автореферат диссертации по металлургии, 05.16.04, диссертация на тему:Оптимизация металлургических, конструкторских и технологических факторов с целью повышения герметичности и надежности литых деталей из чугуна, работающих в машинах под высоким давлением

Введение

1. Герметичность, как физико-механическое свойство чугуна в отливках, и факторы, ее определяющие. Анализ состояния вопроса.

1.1. Пористость и несплошность в отливках из серого чугуна.

1.2. Затвердевание и структура серого чугуна в отливках.

1.3. Напряженное состояние чугунных отливок.

1.4. Влияние важнейших факторов на структуру и свойства чугуна в отливках.

1.4.1. Влияние качества исходных материалов на герметичность отливок.

1.4.2. Влияние химического состава чугуна на герметичность отливок.

1.4.3. Влияние типа плавильного агрегата и условий изготовления отливок на их герметичность.

1.5. Некоторые закономерности движения однородной жидкости через поры и несплошности чугунных отливок.

2. Методика исследования герметических свойств отливок из серого чугуна.

2.1. Состояние вопроса.

2.2. Определение плотности и пористости чугуна.

2.3. Определение твердости, прочности и структуры чугуна.

2.4. Испытания чугунных образцов на герметичность.

2.5. Технологические пробы

2.6. Методика исследования влияния материала литейной формы на герметические характеристики отливок.

2.7. Методика исследования влияния поверхностного микролегирования на герметические характеристики отливок.

2.8. Методика исследования влияния случайных отклонений технологии изготовления отливок на их герметичность.

3. Исследование влияния некоторых металлургических факторов на герметичность отливок из серого чугуна.

3.1. Влияние шихтовых материалов и способов плавки чугуна

3.2. Влияние химического состава, легирования и модифицирования чугуна на герметичность отливок.

3.3. Влияние пористости и структуры чугуна на герметичность отливок.

3.4. Выводы.;.

4. Исследование влияния некоторых конструкторских и технологических факторов на герметичность отливок из серого чугуна . . 105 4.1. Влияние конструкторских факторов на герметичность отливок.

4.2. Влияние некоторых технологических факторов на герметичность литых деталей из серого чугуна.

4.2.1. Влияние условий плавки и технологии литейной формы на герметичность литых деталей из чугуна.

4.2.2. Влияние микролегирования на герметичность литых деталей.

4.2.3. Влияние условий кристаллизации чугуна на герметичность литых деталей.

4.2.4. Влияние системы подвода металла в литейную форму на герметичность литых деталей.

4.2.5. Влияние случайных отклонений технологии на герметичность литых деталей.

4.3. Выводы.

5. Комплексные мероприятия по повышению герметичности чугунных отливок и эффективность их применения для литья деталей компрессоров высокого давления.

5.1. Оптимизация подбора состава шихтовых материалов для чугунных отливок.

5.2. Обеспечение стабильности химического состава в чугунных отливках.

5.3. Комплексное легирование чугунных отливок.

5.4. Повышение технологичности конструкций литых деталей из чугуна.

5.5. Изготовление отливок в оболочковых формах.

5.6. Микролегирование чугунных отливок.

5.7. Применение, металлических форм и локальных холодильников в литейных формах.

5.8. Применение эффективных литниковых систем для подвода жидкого чугуна в литейные формы.

5.9. Оптимизация технологического контроля изготовления литых деталей из чугуна.

5.9.1. Контроль химического состава чугуна.

5.9.2. Неразрушающие методы контроля отливок.

5.10. Технологический контроль герметичности отливок.

5.11. Экономическая эффективность повышения герметичности отливок.:.;.

Выводы.

Развитие и техническое преобразование промышленного производства на основе научно-технического прогресса является одним из важнейших условий укрепления материально-технической базы страны.

Материальной основой технического перевооружения народного хозяйства является машиностроение, главной задачей которого является обеспечить все отрасли высокоэффективными машинами и оборудованием. В последние десятилетия в промышленности, на транспорте и в сельском хозяйстве получили широкое и разнообразное применение сжатые газы, что повлекло за собой развитие новой крупной отрасли - компрессо-ростроения. Отечественное компрессоростроение начало развиваться с 1931 года. За истекший период были созданы современные конструкции компрессоров, выполнены обстоятельные теоретические и экспериментальные исследования в области компрессоростроения и организовано серийное производство компрессоров на многих предприятиях нашей страны.

Отечественным компрессоростроением освоено производство большой серии различных компрессорных машин, начиная от вакуум-насосов, газодувок и кончая компрессорами высокого и сверхвысокого давления.

Повышенные скорости, жидкие рабочие и газовые среды (воздух, фреон, углекислый газ, водород, гелий и др.), в условиях которых работают компрессоры, усиливают необходимость жестких требований, предъявляемых к деталям компрессоров. Особенно высокие требования предъявляются к специфическим литым деталям цилиндровой, поршневой и корпусной групп.

В современных компрессорных установках масса литых деталей составляет 60-80 %. Большинство литых деталей изготавливаются из серого чугуна. К литым деталям для компрессоров предъявляются высокие требования по структуре, физико-механическим свойствам, чистоте по неметаллическим включениям и др.

Особенно высокие требования предъявляются к отливкам по плотности и герметичности. В литых деталях, прошедших механическую обработку и работающих под высоким давлением, недопустимы течь, местные «потения», возникающие в процессе гидроиспытаний или эксплуатации.

Высокие технические требования к литым деталям для компрессоров высокого давления значительно усложняют их производство и требуют решения ряда технических задач по разработке и внедрению в производство надежных способов получения литых деталей высокой герметичности. Несмотря на то, что по вопросам повышения герметичности отливок имеются некоторые теоретические разработки и производственный опыт заводов, в настоящее время требуется дальнейшее изучение этой важной характеристики сплавов. Получение герметичных литых деталей со стабильными эксплуатационными характеристиками является актуальной проблемой литейного производства.

