. 409+418.

63. Сафронов В.П., Рытов Н.Н., Эскин Г.И., Солуянов Ю.В. Совершенствование технологии газоструйного распыления расплава. -В кн.: Металлургия гранул. Выпуск 1. -М., ВИЛС, 1983, с. 59+63.

64. Отчёт о НИР №02821032324. Всесоюзный научно-технический информационный центр (ВНТИЦ), 1989, 337 е., с илл.

65. Plitt L.R. The Analysis of Solid-solid Separations in Classifiers. The Canadian Mining and Metallurgical Bulletin, April, 1981, p.p. 42+47.

66. Шваб B.A., Росляк A.T., Бирюков Ю.А. Авторское свидетельство №542574 «Центробежный классификатор». Опубл. 21.01.1975.

67. Фастов Б.Н., Беличенко Г.В., Горный А.И. Авторское свидетельство №417186 «Центробежный классификатор». Опубл. 05.05.1972.

68. Фастов Б.Н. Беличенко Г.В., Горный А.И. Авторское свидетельство №442854 «Центробежный классификатор». Опубл. 16.02.1973.

69. Сайкин Ф.В., Страшников Б.Ф. Авторское свидетельство №540683 «Центробежный воздушный классификатор». Опубл. 03.04.1973.

70. Вурзель Ф.Б., Назаров В.Ф., Шмидель Ф.Я. Авторское свидетельство №1526845 «Способ разделения порошка на фракции». Опубл. 07.02.1989.

71. Стецовский А.П. Авторское свидетельство №574246 «Способ рассева порошкообразных материалов». Опубл. 30.09.1977.

72. Яценко В.П., Соломенко А.Д. Патент РФ на изобретение №1755948 «Способ классификации порошков». — Опубл. 23.08.1992.

73. Кравченко И.В., Дешко Ю.И., Чистяков Г.И., Юдович Э.А. и др. Авторское свидетельство №297404 «Устройство для просеивания порошкообразных материалов». Опубл. 01. 10.1971.

74. Гатаулин И.Г., Гаранин Л.П., Бикбулатов Р.С., Талалаев А.П. и др. Патент РФ на изобретение №2234990 «Машина для просеивания плохосыпучих порошков».- Опубл. 27.08.2004.

75. Кошелев В.Я., Голубева Е.А., Дурманова Г.Я. Рассев гранул жаропрочных никелевых сплавов на виброситах. В кн.: Металлургия гранул. Выпуск 6.- М., ВИЛС, 1993, с. 239-246.

76. Кошелев В.Я., Голубева Е.А., Дурманова Г.Я. Вибрационный рассев гранул жаропрочных никелевых сплавов на установке КРП-3. Технология легких сплавов, 1996, №1, с. 48-51.

77. Касаткин В.В., Кошелев В.Я., Романов А.И. Промышленный опыт импульсно-механической и электростатической обработки гранул из жаропрочных никелевых сплавов. Технология легких сплавов, 2004, №6, с. 38-42.

78. Дайнеко П.Ф. Авторское свидетельство №1456251 «Вибрационное сито». Опубл. 07.02.1989.

79. Дайнеко П.Ф. Авторское свидетельство №1609517 «Вибрационное сито». Опубл. 30.11.1990.

80. Линь А.А., Смирнов В.И., Труш М.М. Авторское свидетельство №1247109 «Пневморешётный сепаратор». Опубл. 30.07.1986. Бюл. №28.

81. Блезман И.И., Джанелидзе Г.Ю. Вибрационное перемещение. М.: Наука, 1964, 228 с.

82. Фукин Ю.И., Волосников Б.В. Авторское свидетельство №1061336 «Вибрационное сито». Опубл. 30.06.1984.

83. Фукин Ю.И. Авторское свидетельство №1091413 «Вибрационное сито». -Опубл. 30.01.1985.

84. Rob O'Connell Ultrasonic Deblinding. Journal of Ceramic Industry, November 2002.

85. Rob O'Connell Shake-down for a Better Result in Fine Powders. Journal of Metal Powder Report, July/August 2003, p.p. 1^4.121. http://www.russellfinex.com

86. Roger Usherwood Application of Ultrasonics to Metal Powder Separation.- In book: Proceedings of the Powder Metallurgy World Congress and Exhibition, vol. 4.- Granada, Spain, October 18-22, 1998, p.p. 421-426.

87. Гессингер Г.Х. Порошковая металлургия жаропрочных сплавов. Перевод с английского. - М.: Металлургия, 1988, 320 с.

88. ГОСТ 18318-94 Порошки металлические. Определение размера частиц сухим просеиванием.

