автореферат диссертации по металлургии, 05.16.04, диссертация на тему:Разработка и исследование способа литья по газифицируемым моделям с локальным регулируемым отводом продуктов деструкции

РГ6 од

1 п ДПР КИЕБСКИ.1 ПОЛИТЕХЗШЕШЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи

КАСПЕРОВИЧ Галина Васильевна

УДК 621.74.045

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ СПОСОБА ЛИТЬЯ ПО ГАЗИШИРУЕШМ МОДЕЛЯМ С ЛОКАЛЬНЫМ РЕГУЛИРУЕМЫМ ОТЕОДОМ ПРОДУКТОВ ДЕСТРУКЦИИ

Специальность 05.15.04 - Литейное производство

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

КИЕВ - 1993

Работа виполн^на т. Одесском политехническом институте на кафедро "Машины и технологии литейного проиэьодстха".

Научный руководитель - доктор технических наук,

профессор Иванова Л.А.

Офишальние оппоненты! доктор технических наук,

профессор Колотчло Д.Ы.

кандидат технических наук, доиент Дробязко В.Н.

Ведущее предприятие: Одесский литейный завод

"Центролит"

Защита диссертации состоится " »¿?/7р<?/7 Я 1ЭЭЗ г.. в 15.00 часов на заседании специализированного Совета К 068,14Л инженерно-физического факультета Киевского политехнического института по адресу: "

252056, г.Киев, пр,Победы, 37, КПП, инженерно-физический

Факультет.

Баш отзывы в 2-х экземплярах, заверенные гербовой печатью, просьба присылать по указанному адресу, С диссертацией ьшно оз> накопиться в библиотеке института,

Авторефера. разослан » ^ " 1993 г, '

Ученый секретарь

специализированного Совета, к.т.н.

слЫ В.Н.Писаренко

ОНИАЯ ХАРАКТЕГПСТККА РАБОТЫ

Актуальность ггооЛлемн. Способ литья по газифицируемым моделям (ЛИ) является одшш из наиболее перспективных процессов современного литейного производства, т.к.обеспечивает большую свободу проектирования отливок за счет снятия ограничений, накладываемых формой'а стержнем по уклона?.!, разъемам, габаритам и т.п. Благодаря приложению вакуума к форме при заливке процесс нашел продымленное применение во всех индустриально развитых странах мира.

Однако наряду с большими возможностями процесс имеет существенные недостатки, из-за которых затрудняется получение отливок требуемого качества и возникают проблемы санитарно-гигиенического и экологического характера. Жесткие.технологические требования по зе-лквке, необходимость обшего длительного вакуумироЕания формы требуют наличия сложного дорогостоящего оборудования, которое обеспечило бы нормаль ну и заполняемость формы. Выделение в окружают}в среду и в формовочный материал до В0% продуктов деструкции пенополи-стяролоБых моделей и отсутствие малогабаритного и экономичного обо-' рудовакия для их нейтрализации определяют низкую экологическую чистоту процесса. Л в результате проникновения продуктов деструкции в расплав в теле отливки возникают специфические дефекты.

пднмл из возможных путей решения этих проблем является принципиально новый подход к управлению процессом литья и локализованного вывода из литейной формы продуктов разложения пеномодели.

1'ольм ттсггеттшиониой работы является повышение качества снижение себестоимости отливок, получаемых по газифицируешь моделям, и разработка эффективного способа улучшения экологической чистоты процесса.

Для достижения указанной цели в диссертационной работе решались следующие задачи:

1. Исследование условий создания системы локального регулируемого отвода продуктов деструкции из полости "модель-расплав".

2. Разработка газонепроницаемых противопригарных покрытий на пеномоделях, препятствующих проникновению продуктов деструкции в формовочный песок и повышающих качество отливки и поверхности литья.

3..Исследование и оптимизация параметров процесса формообразования яра ЛГМ и локально регулируемого давления газов.

4. Создание системы автоматического регулирования величиной давления газов в образующемся зазоре между расплавом и газифицируемой моделью в процессе заливки.,

5. Разработка технологического процесса ЛГМ с локальным регулируемом отводом продуктов деструкции, обеспечиктавего получение

*

качественных отливок, снижение их себестоимости и экологическую чистоту процесса.