В настоящее время при наличии больших потерь от брака литых деталей непроизводительные издержки производства достигают больших величин. По имеющимся данным на предприятиях компрессорного и холодильного машиностроения брак чугунных литых деталей по негерметичности, обусловленный такими литейными пороками, как пористость, усадочные и газовые раковины, трещины и др. составляет 50-56 % от общего брака отливок.

Поэтому повышение герметичности литых деталей для компрессоров и снижение потерь от брака рассматривается как один из значительных факторов повышения производительности труда и рентабельности литейных цехов за счет использования внутренних резервов и повышения технического уровня производства. Это особенно актуально в современных условиях, когда повышение конкурентоспособности изделий определяет их выход на внутренний и внешний рынки.

Анализ производства литых деталей для компрессоров показывает, что основными причинами появления в них литейных пороков являются факторы, которые обусловлены исходными материалами, технологией литейной формы, процессами плавки и качества литого металла, условиями его заливки, затвердевания отливок в литейной форме, особенностями конструкции литой детали и др. При исследовании влияния различных факторов на герметичность в центре внимания должна находиться отливки со всем комплексом присущих ей специфических особенностей.

Повышение герметичности литых деталей из чугуна представляет сложную задачу и требует проведения целого комплекса исследовательских работ.

Цель работы. Целью диссертационной работы является повышение надежности и конкурентоспособности машин, и прежде всего, компрессоров путем обеспечения высокой герметичности литых деталей из чугуна.

В настоящей работе рассмотрены некоторые наиболее важные вопросы, имеющие научное и практическое значение в производстве ответственных отливок. Имея в виду разработку оптимальных условий изготовления качественных литых деталей из серого чугуна для компрессоров высокого давления, настоящая работа включает в себя решение следующих задач:

- на основе уточнения и дальнейшего развития методики исследования изучить на технологических пробах и отливках влияние структуры чугуна на герметические характеристики литых деталей;

- исследовать влияние некоторых металлургических факторов (шихтовые материалы, модифицирование и легирование, способы плавки и др.) на герметичность отливок из серого чугуна;

- исследовать влияние наиболее существенных технологических факторов (материал литейной формы, подвод металла, поверхностное микролегирование) на герметичность отливок из серого чугуна; исследовать влияние конструкторских факторов и напряженного состояния литых деталей из чугуна на их герметические характеристики;

- предложить мероприятия по повышению герметичности отливок и методы по объективному контролю герметических характеристик литых деталей из чугуна.

Диссертация направлена на повышение качества ответственных литых деталей из чугуна, надежности и долговечности компрессорного оборудования и улучшение технико-экономических показателей работы литейных цехов машиностроительного комплекса.

Выполненные исследования позволили получить следующие новые научные результаты и положения, которые выносятся на защиту:

• количественная оценка влияния химического состава и структуры чугуна на герметичность отливок;

• методология комплексного воздействия на структурообразо-вание чугуна с целью повышения его герметичности;

• методика прогнозирования герметичности отливок и оптимизации металлургических, конструкторских и технологических факторов;

• принципы обеспечения технологичности конструкции отливок с точки зрения их герметичности;

• закономерности влияния напряженного состояния и внутренних напряжений в отливках на герметичность литых деталей из чугуна;

• методика обеспечения заданного уровня герметичности по всей поверхности и зонам отливки, имеющим разную толщину стенок , с использованием разработанных автором покрытий и микролегирования чугуна;

• методика расчета и конструирования литниковых систем, ориентированных на обеспечение заданной структуры и герметичности литых деталей из чугуна.

Практическая значимость работы состоит в следующем: □ разработан комплекс мероприятий, включающий прогрессивные технологические процессы индукционной плавки, электрошлакового переплава чугуна, применение металлических и оболочковых литейных форм, поверхностного микролегирования и легирования чугунных отливок, применения специальных конструкций литниковых систем и др., позволяющий при внедрении на заводах компрессорного машиностроения значительно повысить герметические характеристики и надежность литых деталей из чугуна; а разработаны и внедрены в производство рекомендации по конструированию чугунных отливок с высокими герметическими характеристиками; а усовершенствованы научно-обоснованные методы и оборудование для контроля герметичности чугунных отливок, разработана и внедрена в производство соответствующая технологическая документация (инструкции, техпроцессы и др.); снижен брак по негерметичности отливок на 55-60 %.

Реализация работы осуществлялась в ходе выполнения разработанных мероприятий на Уральском компрессорном заводе и других заводах компрессорного машиностроения.

Внедрение мероприятий по повышению герметичности отливок из чугуна позволило снизить себестоимость 1 тонны годных отливок на 6 - 8 рублей и обеспечить экономический эффект 467 тыс. руб. (в ценах до 1990 г.).

Результаты исследования внедрены на ряде заводов тяжелого и транспортного машиностроения и других заводах машиностроительного комплекса.

Апробация работы. Результаты работы были доложены и обсуждены на 22 конференциях, совещаниях и семинарах и 5 Всесоюзных и региональных конференциях по проблемам качества и надежности в ком-прессоростроении. Из них наиболее существенными по проблеме герметичности были доклады на:

• ХХП Всесоюзной научно-технической конференции литейщиков (г. Харьков, 1967 г.);

• Всесоюзном семинаре по герметичности литейных сплавов (г.Одесса, 1967 г.);

• ХХЗУ Всесоюзной научно-технической конференции литейщиков (г. Свердловск, 1969 г.);

• Научно-техническом совете научно-исследовательского института «ВНИИТЕХМАШ» (г. Сумы, 1969 г.);

• Всесоюзном научно-техническом семинаре «Новейшие достижения в кокильном литье» (г. Одесса, 1971 г.);

• Совещании Главных специалистов Минхинефтемаша (г. Москва, 1975 г.);

• Конференции по качеству отливок из чугуна НПО «Союзком-прессормаш» (г. Ташкент, 197 г.);

• Технико-экономическом совете Уральского компрессорного завода (г. Свердловск, 1986 г.);

• Конференции «Прогрессивные технологические процессы и подготовка кадров для литейного производства» (г. Екатеринбург, 1988г.);

• Расширенном заседании технико-экономического совета АООТ «Уральский компрессорный завод» (г. Екатеринбург, 1998 г.)