89. Барский М.Д. Фракционирование порошков. М.: Недра, 1980, с. 16-38.126. http://www.vibrotechnik.spb.ru

90. Либенсон Г.А., Лопатин В.Ю., Комарницкий Г.В. Процессы порошковой металлургии. М.: МИСиС, 2001.

91. Boguslavsky А.А., Sokolov S.M., Sazonov V.V. Computer Vision for Control and Research of Mechanical Systems. In book: Proceedings 8th Mechatronics Forum International Conference, University of Twenty Netherlands, June 24-26, 2002, p.p. 1096-1105.

92. Богуславский Л.А., Гарибов Г.С., Касаткин В.В., Соколов С.М. и др. Заявка №2007117207 от 10.05.07г. на получение Патента РФ на изобретение «Способ контроля материала инородных включений в массе металлических гранул».

93. Sokolov S.M., Treskunov A.S., Polenov М.А. System for Automated Inspection of Foreing Impurities in Metal Powder. In book: Proceeding of 11th International Conference on CAD CAM, Robotics & Factories of the Future. August 1997, Colombia.

94. Смирнов H.B., Дунин-Барковский И.В., Курс теории вероятностей и математической статистики. Издание 3. М.: Наука, 1971, 576 с.

95. Кузнецов А.А., Алифанов О.М., Ветров В.И., Золотов А.А. и др. Вероятностные характеристики прочности авиационных материалов и размеров сортамента. Справочник. - М.: Машиностроение, 1970, 667 е., с илл.

96. Солонин И.С. Математическая статистика в технологии машиностроения. Издание второе. -М.: Машиностроение, 1972, 214 с.

97. Степнов М.Н. Статистические методы обработки результатов механических испытаний. — Справочник. — М.: Машиностроение, 1985, 232 е., с илл.

98. Н. Хастинг, Дж. Пикоп Справочник по статистическим распределениям. Перевод с английского Звонкин А.К. М.: Статистика, 1980, 95 е., с илл.

99. Бирюкова Л.Г., Бобрик Г.И., Ермаков В.И., Матвеев В.И. и др. Теория вероятностей и математическая статистика: Учебное Пособие. М.: ИНФРА-М, 2004, 287 с.

100. Бирюкова Л.Г., Бобрик Г.И. Теория вероятностей и математическая статистика. Учебное пособие. - М.: ИНФРА-М, 2004, 287 с.

101. Точность производства в машиностроении и приборостроении. Под ред. А.Н. Гаврилова. -М.: «Машиностроение», 1973, 567 е., с илл.

102. Касаткин В.В., Кошелев В.Я., Романов А.И., Кулагин С.А. Патент РФ на изобретение №2254174 «Вибросито для рассева гранул в газовой среде». Опубл. 20.06.2005. Бюлл. №17.

103. Касаткин В.В., Кошелев В.Я., Кулагин С.А., Романов А.И. Система непрерывной очистки вибросита от крупных гранул. Технология легких сплавов, 2006, №1-2, с. 131+133.

104. Романов А.И., Гарибов Г.С., Касаткин В.В. Кошелев В.Я. Оптимизация процесса производства и классификации гранул по крупности при изготовлении дисков и валов газовых турбин. Конверсия в машиностроении, 2006, №4, с. 43+46.

105. Романов А.И., Касаткин В.В. Кошелев В.Я. Статистическая модель процесса рассева гранул на вибросите. Технология легких сплавов, 2006, № 4, с. 66+74.

106. Романов А.И., Гарибов Г.С., Кошелев В.Я., Кошелев В.И и др. Патент РФ на изобретение №2308354 «Способ получения изделий из гранул жаропрочных никелевых сплавов». Опубл. 20.10.2007, Бюл. №29.

107. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Механика. Издание второе, исправленное. — М.: «Наука», 1979, 520 с.

108. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. Издание четвёртое, стереотипное. -М.: «Наука», 1969, 44 с.

109. Венецкий И.Г., Кильдишев Г.С. Основа теории вероятностей и математической статистики. М.: «Статистика», 1968, 260 с.

110. Романов А.И., Гарибов Г.С., Касаткин В.В., Кошелев В.Я. Патент РФ на изобретение №2300428 «Классификатор мелкодисперсного порошка в газовой среде». -Опубл. 10.06.2007, Бюл. №16.

111. Касаткин В.В., Романов А.И., Гарибов Г.С. Патент РФ по заявке №2007132215 от 27.08.2007г. на изобретение «Классификатор мелкодисперсного порошка в газовой среде».