Автор зашишает следующие научные положения:

1. Система локального регулируемого давления и отвода продуктов деструкции при ЛГМ обеспечивает условия повышения качества отливок и экологической чистоты процесса.

2. Сочетание газонепроницаемых покрытий газифицируемых моделей с газоотводными каналами создает основу схемы локализации парообразных продуктов деструкции в виде тяжелых углеводородов в фильтрах или отстойниках и полное дожигание водорода и легких углеводородов до выхода в окружающую среду.

3. Аналитический расчет и результаты химического анализа продуктов деструкпки определяют условия реализации конструкторско-технологического решения экологически чистого способа ЛГМ.

Научная новизна тшботн заключается в следующем:

1. Предложена принципиально новая схема регулирования давления и локального отвода проектов деструкции из формы при ЛГМ -

.. ДИВ-процесс.

2. Разработаны условия оптимизации давления паро- и газообразных продуктов деструкции в зазоре "заливаемый метапл-деструги-;?уемая модель" и основы расчета газоотводяшей системы для полкой утилизации образующихся веществ.

3. Впервые обоснована целесообразность нанесения на пеномо-дели негазопроницаемых покрытий, которые в сочетании с системой газоотводных каналов повышают качество отливок и полностью исключают загрязнение песка и окружавшей среда вредными вещества:.®.

4. Предложена методика аналитического исследования температурных полей в .¿орме при ЛГМ для условий автоматического регулирования давления при заливке, что-обеспечивает вариационные вычис- ■ ления температур для различных сплавов и конфигурации отливок.

Практическая ттеннооть результатов работы обусловлена тем, что новый способ литья, устройства для его осуществления и противопригарные покрытия прошли успешную апробацию на Одесском литейном заводе "Центролит" и опытном заводе 1Ш0 НИИСЛ пря получении сложных отливок из серого и.высоколегированного чугуна, Разработанный комплекс опытно-промышленных устройств прост в исполнении, для широкого промышленного внедрения ДИВ-процесса не требуется больших капитальных затрат и производственных площадей. Расчет экономической эффективности для условий- Одесского литейного завода "Иентролитг показывает, что применение нового способа обеспечит по сравнению с литьем в вакуумируемые формы снижение единовременных затрат в •' 13,5 pas, текущих эксплуатационных расходов - в 5,5 раза. Годовой

экономический эффект составляет более 300 тыс.руб.при выпуске 7000 т чугуна при общем упрощении процесса и значительном повышении экологической чистоты процесса (в ценах 1989-90 г.г ).

Апробация работы. Материалы диссертация докладывались на республиканских научно-технических конференциях "Пути повышения качества и экономичности литейных процессов" в Одессе (1988, 90, 92 г.г.). Всесоюзной молодежной конференции в Донецке (1991 г.), юбилейной научно-практической конференции НПО ШКСЛ в Одессе (1991 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 работ в научно-технических сборниках и получено 2 авторских свидетельства.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, списка литературных источтпсов и приложений. Расота изложена на 125 страницах машинописного текста, содержит 40 рисунков, 19 таблиц , список литературы из 104 наименований.

Во введении обоснована актуальность работы, сформулирована цель, научная новизна и практическое значение работы.

Р. петаой гла~яв проведен анализ основных характеристик существующих способов литья по газифицируемым моделям,тенденции и проблемы развития, рассмотрены условия формирования контактной границы модель--рг зплав, основные противопригарные покрытия,применяете при литье по газифицируемым моделям. Сформулированы задачи исследования.

Во второй главе наложены методигл исследовашш. Определение заглсимости свойств противопригарных покрытий и возможности их уп-ра чления от весового состава компонентов проводилось на основе экспериментально-статистического моделирования с расчеташ-коэфбициен-тез модели по прикладным программам на ЭВМ для трехфакторной ситуации. Физико-механические свойства противопригарных покрытий,таких как седиментаяионная устойчивость,плотность,дисперсность наполнителя,прочность и др. определялись на базе стандартных и специальных методик, разработанных применительно к задачам исследования. Для определения газопроницаемости покрытий использовали прибор типа LPik± (Польша) с сильфонным манометром. Расчет количеств и фазовых составов ' продуктов разложения пенополистироловых моделей определяли с использованием газовых законов для различных температурных режимов. Концентрацию паров тяжелых углеводородов в воздухе определяли по методике, основанной на реакции нитрования ароматических углеводородов.