Публикация материалов работы. По материалам диссертации опубликовано 20 работ и получено 3 авторских свидетельства на изобретения.

За достигнутые успехи по внедрению в производство передовых технологических процессов, в том числе по теме диссертации автор награжден тремя медалями ВДНХ. За успехи в развитии компрессорного машиностроения он награжден орденами и медалями СССР, Грамотой губернатора Свердловской области. За активную изобретательскую и рационализаторскую работу в области литейного производства ему присвоено почетное звание «Заслуженный рационализатор РСФСР» (1973 г.). За успехи по внедрению прогрессивной технологии автору присвоено почетное звание «Заслуженный металлург Российской Федерации» (1993 г.). За заслуги в деле возрождения науки и экономики России Президиум Международной академии наук о природе и обществе наградил автора дипломом и медалью Петра I (1997 г.).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка использованных источников и приложения. Диссертация изложена на 156 страницах машинописного текста, содержит 65 рисунков, 10 таблиц и список использованных источников в количестве 126 наименований.

Выводы

1. На основе полученных в исследовании результатов подтверждены на конкретных отливках положительные результаты повышения их герметичности.

2. Подбор шихтовых материалов, улучшение условий плавки, легирование и модифицирование чугуна, изготовление отливок в оболочковых, металлических и центробежных формах позволили улучшить структуру чугуна, уменьшить пористость и другие литейные пороки, обеспечив высокую герметичность деталей.

3. Весьма эффективными мерами по регулированию структуры чугунных отливок явились микролегирование Те и А1, введение сбалансированных добавок Си, №, Мо, Сг, Эп, 8Ь, А1, Ва и др.

4. Внедрение тонкой фильтрации жидкого чугуна через кремнеземные сетки обеспечили поступление в литейную форму очищенного от неметаллических включений жидкого чугуна, обеспечив при этом высокие показатели по герметичности и экономии металла.

5. Проведена работа по повышению технологичности конструкции отливок с учетом оптимального напряженного состояния, что в комплексе с металлургическими и технологическими факторами обеспечивает высокие показатели по герметичности.

6. Подтверждены расчеты по предложенным формулам для предварительного расчета герметичности отливок.

7. Внедрение результатов исследования позволило сократить брак отливок и обеспечить только по заводам компрессорного машиностроения экономический эффект 467 тыс. руб. (в ценах до 1990 г.). Результаты исследований нашли применение на других заводах народного хозяйства.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Для достижения поставленной перед диссертационной работой цели - повышения надежности и конкурентоспособности машин путем обеспечения высокой герметичности чугунных отливок был выполнен комплекс исследований, позволивший разработать научно обоснованную систему мероприятий по комплексному управлению технологическим процессом изготовления отливок.

1. Прежде всего, уточнено и теоретически обосновано понятие герметичности, определены влияющие на нее факторы:

• герметичность литых деталей является мерой сопротивления материала проникновению через его стенку рабочих жидкостей или газов, находящихся под избыточным давлением.

Она является важным физико-механическим свойством, определяющим для ряда деталей эксплуатационные характеристики. Герметичность зависит от многих параметров отливки (конструкции детали, металлургических и технологических факторов ее изготовления).

Опыт многих исследователей показал, что односторонний подход к изучению герметичности не дает объективной оценки этих зависимостей. Комплексный подход к исследованию герметичности отливок, учитывая влияние металлургических, технологических и конструкторских факторов, позволяет более объективно установить между ними зависимости и определить конкретные меры повышения качества отливок. При этом существующие методики исследования герметичности чугуна нуждаются в уточнениях и изменениях;

• уточнена и расширена методика исследования герметичности отливок за счет усовершенствования конструкции плоского образца для испытания чугуна на герметичность, введения новых характерных проб и отливок.

Расширена техническая возможность герметометра для испытания образцов и отливок на более высокое давление до 60 МПа. Применена установка для исследования герметичности сплавов методом измерения на-текания газа через образец с возможностью использования измерительной трубки для крупной пористости и течеискателя для малой пористости. В методике учтено влияние возможных случайных отклонений некоторых параметров литейной технологии на герметичность;

• на основе результатов комплексных исследований, выполненных на чугунах различных составов и структур, уточнена известная и разработана новая методика расчета герметичности отливок. Показано, что следует различать герметичность чугуна, определяемую на образцах, и герметичность отливок при их эксплуатации.

Разработана и широко опробована формула для прогнозирования герметичности отливок, учитывающая геометрические характеристики отливок, коэффициент нагрузки, связанный с характером напряжений в данном элементе отливки, химический состав чугуна, продолжительность затвердевания частей отливки и их пористость. Формула позволяет на основе прогноза уже на стадии проектирования отливки придать ей необходимую для обеспечения герметичности конфигурацию;

• получены данные о количественных соотношениях между пористостью, герметичностью, расклинивающим давлением, прочностью чугуна в отливках. Определены условия образования «транзитных» не-сплошностей в чугуне. Показано распределение важнейших химических элементов чугуна в различных зонах разностенной отливки и их влияние на пористость чугуна.

Из полученных данных исследования образцов и результатов испытания отливок видно, что герметичность более чувствительнее, чем прочность к пористости чугуна. Пористость чугуна в пределах 10-12 % является критической, так как при более высоких ее значениях отливки обладают незначительной герметичностью.

Так же показано и количественно оценено влияние случайных отклонений химического состава чугуна на герметичность отливок.

2. На большом количестве образцов исследовано влияние на герметичность комплекса металлургических, технологических и конструкторских факторов и определены их оптимальные значения:

• на экспериментальном материале показано влияние химического состава чугуна, скорости охлаждения отливки, условий ее питания и других факторов на образование пористости.

Исследованиями подтверждено, что для отливок из серого чугуна зона переохлаждения кристаллов и переходная зона составляют незначительную величину по сравнению с центральной зоной равноосных крупных кристаллов, которые характеризуются развитой графитной и микроскопической пористостью.

В зависимости от толщины стенки отливки и теплофизических свойств литейной формы установлены графические зависимости, позволяющие количественно оценить влияние химического состава и пористости на герметичность отливок. Показано количественное изменение значения герметичности от поверхностных слоев до центральных зон отливки (максимальная герметичность в поверхностном слое, минимальная - в средней массивной части отливки);

• исследована герметичность уральских литейных чугунов (нижнетагильский, алапаевский, серовский) и показана степень их влияния на герметичность литых деталей для компрессоров. Отливки, изготовленные с применением чугуна Алапаевского металлургического завода имеют более высокий коэффициент герметичности по сравнению с применением в шихте чугунов Нижне-Тагильского металлургического комбината и Се-ровского металлургического завода. Средний коэффициент герметичности соответственно равен: для алапаевского чугуна - 870 кЕГ, для нижнетагильского - 275 кЕГ, для серовского - 235 кЕГ;

• установлено, что применение в шихте передельных чугунов и стальных металлоотходов в пределах 20-35 % повышает физико-механические и герметические характеристики чугунных отливок за счет получения более дисперсной и однородной структуры;

• исследованиями показано, что отливки, полученные из чугуна, выплавленного в индукционных печах (плавки ИУ-1, ИУ-2 и др.) и полученного электрошлаковым переплавом (ЭШ-2), обладают более высокими герметическими характеристиками, чем отливки, полученные из ваграночного чугуна.

Подтверждены и дополнены данные о положительном влиянии на герметичность модифицирования и легирования чугуна. Разработаны графические зависимости влияния химического состава чугуна на герметичность отливок;

• исследованиями установлено положительное влияние на герметичность микролегирования чугуна сурьмой и оловом и определены оптимальные количества добавок: для олова 0,08-0,1 %, для сурьмы -0,150,2 %.

Улучшению структуры чугуна при добавке сурьмы способствуют объемные изменения в кристаллической решетке сплава, обусловленное большей разницей (около 30 %) в размерах атомных радиусов сурьмы и железа.

Влияние олова на структуру чугуна в значительной степени связано с его взаимодействием с железом, его распределением по границам эвтектических колоний, способствующих перераспределению кремния в металлической основе чугуна, а также объемными изменениями в кристаллической решетке, обусловленной разницей атомных радиусов олова и железа;

• изучение легирования чугунных отливок цилиндровой группы деталей компрессоров (цилиндры, блоки, головки и др.) показало, что медь, никель, хром, молибден способствуют повышению герметичности и прочности отливок. При этом установлены оптимальные соотношения в виде сбалансированных комплексных добавок этих элементов

Си+%т л -= 4 + 4,5.

Сг

В сбалансированных добавках должно содержаться 0,15-0,2 % N1, 0,5-0,8 % Си. При этом медь может частично заменяться 0,3-0,5 % №. Положительное влияние на структуру чугуна оказывает добавка 0,08-0,1 % титана.

В опытных плавках показано, что в целях снижения пористости, рыхлот и склонности отливок к надрезам, содержание фосфора должно быть в пределах 0,2-0,3 %, хрома - 0,2-0,25 %;

• существенное повышение герметичности обеспечивает модифицирование чугуна магнием, церием, силикобарием;

• изучено влияние на герметичность легирования чугунных отливок алюминием. Высокие показатели по герметичности и прочности чугуна получены при содержании алюминия 1,3-1.5 % при низком содержании углерода (2,6-2.8 %), кремния (0,6-0,8 %), фосфора (0,08-0,1 %), марганца (0,8-0,9 %) и модифицированием сплава силикокальцием.

Алюминий в структуре чугуна способствует перераспределению сил межатомных связей. Кристаллическая решетка алюминиевого феррита в более значительной степени деформирована, напряжена и упрочнена, чем кремнистого чугуна (разница атомных радиусов Ре и А1 составляет 13%, а Бе и - 6,4 %). На структуру и свойства чугуна, легированного алюминием, большое влияние оказывают тугоплавкие карбиды, являющиеся зародышами его кристаллизации и способствующие уменьшению влияния эвтектического зерна, что обеспечивает дисперсную структуру перлита и графита, их более равномерное распределение в массивных и тонких сечениях отливки;

• исследованиями установлено, что на герметичность чугуна оказывает влияние конструкция отливки. При испытании имитирующих проб выявлено, что сжимающие напряжения в стенках отливок увеличивают герметичность пропорционально их величине, а растягивающие напряжения снижают герметичность по сравнению с ненагруженными стенками отливок в 12-20 раз;

• из результатов исследования имитирующих проб видно, что отливки из ваграночного чугуна имеют более высокие внутренние напряжения, чем отливки из чугуна индукционной плавки. Это в значительной степени обусловлено структурными изменениями чугуна (феррито-перлитная структура и перлитная структура);

• подтверждено исследованиями имитирующих проб и отливок, что на величину внутренних напряжений оказывают влияние условия их первоначального нагружения (знак и величина), масштабный фактор, конфигурация отливки, физико-механические свойства чугуна в отливках и другие факторы;

• исследованиями образцов, имитирующих отливок и литых деталей компрессоров подтверждены и получены дополнительные данные, что на герметичность большое влияние оказывают технологические факторы.

Установлены зависимости коэффициента герметичности для отливок, изготовленных в различных по теплофизическим свойствам литейных формах (песчаная, оболочковая , металлическая). Отливки, изготовленные из чугуна одного и того же химического состава в металлических и оболочковых формах, имеют более высокие показатели герметичности, чем отливки, изготовленные в сухих песчаных формах. Это в значительной степени связано с высокой жесткостью литейных форм и благоприятными условиями охлаждения, влияющими на структуру и физико-механические свойства чугуна.