В третьей главе рассмотрено влияние параметров заливки на условия формирования отливки, разработана математическая модель процесса литья. Поставленная физико-математическая задача решена мето-

t '

да,oí минимизации. Рассмотрены теоретические основы возможности и целесообразности осуществления литья по газифицируемым моделям с локальным регулируемым отводе..! продуктов деструкции. Разработан алгоритм расчета температурных полей при заданных тепловых и гидродинамических параметрах литья, обеспечивающий возможность проведения вариационных вычислений с использованием ЭВМ.

В четвертой главе предлагается к рассмотрению способ литья по газифицируемым моделям с локальным регулируемым отводам продуктов деструкпли - В-Ш-процесс. Разработана система автоматического поддержания по ходу заливки давления газов в зазоре между металлом и газифицируемой моделью с обеспечением нормальных условий заливки и равномерного локализованного вывода продуктов деструкции. Рассмотрены основы технологического расчета ДИВ-процесса, разработаны опытно-промышленные устройства д ля'.практической -реализации способа.

Пятая глава посвящена противопригарным покрытиям при литье ДИВ-процессом. Теоретически и экспериментально обосновано применение газонепроницаемых покрытий на основе поливинилового спирта я фосфатных связующих. Разработано новое связующее для противопригарных покрытий с использованием железистого кека-отходов гадрометаллурги-ческого производства.Оптимизированы компонентные составы противопригарных покрытий для получения еысоких служебных характеристик.

В шестой главе рассмотрены результаты промышленной апробации способа и опытно-промышленных устройств дня его осуществления, проведен анализ экологических замеров.

' СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Анализ существующих способов литья по газифицируемым моделям (ЛГМ) во всех его разновидностях (литье в магнитные, вакуумз*руемые или традиционные разовые форглы и формы из сыпучих наполнителей с гравитационной залпвкой и под низким, давлением и др.) определил следующие их недостатки: загрязнение рабочего пространства и окружающей среда вредными веществгж, образование специфических дефектов в отливках и металле, удорожание литья из-за необходимости затрат на вакуумирование форм, наличие оборудования, обеспечивающего нормальную заполняемость форм, сложное вентиляционное оборудование для обеспечения рабочих мест и регенерации песка и др. Кроме того, способы ограничиваются технологическими возможностями ввиду наличия целого ряда жестких требований, в тем числе: по получению массивных отливок и применению плотного материала из-за образования большого количества газов н .паров, которые не успе-

/

вают отфильтровываться через песок; по состав," и свойствам противопригарной краски, которая, с одной стороны, должна быть плотной для получения хорошей поверхности отливок, а, с другой стороны -пористой, чтобы сдерживать отвод продуктов деструкции;

- необходимость тщательного вибрационного уплотнения песка, ■так как в противном случае неплотные места под действием вакуума могут превращаться в пустоты, приводящие к нарушению геометрии отливок;

- необходимость значительного перегрева металла с целью максимальной газификации материала модели,так как для удаления продуктов деструкции есть лишь один путь - фильтрационный отеод через краску и песок и др.

Общим недостатком литейных форм, осуществляющих традиционные способы ЛГМ является отсутствие в их составе устройств для регулирования давления над заливаемым металлом и системы отвода продуктов деструкции, обеспечивающей экологическую чистоту процесса.

Для повышения экологической чистоты процесса и качества отливок прк литье по газифицируемым моделям, снижения себестоимости литья и расширения технологических возможностей был рассмотрен новый способ литья с локальным регулируемым :отводом продуктов деструкции, который заключается в том, что отеод продуктов деструк-■ гаи пеномоделей осуществляется непосредственно из полостей зата-Еаеыых отливок (моделей) через систему каналов и с помощью специального устройства, позволяющего регулировать давление газа над жидким металлом по заданному закону (см.диаграмму - рис.1). ■ Процесс был назван - "ДИВ", так как за время заливки "давление инвертируется на вакуум".