На основе полученных данных установлены зависимости времени охлаждения различных по толщине стенок отливок для песчаных, оболочковых и металлических форм. Изготовление отливок в серийном производстве компрессоров показало, что применение оболочковых, металлических форм, центробежной отливки и локальных холодильников в несколько раз повышают герметичность отливок по сравнению с песчаными литейными формами;

• установлена высокая эффективность регулирования структуры поверхностным микролегированием чугунных отливок методом покрытия участков литейных форм специальными пастами.

Используя эффект смачивания поверхности литейной формы жидким чугуном и соответствующий термофильтрационный режим покрытия, введением в его состав карбидообразующих (теллур) и графитообразую-щих (алюминий) элементов, представляется возможным управлять процессами кристаллизации отливок. Воздействуя на их массивные и тонкие сечения, эффективно влияя на устранение усадочных пороков и выравнивая твердость чугуна в разных сечениях отливки, достигается равномерная ее .структура;

• на отливках цилиндровой и корпусной групп компрессорных деталей показаны эффективность дождевых и щелевых литниковых систем. Разработаны методика их расчета и конструирования.

Проведены работы по использованию кремнеземных стеклоткане-вых сеток марки КС-11-ЛА и щелевых фильтров КН-11, позволяющие обеспечивать хорошую фильтрацию жидкого чугуна от неметаллических включений и повышающие качество отливок.

3. Разработана методика технологического и конструкторского обеспечения заданного уровня герметичности отливок, включающая:

• обеспечение технологичности конструкции отливок на основе прогнозирования герметичности на стадии проектирования;

• выбор способа изготовления отливки и материала литейной формы, обеспечение необходимых скоростей охлаждения различных конструктивных элементов отливки;

• обеспечение требуемой структуры чугуна в отливках и снижение уровня пористости путем применения в оптимальных пределах легирования и микролегирования алюминием, медью, никелем, хромом, сурьмой, оловом, титаном и др., поверхностного микролегирования теллуром и алюминием, модифицированием чугуна, подбором соответствующих шихтовых материалов и процессов плавки чугуна;

• соблюдение предложенных в диссертации мероприятий по обеспечению необходимой стабильности технологических процессов плавки и изготовления отливок.

4. В проведенных исследованиях и конкретных примерах повышения герметичности литых деталей из чугуна доказано, что для отливок определенной конфигурации существует комплекс технологических условий, обеспечивающих при оптимальных металлургических факторах наибольшую вероятность получения заданных параметров по их герметичности ,что способствует повышению их надежности и долговечности изделий в условиях эксплуатации.

5. Разработанный комплекс мероприятий внедрен на конкретных отливках цилиндров, блоков, корпусов, картеров компрессоров, что позволило снизить брак по негерметичности на 55-60 %. По данным отраслевого института ВНИИТЕХМАШ внедрение разработок, изложенных в работе, обеспечило по заводам отрасли экономический эффект 467 тыс. руб. (в ценах до 1990 г.). Полученные результаты используются в холодильном, насосном, моторном машиностроении и других предприятиях машиностроительного комплекса.

1. Пивоварский Е. Высококачественный чугун. Т.1, 2. М.: Металлургия, 1965. 1184 с.

2. Бочвар А. А. Исследование механизма и кинетики кристаллизации сплавов эвтектического типа. М.: ОНТИ, 1935. 81 с.

3. Бочвар А. А., Свидерская В. А. //Литейное производство. 1940. № 11. С. 9-11. №12. С. 6-8.

4. Бочвар А. А., Свидерская В. А. //Известия АН СССР. 1947. № 3. С. 27-32.

5. Куманин И. Б. Вопросы теории литейных процессов. М.: Машиностроение, 1976. 218 с.

6. Ланда А. Ф. Основы получения чугуна повышенного качества. Состав, структура, термообработка. М.: Машгиз, 1960. 239 с.

7. Леви Л. И., Кантеник С. К. Литейные сплавы. М.: Высш. шк., 1967. 372 с.

8. Гиршович Н. Г. Чугунное литье. М.: Металлургиздат, 1949.708 с.

9. Гиршович Н. Г. Кристаллизация и свойства чугуна в отливках. М.-Л.: Машиностроение, 1966. 562 с.

10. Горшков А. А. Отливки для металлургического оборудования. М.: Машгиз, 1947. 283 с.

11. СмирновА. И., Сотников А. А. О герметичности серых чугунов для отливок гидравлических систем//Литейное производство. 1964. № 4. С.25-27. №6. С. 18-22.

12. Сотников А. А. Исследование герметичности серых чугунов. Дисс. канд. техн. наук. Одесса, 1964. 154 с.

13. Челушкин Э. К. Исследование влияния металлургических и технологических факторов на повышение герметичности для сложных отливок. Дисс. .канд. техн. наук. М., 1967.158 с.

14. Тимофеев А. А. Исследование герметичности чугунных отливок в зависимости от плотности и пористости чугуна. Автореферат дисс. канд. техн. наук. М., 1955. 20 с.

15. Автомонов И. В. Исследование условий повышения герметичности и износостойкости чугунных цилиндров воздушных компрессоров.

16. Гиршович Н. Г., Нехендзи Ю. А. Влияние модифицирования на кристаллизацию сплавов//Литейное производство. 1961. № 5. С. 18-20.

17. Рыжиков А. А. Теоретические основы литейного производства. М.: Машгиз, 1961. 147 с.

18. Горшков А. А., Рабинович Е. И. Поверхностное легирование стальных отливок. Свердловск: Машгиз, 1950. 60 с.

19. Богачев И. Н. Металлография чугуна. М.-Свердловск: Машгиз, 1962. 392 с.

20. Хворинов Н. Затвердевание отливок. М.: Иностр. литература, 1955. 141 с.

21. Куманин И. Б. Формирование структуры и свойств литого сплава в процессе затвердевания отливок//Проблемы металлургии. №З.М„ 1968.160 с.

22. Гиршович Н. Г., Иоффе А. Я., Еремин В. М. Обеспечение герметичности отливок из чугуна с пластинчатым графи-том//Литейное производство. 1976. № 6. С.9-11.

23. Баландин Г. Ф. Формирование кристаллического строения отливок. М.: Машиностроение, 1965. 255 с.

24. Клочнев Н. И. Литейные свойства чугуна. М.: Машиностроение, 1968. 132 с.

25. Вейник А. И. Расчет отливки. М.: Машиностроение, 1964.402 с.

26. Малиночка Я. Н. Фазовые состояния и внутрикристалли-ческая ликвация кремния в сером чугуне//Литейное производство. 1959. № 1.С. 11-14.

27. Бунин К. П., Малиночка Я. Н., Таран Ю. Н. Основы металлургии чугуна. М.: Металлургия, 1969. 414 с.

28. Кацюбинский О. Ю. Коробление чугунных отливок от остаточных напряжений. М.: Машиностроение, 1965. 176 с.

29. Гетьман А. А. Качество и надежность чугунных отли-вок//Под ред. Б. Б. Гуляева. М.: Машиностроение, 1970. 224 с.

30. Гольденберг Л. И. О качестве доменных литейных чугу-нов//Литейное производство. 1958. № 9. С. 7-9.

31. Баринов Н. А. Влияние шихтовых материалов и топлива , применяемых при плавке в вагранке, на качество получаемого чугу-на//Развитие ваграночного процесса. М.: Машгиз, 1961. С. 14-36.

32. Леви Л. И. Связь между свойствами доменного чугуна и чугуна в отливках/УПроблемы металлургии. №4. М.: Меташтургиз-дат, 1968. С. 21-46.

33. Сравнительная оценка литейных чугунов Урала/В. П. Чер-нобровкин, А. А. Ананьин, А. А. Добрыдень, А. В. Кайбичев // Литейное производство. 1961. № 5. С. 8-11.

34. Чуркин Б. С. Основы теплофизики литейных процессов. Екатеринбург: СИПИ, 1992. 183 с.

35. Аравин В. Н., Нумеров С. Н. Теория движения жидкостей и газов в недеформированной среде. М.: Гостехиздат, 1953. 175 с.

36. Рабинович Б. В. Введение в литейную гидравлику. М.: Машиностроение, 1966. 423 с.

37. Храпковский Э. Я. Структура и прочность тонкостенных отливок из серого чугуна. М.: Машиностроение, 1965. 116 с.

38. Сравнительное исследование свойств чутунов, выплавленных в индукционных печах и вагранках//Под ред. Н. Г. Гиршови-ча. Вильнюс: Минтис, 1972. 136 с.

39. Комиссаров В. А., Рева Т. М., Дибров И. А. Повышение качества отливок модифицированием и микролегированием серого чугуна//Сб. НИИМАШ, серия С-Х-Г. М., 1968. 44 с.

40. Шаламов В. А. Комплексные модификаторы//Литейное производство. 1972. № 9. С. 38.

41. Riposan J., Tudor G. Druckdicht heit von Gisseisen mit Lamellengraphit, Gisseisen mit Vermiculargraphit und Gisseisen mit Kugelgraphit/Giesserei-Praxis. 1982. № 9. s. 135-140.

42. Куртов И. Ф., Платонов Б. П. Повышение качества отливок блоков цилиндров автомобильного двигателя. М.: ЦБТИ автомобильной промышленности, 1959. 35 с.

43. Москалев И. Н. О возможности использования низкокремнистых литейных и передельных чугунов для ваграночной плавки//Сб. «Вестник Харьковского политехнического института». № 4. Харьков, 1965. С. 32-35.

44. Дрейзин Л. С. Повышение герметичности чугунных отливок микролегированием теллуром. Свердловск: Средне-Уральское ЦБТИ, 1969. №42, 43. С.1-7.

45. Voros Elsa Einfluss von Spurenelementen auf die Eigenschaften von Gusseisen mit Lamellengraphit// Gissereitechnik. 1970. 16. № 1. S. 28-33.

46. Чуркин Б. С. Теоретические основы литейных процессов. Свердловск: Свердл. инж.-пед. ин-т, 1991. 200 с.

47. Дрейзин Л. С., Шумаков А. П. Механизация производства литья в оболочковые формы. Свердловск: Средне-Уральское ЦБТИ, 1966. №336. С. 1-3.

48. Доценко П. В., Иванова Л. А., Доценко А. П. Влияние сурьмы на плотность серых чугунов//Сб. «Пути повышения качества и экономичности литейных процессов». Одесса: Совпин, 1994. С. 52-55.

49. А. с. 173119 СССР, МКИ3 В 22 D 18/06. Дрейзин Л. С. Покрытие для литейных форм. Опубл. 05.08.72, Бюл. № 8.

50. Чернобровкин В. П. Комплексный метод исследования свойств металлов//Литейное производство. 1957. № 5. С. 22-25.

51. А. с. 1088199 СССР, МКИ3 В 22 D 18/06. Порхунов Р. В., Дрейзин Л. С., Брилах H. М. Отвердитель для формовочных и стержневых смесей. Опубл. 14.04.83, Бюл. № 12.

52. Вейник А. И., Волков Ю. А. Поверхностное легирование отливок//Сб. «Повышение качества и надежности литых деталей». Свердловск, 1971. С. 32-34.

53. Михайлов А. М., Серебряков М. И. Поверхностное легирование фасонных отливок//Литейное производство. 1975. № 6. С. 912.

54. Гончаров А. Е. Электрохимическое восстановление ванадия, титана и магния из оксифторидных расплавов в жидкий чугун. Автореферат дисс. канд. техн. наук. Свердловск, 1971. 21 с.

55. Фурман Е. Л., Савичев А. Л., Митрофанов M. Н. Изучение проникновения расплавов в легирующие пасты в неизотермических условиях//Известия вузов. Черная металлургия. 1985. № 4. С. 154155.

56. Дрейзин Л. С. Центробежная отливка гильз для компрессоров высокого давления. Свердловск: Средне-Уральское ЦБТИ, 1969. № 2106. С. 1-4.

57. Любченко А. П., Шерман Д. Г. Модифицированный чугун комплексными добавками// Литейное производство. 1967. № 1.1. С. 10-12.