Наличие сквозной системы полостей от стояка и до выхода за пределы формы обеспечивает организованный и целенаправленный от-• вод продуктов деструкции .без загрязнения песка. Низкий вакуум в самом начале заливки обеспечивает захват в систему отвода тех паров и газов, которые образуются в результате деструкции материала элементов литниковой системы (период ^ заполнения литниковой системы, рис.1). Тем самым исключается Еыброс вредных веществ через 'стояк, который в начальном периоде заливки мало заполнен металлом. В основном периоде заливки в стояке имеется некоторый столй жидкого металла, обеспечивающий напор для заполнения полостей отливки. Эталу напору несколько противодействует, но уступает'избыточное давление газа, которое непрерывно изменяется с помощью

регулгтора по заданному значении ила по закону изменения во времена. Эхо давление превышает сжимающее воздействие песка на'проти-пригарную краску, чем обеспечивается устойчивость формы и строгое соблюдение геометрии отливки. Избыточные пары и газы (сверх необходимого количества дая создания давления) выпускаются из формы в систему их очистки и утилизации. Жидкие и твердое продукты деструкции в конечном счете вынимаются металлом в ту не систему отвода. Кратковременный вакуум в коше залшащ- период П^ необходим для их удаления из формы.

Процесс зэлиеки в ДИВ - процессе оказывается саморегулирующим. При этом снимаются жесткие требования по целому ряду пароме ров,-например, скорости заливки, температуре расплава, плотности материала модели и др. Если в традиционных способах эти параметры регламентируются, то в предлагаемом их монно менять в достаточно широких пределах. Например, резкое увеличение скорости заливки, использование более горячего расплава, случайная установка модели с завышвнпой плотностью - все зти случаи связаны с возрастанием удельного количества продуктов деструкции, п в традиционных способах приводят к нарушению процесса, браку отливок, неудовлетворительной экологической обстановке и даже возможности выброса нид-, кого металла. А в ЖВ - процесое регулятор давления обеспечит большую степень открывания выходной задвижки, т.е. выпуск большего количества паров и газов и удержание давления в/полости на тре-'' буемом уровне. В случаях, по сффекту противоположным приведенным," т.е. сопровождающихся снижением эффективности процесса, регулятор давления будет его стабилизировать так, чтобы сохранить необходимое давление, сЗеспечиваицее условия неразрушения формы.

При этом устраняется необходимость вакуукирования форг.ш в целом, что расширяет,технологические возможности, уменьшает энергетические затраты, упрощает конструкцию оборудования. В отличие от применяемых при литье в вакуумируемне формы контейнеров с двой-, ными стенками и вакуумными камерами, в новом способе могут практически использоваться обычные емкости, способные удерживать песок.

При ДИВ - процессе применяются газонепроницаемые противопригарные покрытия, исключающие загрязнание песка вредными веществами. Вместе с тем газонепроницаемое покрытие повышает качество поверхности отливок, упрощает подготовку, нанесение покрасочных сос* тавов, расширяет технологические возможности. . '

В качестве противопригарных покрытий для ДИВ ~ процесса были разработаны, апробированы и рекомендуются к использованию новые

J

Рис. I. Диаграмма изменения давления при ДИВ - процессе. И - исходное состояние,начало заливки; К - конец заливки; ^ -

- петаод "заполнения литниковой системы; П, - период заполнения Фор.-,; пч - петаод конца заливки; Д - давление; В - вакуум; I -

- мэтахгсстатпческсе давление; 2 - давление песка па противопригарную краску; 3 - давление газа над жидким металлом.

оригинальные краски ва водной основе. Их компоненты выбраны с точки зрения не дефицитности, нетоксичности, относительной дешевизны, взрыво- и пожаробезэпасности. Весовые соотношения компонентов най-деш в результате оптимизации их свойств методами экспериментально-статистического моделирования с расчетами коэффициентов^ моделей по пршсладним программам на ЭВМ. Фязпко-мехакгческие свойства и технологические характеристики исследовались с применением стандартных и спецпальпо разработанных методик. Получешше результаты свидетельствуют о высоких служебных свойствах разработанных покрытий. Покрытия на основе водного растЕора поливинилового спирта с

к 10 '

наполнителями маршалит, каолин, либо даркон, графит и каолин являются наиболее простыли по изготовлению, обладают высокой прочностью, хорошей кроицей способностью и седиыентационной устойчивости), нулевой газопроницаемостью и рекомендуются для окрашивания моделей средней степени сложности при 2 - 3-х-слоНном нанесении,

Дта окрашивания простых моделей рекомендуется покрытие на основе алюмохром|юсфатного связующего, приобретающего достаточно хорошие термомеханические свойства за счет улучшенных весового состава компонентов и методики приготовления,

Дня повышения прочности, седименташлнной устойчивости, исключения отслаивания и растре скивалш покрытий на фосфатных связующих разработан их новый вариант с использованием кека - отваль • ного продукта гидрометаллургического производства, содержащего окислы Ге,М, Со, Си. Покрытие на основе алшокекфосфатного связующего с наполнителями циркон, графит и каолин создает прочную керамикоподобную корочку и рекомендуется для окрашивания ответственных моделей при I - 2-х-слойном нанесении.

Для конструкторско-технологической разработки нового способа 1 литья и установки по его реализации проведены аналитический рг- ( счет, химический анализ и определены объема продуктов деструкции, ; образующиеся при.различных условиях литья по пеномоделш. Разработана методика технологического расчета литниковой системы и оптимальных параметров при литье о регулируемым давлением газа над расплавом и локальном выводе продуктов деструкции из литейной формы. Аналитически исследованы температурные поля в форме при ЛГМ, Предложена методика пх расчета для условий автоматического регули-.рования давления при валивке, что обеспечивает возможность прове-деяия вариационных вычислений полей температур для различных заливаемых сплавов и конфигурации отливок.

С использованием оптимальных выработанных технолоигче-ких ре-синий разработана и изготовлена опытно г. промьшшенная уотановка для литья с автоматическим регулированием давления по заданному циклу и утшшзацией продуктов деструкции. На рис, 2 приведена схема, поясняющая каким образом и с помощью каких средств реализуется ДИВ - процесс, В обычном невакуумируемом контейнере I в песка 2 заформовываются пеномодели 3 вместе со стояком 4 и другими эле-мента1.ш литниковой системы. Куст моделей и все элементы литниковой системы повсеместно покрашены" противопригарной газонепроницаемой краской. В пеномоделях предусмотрены сообщающиеся газоотводные каналы 17, которые шесте с трубками 5, коллектором 6 и полыми эле-

Рис. 2. Схема ДИВ - процесса и установки локализации и утилизации продуктов деструкции.

меитсмн литниковой системы образуют единую сквозную систему, сообщающуюся с автоматизированным комплексом для отсоса и очистки продуктов деструкции. Контейнер закрыт крызкой 7, которая, в основном предназначена для противодействия всплытию металла в песке под действием ферростатячоского напора. Коллектор' 6 покрыт теплоизоляцией 8, чтобы предотвратить преждевременную конденсацию тяжелых углеводородов (стирола, толуола, бензола к др.). На коллекторе установлен мановакууметр 9 для контроле за процессом заливки.

В металлическом корпусе 10 имеется отсек с охлаждающей жидкостью (Еодо-масляная эмульсия) II, которая в замкнутом цикле перекачивается насосал 12 и разбрызгивается «ерез сорсунку 15. Для отсоса парогазовых продуктов деструкции предназначен вентилятор ш:зкого давления 13. Коьшлекс снабжен баллоном с инертным газом 14. Коллектор 6 подключается к патрубку-тройнику, который в свою очередь, соединен с тремя электромагнитными клапанами 18 и 19. К последним соответственно присоединен: регулятор давления 20 и за ним патрубок, еходяяий в жидкость, труба от баллона с инертным газом, короткий патрубок,опускающийся в пространство над жидкостью. В этом же пространстве располагаются жалюзи отбойнне листы 16. В отдельном отсеке корпуса размещен кадлеотделитель 21, на котором установлен вентилятор 13. Периоды заливки по диаграмме рис Л осушествляюггся путем попеременного переключения клапанов 18. Команды на переключение подаются от датчиков, устанавливаемых в нижних и верхних мостах пеномоделей. Перед залжкой на регуляторе давлешш 20 устанавливается положение, соотЕЭтстг-уЕщее требуемо?.^ давление для параметров данной литейной (¡оргла. Р случаях спада естественного давления газа в ,] орм-з ниже требуемого значения к системе автоматически подключается через клапан 19 инертный хаз из баллона 14. В последнем редукшшншй клапан заранее настраивается на такое же давление, как и регулятор 20. Тагам образом обеспечивается полная гарантия заданного зазеона регулирования и снимаются всякие требования к темпу заливки мотал,-а.