58. Иванова Л. А., Прокопович И. В. Влияние графитовых включений на герметичность серых чугунов // Литейное производство. 1997. № 2. С. 7-9.

59. Дрейзин Л. С. Улучшение качества отливок для компрессоров. Свердловск: Средне-Уральское ЦБТИ, 1977. № 8477. С. 1-4.

60. Балин В. С., Дрейзин Л. С., Агапова Л. И. Получение чугунных отливок с применением силикобариевой лигатуры при ваграночной плавке// Сб. «Совершенствование технологии плавки и повышение качества чугуна». М.: ЦНИИТЭТЯЖМАШ, 1980. № 980-19. С. 1-4.

61. Петриченко А. М., Солнцев Л. А., Молый А. Ф. Влияние добавок олова на свойства чугуна с шаровидным графитом // Технология и организация производства. Киев, 1972. № 6. С. 77-80.

62. Высокопрочный чугун с вермикулярным графитом/

63. H. Н. Александров, В. В.Андреев, А. Я. Черепов, В. Н. Носков. М.: ВНИИТЭМР. Сер .4, вып. 3. 1986. 64 с.

64. Александров H. Н., Мильман Б. С., Андреев В. В. Совместное влияние Mo, Ва и РЗМ на структуру и свойства чугуна// Литейное производство. 1977. № 1. С. 4-5.

65. Иванова Л. А., Прокопович И. В., Коспревич П. В. Повышение герметичности литых радиаторов// Литейное производство. 1996. № 7. С. 7-9.

66. Parent Simone, Morgerie Jenn-Claude. Etude des propriétés métallurgiques des foutes nenkes// Foundry. 1972. 27. № 308. S. 3-13.

67. Бобро Ю. Г. Алюминиевые чугуны. Харьков, 1964. 195 с.

68. Петриченко А. М. Теория и технология кокильного литья. Киев: Техника, 1967. 249 с.

69. Отчет по научно-исследовательской работе по повышению качества литейного чугуна. Череповец, 1990. 65 с.

70. Коган Л. Б., Горбульский Г. Ф. Литье деталей мелкосерийного и серийного производства в металлические формы. М.: НИИМЕТ, 1967. 58 с.

71. Дрейзин Л. С., Шейнфельд А. С. Методы исправления отливок компрессорных машин, не выдержавших испытания на герме-тичность//Сб. «Улучшение качества и снижение себестоимости литья». Одесса: НТОМАШПРОМ, 1971. С. 31-38.

72. Дрейзин Л. С., Сотников А. А., Челпанов В. В. Структура, физико-механические и герметические свойства чугуна//Сб. «Новейшие достижения в кокильном литье». Одесса, 1971. С. 180-186.

73. Герасимов А. В., Андреев В. В. Циклическая прочность низколегированных чугунов с различной формой графита//Литейное производство. 1983. № 8. С. 31.

74. Дрейзин Л. С., Репин А. А. Опыт изготовления оснастки для литья в оболочковые формы. М.:ГОСИНТИ, 1967. № 6-67829/224. 10 с.

75. Поручиков Ю. П., Буньков Ю. Л. Некоторые вопросы структурообразования в отливках из серого чугуна при центробежном литье//Сб. «Термодинамика и физическая кинетика структурообразования в стали и чугуне». Вып. 3. М.: ОНТИ ВНИИТЕХМАШ, 1967. С. 144-148.

76. Получение герметичных чугунных отливок гидроаппаратуры/Я. Б. Айзенштейн, А. В. Белиловский и др. М.: НИИМАШ, 1973. Серия С-Х-2.

77. Дрейзин Л. С., Сотников А. А. Отчет о НИР по повышению герметичности ответственных отливок из чугуна. Свердловск, 1969. 126 с.

78. Грузный И. В., Белов В. И., Десницкий В. В. Установка для исследования герметичности сплавов методом измерения нате-кания газа через образец//3аводская лаборатория. 1968. № 11. С. 1392-1393.

79. Никитин В. И. Новые литейные технологии с использованием явления наследственности//Литейное производство. 1997. № 5. С. 12.

80. Дрейзин Л. С. Влияние некоторых факторов на герметичность отливок из серого чугуна//Сб. «Прогрессивные технологические и подготовка кадров для литейного производства». Екатеринбург: Изд-во Урал. гос. проф.-пед ун-та, 1998. Вып. 3. С. 42-55.

81. Непрерывное литье чугуна/О. А. Баранов, Б. Г. Ветров, . В. Б. Поль и др. М.: Металлургия, 1968. 336 с.

82. РТМ 26-03 «Технологические процессы литейного производства». СКБ-КХМ. М., Одесса, 1979. 46 с.

83. Леках С. Н., Бестужев Н. И. Внепечная обработка высококачественных чугунов в машиностроении. Минск: Выш. шк., 1992. 266 с.

84. Сорокин В. И., Рябов А. В. Возможности совершенствования литейных свойств доменных передельных чугунов//Литейное производство. 1997. № 5. С. 28.

85. Чайкин В. А. Ткаченко В. М. Оптимизация состава чугуна с пластинчатым графитом//Литейное производство. 1990. № 5. С. 2425.

86. Жуков А. А. Некоторые вопросы теории графитизации железо-углеродистых сплавов//Известия вузом. Машиностроение. 1961. №Ю. С.131-142.

87. Неижко И. Г. Внутреннее строение графита и металлической основы чугуна//Литейное производство. 1964. № 2. С. 25-26.

88. РоЫ Dieter. Uber die Festigkeitseigenschaften von Gusseisen //Giessereiforschung. 1967. 19. №4. S. 191-196.

89. Henke F. Chrom in niedriglegierten granen Gusseisen // Gi-esserei-Prax. 1968. №17. S. 353-371.

90. Поручиков Ю. П., Филинков M. Д. К вопросу влияния некоторых технологических факторов на механические свойства центробежных отливок//Труды юбилейной научной сессии. Курган, 1968. С. 216-226.