В результате прохождения продуктов деструкции через жидкость происходит охчаждеше паров и переход тяжелых углеводородов в конденсированное состояние. Под действием водо-масляной эмульсии сти продукты сорбируются и остаются в отсеке. Очищенные газы, состоящие из водорода, оксида углерода, метала и др. направляется на дожигание. Их использование вог:/.оыю в качестве тошшъа в печной или '¿ком агрегате.

J

13

Для промышленных испытаний способа создан комплекс устройств, вклшгшай в себя: автоматическую установку локализации и утилизации продуктов деструкции и поддержания задаваемого регулируемого давления, контейнер - литейную форму и буш-ер для формовки я выгрузки песка, С использовгяием создагаюго опытно-прсмшхтснно-го комплекса устройств была проведена апробация ДИВ - процесса на отливках прсстейаей конфигурации, что позволило отработать процесс, основы построения литниковых систем, положения, количест- . ва и сечений газоотводных каналов, коллекторов и соединительных элементов, проверить практическую работоспособность узлов экспериментальной установки, получить исходные данные для ее совершенствования, отработки и внедрения.

Дальнейшие эксперименты проводили на реальных отливках из номенклатуры Одесского литейного завода "Цзнтролит" цехов мелкого и среднего чугунного литья. Результата геометрических обмеров получаемых отливок показали, что размеры их идентичны размерам моделей, соответствуют чартеярч. Не выявлены также кривизна, подутость, перекосы я др.искажения формы. Визуальный, химический и микроскопический анализы металла получаемых отливок свидетельствовали о хорошем качестве литья, на поверхности отливок отсутствовали пригар, песчанке и газовые раковины, рыхлость,, пористость, трещины.

Проведены проглыаленшге испытания ДЕВ - процесса на сложных отливках из высоколегированного чугуна. Полученная партия отлйбок деталей износостойкого.насоса подтвердила возможность получения качественного литья способом ЛТД отливок из высоколегированного .чугуна без характерных трещин, присущих литью в песчано-гли-нистые формы. •

Для получения серийных отливок из серого и высоколегированного чугуна испытанных моделей разработаны технологические схемы, определены необходимые габариты контейнеров,рассчитаны и приводятся основные параметры по формовке, заливке и основные размеры всех элементов литниковых систем.

Для определения экологической чистоты процесса анализировались пробы воздуха на содержание паров стирола, толуола, бензола, сксида углерода.'Полученные значения концентрации веществ нэ превышали 10$ от предельно. допустимой нормы. Загрязнения продуктами деструкции формовочного песка не .наблюдалось.

■ Годовой экономэффект на примере ОЛЗ "Центролит" составит более 200 тыс.руб при общем упрощении процесса ц значительном по-' вкшении экологической чистоты (в ценах 1989 - 90 гг).

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

I. Анализ технологий ЛГМ позволил, выделить существенные недостатки процесса: низкую экологичность вследствие выделений в окруяго-щое пространство и в формовочный песок продуктов деструкции; возникновение в отливках специфических дефектов от проникновения их в расплав; отсутствие малогабаритного экономичного оборудования для нейтрализации паро-,газообразных и твердых продуктов деструкции пеномодслей; жесткость технологических требований по заливке и необходимость общего длительного вакуумирования формы.

2. Разработка технологических основ экологически чистого споссь ба ЛГМ проводилась посредством изучения возможностей реализации новой технология литья,включающей- следующие элементы: искусственное формирование но поверхности модели газонепроницаемых противо-. пригаряых покрытий,предотвращающих проникновение продуктов деструкции в формовочный песок; локальное регулирование газового режима формы на стадии заливки металла; локализация парообразных продуктов деструкции модели в виде тяжелых углеводородов в фильтрах или отстойниках и полное дожигание очищенных газов (водорода и легких углеводородов) до выхода в атмосферу цеха в специальных камерах или топочных устройствах.

3. Исследованы и оптимизированы методом статистической обработки на ЭВМ три типа противопригарных покрытий для пеномоделей. К практическому применению могут быть рекомендованы следу шие составы: а) краска на основе 53-го раствора поливинилового спирта с наполнителями:каашга и маршалит - 50 вес,#, либо циркон, графит и каслин - до 40 ъес.%;

б) краска на основе алшокекфосфатного связующего (Ж1С) с наполнителями: циркон - (20 * 25), графит - (8 + 12), каолин -

- (1 + 2). При этом АКФС содержит,вес.%-. алюминиевая стружка■-

- (3 + 5), отвальный продукт электролизного производства - желе- : зистый кек - (15 * 20), фосфорный ангидрид - (30 * 38), окись натрия - (1,5 + 2,5), остальное - вода;

в), краска с использованием алшохроыфосфатного связующего -до (20 + 25) ъвс.% с огнеупорными наполнителями,вес.55: маршалит-(55 + 65), каолин - до 2, окись натрия - (3 + 4), остальное -вода,

4. Проведен аналитический расчет, химический анализ и определенны объемы продуктов деструкции, образующиеся при различных условиях литья по пеномоделям, что послужило основой конструкторско-

-технологической разработке нового способа литья и установки по его реализации.

5. Аналитически исследованы температурные поля в форме при ЛГМ. Предложена методика ах расчета для условий автоматического регулирования давления при заливке, что обеспечивает возможность проведения вариационных вычислений полей температур для различных заливаемых сплавов и конфигурации отливок.

6. Разработана методика технологического расчета литниковой системы и оптимальных параметров при литьэ с регулируемым давлением газа над расплавом и локальном выводе продуктов деструкции из литейной формы,

?. С использованием оптимальных и технологических решений разработана и изготовлена опытно-прслышленная установка для литья с автоматическим регулированием дарения по заданному циклу и утилизацией продуктов деструкции.

8. С использованием опытно-промышленной установки в условиях Одесского литейного завода "Пентролят" проведена отливка из серого чугуна деталей типа "башмак нижний","корпус" и салазки" массой 18, II и 14 кг соответственно. Отливки, полученные по новой технологии нэ тлели специфических дефектов (пригар, коксогазовые раковины, пористость и др.). Результаты химического и микроскопа ческого анализа и геометрических обмеров свидетельствовали о хорошем качестве литья. Апробация процесса на фасонных отливках из чугуна типа "корпус редуктора" массой 260 кг и других подтвердил! выводы о качестве литья, достигнутые для лростых отливок и позво^ лила убедиться в правильности разработанных хонструкторско-техно-логических решений по новому способу литья,

9. Изготовлена партия отливок для насосов из высоколегированного чугуна типа ИЧХ25НГ, которая является новой номенклатурой для литья по ценомоделям. Отливки.не имели специфического дефекта -трещин, которые возникают в традиционном литье в песчано-глинис-тые формы.

10. Анализ результатов отбора проб воздушной среды,взятых в цехе 013 "Центролнт" при новой технологии литья на содержание стирола, толуола, бензола, оксида углерода показал их соответствие санитарнш нормам для литейного производства: содержание вредных для здоровы человека веществ на разных стадиях литья не превышало предельно допустимой концентрации. При традиционном литье в вакуумируемые формы до 60$ продуктов деструкции кокде.хи-

руется в формовочном песке. В защищаемом способ?, благодаря наличию газонепроницаемой краски, загрязнение песка отсутствует.

11. Спроезстированшй и иэготовлешшй комплекс, вклзочаидий в себя: автоматическую установку локализации и утилилизаши продуктов деструкции и поддержания задаваемого давления, контейнер - ли-тейщ'га форму и бункер песка в ходе испытаний подтвердил свою автономность з: практическую целесообразность использования и может быть рекомендован дня получения отливок из железоуглеродистых сплавов массой до 500 кг.