91. Ясногородский В. И., Мурзин С. Ф., Дрейзин Л. С. Новый метод контроля химического состава и свойств чугуна. М.: ГОСИН-ТИ, 1965. № 2-65-862/89. С. 1-12.

92. Дрейзин Л. С. Легковыбиваемый податливый металлический стержень для отливки цилиндров. М.: ГОСИНТИ, 1963. № 1584/64. С. 1-8.

93. Анисимова Г. С., Горфинкель В. М. Дрейзин Л. С., Май-данчик Б. И. Технико-экономический расчет оптимального состава ваграночных шихт методом «последовательного улучшения плана». М.: ГОСИНТИ, 1964. № 14-64-278/7. С. 27-31.

94. Ерохина Л. С., Батышев А. И. Применение математических методов и ЭВМ в литейном производстве//Литейное производство. 1976. №8. С. 1-2.

95. Stefanescu D. M. Einfluss des Bariumgehaltes im pftmttel auf Gefude und Eigenschaften von Gusseisen mut Lamellen graphit // Gi-esserei-Prax. 1971. № 8. S. 315-319.

96. Асташкевич Б. M., Дуковский JI. M. Центробежное литье маслот для поршневых колец//Литейное производство. 1997. № 11. С. 11-12.

97. Percheron Jean-Clande, Spetier Lonis. A new alloy forte treatment of cast iron (англ. патент kC7A (С 22 С 39/44) № 1265601. Опубл. 01.03.72).

98. Александров H. H., Мильман В. С. Новый бариевый модификатор серого чугун а//Литейное производство. 1978. № 6. С. 1012.

99. Шитиков В. С. Применение силикобария при производстве чугунных отливок//Литейное производство. 1978. № 8. С. 16-18.

100. Разработка и внедрение технологии модифицирования чугуна комплексным модификатором с целью снижения брака отливок/Ютчет о НИР 79.79.7.990-2, ЦНИИТЯЖМАШ-УКЗ. Свердловск, 1979. 43 с.

101. Воячек И. И., Бобылев Ф. К. Влияние химического состава чугуна на пористость отливок цилиндровых втулок для дизе-лей//Инф. листок № 3. Пенза, 1968. С. 4.

102. Markow L. W. Using ultrasonic testing as a foundry tool//Foundry. 1967. 95. № 6. 74-79.

103. Kipka Siegfried, Pursian Gunter. Beitrag zum Bestimmung der Zugfestigkeit bei grauem Gusseisen durch Ultraschall// Giessereitechnik. 1967. 13. № 12. 373-376.

104. Васильев Е. А. Отливки из ковкого чугуна. М.: Машиностроение, 1976. 239 с.

105. Френкель М. И. Поршневые компрессоры. Л.: Машиностроение, 1969. 744 с.

106. Рихтер Р. Конструирование технологичных отливок. Пер. с нем. под ред. Б. В. Рабиновича. М.: Машиностроение, 1968. 255 с.

107. Борисоглебский А. И., Кузьмин Р. В. Судовые компрессорные машины и установки. Л.: Судостроение, 1972. 255 с.

108. Скарбинский М. Конструирование отливок / Под ред. Ю А. Нехендзи и Соколова A. H. M.-JL: Машгиз, 1966. 574 с.

109. А. с. 1132627 СССР, МКИЗ В 22 D 18/06. Мембранный блок компрессора/Е. М. Коламыцев, Л. С. Дрейзин и др. Опубл. 14.06.1984, Бюл. № 9.

110. Володин В. И., Голод В. М. повышение точности отливок и эксплуатационной надежности литых деталей. Одесса: НТО МАШПРОМ, 1975. 157 с.

111. Дрейзин JI. С. Исправление пороков отливок пропиткой //Сб "Опыт применения пластмасс в литейном производстве». М.: ГОСИНТИ, 1964. № 1-64-818/18. С. 3-10.

112. Фундатор В. И., Леви Л. И., Серебряков В. В. «Фиром-процесс» новый метод тонкой очистки расплава в литниково-питающих системах//Литейное производство. 1976. № 1. С. 1-3.

113. Дрейзин Л. С. Исправление пороков в чугунных отливках пропитка негерметичных отливок. Свердловск: Средне-Уральское ЦБТИ, 1966. № 138. С. 1-7.

114. Шляпин В. Н. Номограмма для расчета минимальной площади сечения в литниковых системах//Литейное производство. 1988. №8. С. 12.

115. Дрейзин Л. С. Литниковые системы со стеклотканевыми фильтрами. Свердловск: Средне-Уральское ЦБТИ, 1977. № 83-77. С. 1-4.

116. Дрейзин Л. С. Прогрессивная технология основа стабильности, качества и эффективности производства//Химическон машиностроение. 1977. № 3. С. 4-6.

117. Новые литниковые системы для отливок из серого чугу-на//Технический отчет по НИР 0558-90-111-05. Одесса-СКБ КХМ, 1990. 58 с.

118. Гусев Е. А., Карпельсон А. Е., Потоков В. Н. Ультразвуковой и рентгеновский контроль отливок. М.: Машиностроение, 1990. 207 с.

119. Вейник А. И. Техническая термодинамика. Основы теплопередачи. М.: Металлургия, 1965. 376 с.

120. Лыков А. В. Тепломассообмен. М.: Энергия, 1978. 480 с.

121. Пустыльник Е. М. Статистические методы анализа и обработки наблюдений. М.: Наука, 1968. 188 с.

122. Металлы. Методы механических и технологических испытаний. М.: Госстандарт, 1970. 303 с.

123. Свойства элементов. 4.1. Физические свойства. Справочник. 2-е изд. М.: Металлургия, 1976. 600 с.

124. Адлер Ю. П., Маркова Е. В., Грановский Ю. В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука, 1976. 279 с.

125. Зайдель А. Н. Ошибки измерения физических величин. Л.: Наука, 1974. 106 с.

126. Бронштейн И. Н., Семендяев К. А. Справочник по математике. М.: Наука, 1986. 544 с.