12. Новый способ ЛГМ получил название "ДИВ -процесс", защищен авторским свидетельством и отличается от существующих способов следу шяии особенностями: пустотелые полости пеномоделей и газоотводные кззцуш элементов литниковой систем при формовке соединяют между собоЦ и с газолриемным устройством, а при заливке металла в 'I орме дважды кеняюг давление газа над металлом в форме на вакуум: в начале зеливкп и е конце поступления металла к моделям, при этом давление газа над металлом превышает давление песка на ■• противопригарное газонепроницаемое покрытие, но ниже металлостати-чеезеого давления в форме. Создание указанного режима давления с двойным инЕертироззанием на вакуум позволяет локализовать продукта деструзщта в кеззтурах отливки и наззравленно удалять их, не заг-рязвзяя при этом формовочный песок.

Основный положения г материалы диссертанта опубликованы . в следуюшх работах:

I. А.с.176<1768, МКИ 5В22С 9/00. Способ получения литья по газифицируемым моделям - "ДЩЗ - процесс" и литейная форма 'для полу чеши-, литья/ Доровсзсих В.М. .Иванова Л. А. .Василенко С.А., Празднячзмх А.Г..Касперович Г.В.,Тончук А.Я. - Опубл. 30.09.32. .// Б.И. - 1992. - 36. - С.35.

?. ДороЕских Е.М., Танчук А.Я., Касперович Г.Б. Новый способ литья по газзгфзшируемым моделям - 01В - процесс// Повшезше качества и экономичности литеизшх процессов. П-ая респ.конференция, 2 -3 октября 1990 г. - Одесса,- 1990. - С.21-22.

3. Касперович Г.В., Арнаут Е.И. Противопригаршзе покрытия для ДИВ - процесса// Повышение качества и экономичности литейных процессов. П-ая респ.козференция, 2-3 октября 1990 г. - Одесса, - 1990. - С.23.

4. Доровских В.М., Касперович Г.З. О кинетике ззауглероживазшя металла при литье по газифицируемым моделям/ Пути повшаения ка-

г

чества и экономичности литейных процессов. I -ая респ.конференция 25 - 27 октября 1988 г. - Одесса.- 1988. - С.25.

5. Иванова Л.А., Касперович Г.В., Доровских В.М. О новом компоненте в противопригарных покрытиях - железистом кеко// Тезисы докладов Всесоюзной молодежной конференции, 22 - 25 мая 1991, - Донецк.- 1991.- C.I8-I9.

6. Иванова Л А., Касперович Г.В. Противопригарные покрытия для ДИВ - процесса// Тезисы докладов Всесоюзной молодежной конференции, 22 - 25 мая 1991. - Донецк.- IS9I.- С. 20.

7. Доровских В.М., Иванова Л.А., Касперович Г.В. Способ литья по газифицируемым моделям с локальным регулируемым отводом продуктов деструкшш//Сб.научно-практической конференции, посвященной 40-летию НПО НИИСЛ, 15 - 17 октября 1991 г. - Одесса, 1991.- С.64 - 65.

8. Доровских В.М., Иванова Л.А., Касперович Г.В. Противопригарные покрытия для ДИВ - процесса// Сб.докладов научно-практической конференции, посвяшенной 40-летию НПО НИИСЛ, 15 - 17 октября 1991 г. - Одесса.- 1991,- С.65 - 66.

9. Касперович Г.В., Искра Е.А. Оптимизация составов противопригарных покрытии газифицируемых моделей// Сб. докладов научно-технической конференции "Пути повышения качества и экономичности • литейных процессов", 21 - 24 мая 1992 г.- Одесса.- 1992.- С.25-26.

10. Касперович Г.В., Иванова Л.А. Расчет температурных полой при литье то газифицируемым моделям// Сб.докладов научно-технической конференции "Пути повышения качества и экономичности ли-тейных_процессов", 21 - 24 мая 1992 г.- Одесса.- 1992.- С.28.

Ii; A.c. Ii I77I865, МКИ 5B22CI/I8. Связующее для самотвер-" 7 декшх противопригарных покрытий / Касперович Г.В., Иванова I.A., Доровсхсих В.М., Бойченко Н.И., Танчук А.Я. - Опубл. 30.10.92 г. // Б.И. - 1992. - J6 40. - С.45.

и

Ь