автореферат диссертации по металлургии, 05.16.04, диссертация на тему:Разработка технологий стального литья по выплавляемым моделям с применением низкотемпературного прокаливания оболочковых форм и использованием техногенных отходов

На правах рукописи

ЛЕУШИНА ЛЮБОВЬ ИГОРЕВНА

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЙ СТАЛЬНОГО ЛИТЬЯ ПО ВЫПЛАВЛЯЕМЫМ МОДЕЛЯМ С ПРИМЕНЕНИЕМ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОГО ПРОКАЛИВАНИЯ ОБОЛОЧКОВЫХ ФОРМ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕХНОГЕННЫХ ОТХОДОВ

05.16.04 - Литейное производство

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 3 ОМ 2014

Нижний Новгород - 2014

005553647

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Нижегородский государственный технический университет им. P.E. Алексеева» (г. Нижний Новгород)

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Ульянов Владимир Андреевич

Официальные оппоненты: Евстигнеев Алексей Иванович

доктор технических наук, профессор ФГБОУ ВПО «Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет» (г. Комсомольск-на-Амуре), профессор кафедры машиностроения и металлургии

Дубровин Виталий Константинович

доктор технических наук, профессор

ФГБОУ ВПО «Южно-Уральский государственный

университет» (национальный исследовательский

университет) (г. Челябинск),

профессор кафедры металлургии и литейного производства

Ведущая организация ФГБОУ ВПО «Рыбинский государственный авиационный

технический университет им. П.А. Соловьева» (г. Рыбинск Ярославской области)

Защита состоится 19 декабря 2014 г. в 1300 часов на заседании диссертационного совета Д 212.165.07 при ФГБОУ ВПО «Нижегородский государственный технический университет им. P.E. Алексеева» по адресу:

603950, ГСП-41, г. Нижний Новгород, ул. Минина, д. 24, корп. 1, ауд. 1258.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке и на сайте ФГБОУ ВПО «Нижегородский государственный технический университет им. P.E. Алексеева» http:/Av\vrw.nntu.ni/sites/default/files/flle/dissertacii/2014/levchina 1 i.pdf.

Автореферат разослан jt) октября 2014 г.

Ученый секретарь ¿у ./

диссеитационного совета /у'-^^^е*^

диссертационного совета /Ä»-«^/ Ульянов Владимир Андреевич

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Литье по выплавляемым моделям (J1BM) является одним из наиболее перспективных специальных способов литья, применяемым для получения литых заготовок деталей машин высокой сложности. Главным достоинством JIBM считается высокая точность геометрии получаемых отливок, позволяющая минимизировать затраты на последующую механическую обработку отливок до получения готовой детали. Однако широкое применение данного способа литья сдерживается рядом его недостатков, таких как высокие трудо-, материало- и энергоемкость технологических операций и переходов, длительность производственного цикла изготовления отливок и подготовки производства, в том числе, специальной оснастки и оборудования.

Стратегия развития науки и инноваций в Российской Федерации на период до 2015 года, Концепция долгосрочного социально-экономического развития Российской Федерации на период до 2020 года и Стратегия инновационного развития Российской Федерации на период до 2020 года подчеркивают необходимость выхода страны на инновационный путь для удержания позиций в мировой экономике. Очевидно, что их реализация невозможна без эффективного решения проблемы ресурсосбережения в таких наиболее затратных отраслях промышленности, как литейное производство и в частности ЛВМ.

Актуальность работы подтверждается соответствием ее содержания приоритетным направлениям развития науки, технологий и техники в Российской Федерации и перечню критических технологий Российской Федерации, а также основным задачам инновационного развития промышленного потенциала Нижегородской области и Приволжского региона.

Тематика и содержание работы соответствуют профилю Федеральных целевых программ «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014—2020 гг.», а также государственным программам «Развитие науки и технологий» Российской Федерации на период до 2020 года и «Развитие промышленности и повышение ее конкурентоспособности на период до 2020 года».

Степень разработанности темы исследования. Разработками в области ЛВМ занимались такие российские ученые, как Васин Ю.П., Гаранин В.Ф., Дубровин В.К., Евстигнеев А.И., Знаменский Л.Г., Иванов В.Н., Илларионов И.Е., Кулаков Б.А., Лакеев A.C., Озеров В.А., Петров В.В., Рыбкин В.А., Сапченко И.Г., Тимофеев Г.И., Чернышев Е.А., Шагеев A.C., Шатульский A.A., Шкленник Я.И. и др.

Большинство из полученных научных результатов было успешно внедрено в практику действующего производства, удалось сформировать мощную экспериментально-теоретическую базу для дальнейших исследований, которые нашли продолжение в работах Берстнева A.A., Варламова Л.С., Варфоломеева М.С., Денисова М.И., Дмитриева Э.А., Карпинского A.B., Лысикова Д.К., Мартынова К.В., Никифорова С.А., Некрасова С.А., Редькина И.А., Смыкова А.Р. и других, занимавшихся, в том числе вопросами совершенствования формообразования, повышения качества отливок, оценки напряженно-деформированного состояния оболочковых форм (ОФ), автоматизированного проектирования технологических процессов ЛВМ.

В настоящее время все большим приоритетом в российской промышленности, и в частности, в литейном производстве, становится ресурсосбережение. Учитываяf

/

современное состояние действующих отечественных цехов точного литья, большинство из которых ориентированы на выпуск серийной и мелкосерийной продукции, основные направления ресурсосбережения применительно к ЛВМ связаны, прежде всего, с повышением энергоэффективности этого процесса на основе инновационных технических решений, позволяющих более рационально использовать имеющееся технологическое оборудование, а также со снижением материалоемкости, в частности, расширением использования так называемых вторичных ресурсов, например, техногенных отходов взамен первичных, в том числе импортных, характеризующихся более высокой ценой и дефицитностью.

Эти обстоятельства определяют спектр задач в области ЛВМ, требующих решения в первую очередь, а также основную, по мнению автора, проблему отечественного точного литья - проблему недостатка ресурсосберегающих технологических решений, соответствующих вызовам времени.

В данной работе эта проблема рассматривается применительно к производству стальных отливок.

Целью работы является разработка и освоение в условиях действующего производства научно обоснованных технологий точного стального литья, базирующихся на принципах ресурсосбережения и обеспечивающих высокое качество отливок.

Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:

- провести информационно-аналитический обзор состояния исследований и имеющегося опыта ресурсосбережения в производстве стального ЛВМ;

- сформулировать модельное представление об операции прокаливания ОФ на основе кристаллического кварца, учитывающее основные аспекты этого процесса;

- научно обосновать принципиальную возможность оптимизации термовременного режима прокаливания оболочек за счет снижения температурного максимума и сокращения длительности пребывания форм в печи;

- теоретически оценить возможные риски реализации технической схемы низкотемпературного прокаливания ОФ, предложить способы их возможного устранения и минимизации, провести проверку на практике и в итоге разработать технологические варианты схемы, учитывающие специфику действующего производства;

- разработать ряд технологических решений, предусматривающих использование в ЛВМ техногенных отходов;

- провести организационно-технические мероприятия по опытно-экспериментальному опробованию и промышленному внедрению разработок на предприятиях, дать оценку ожидаемых эффектов.

Объектом исследования является технология стального ЛВМ, в качестве предмета выступают операции и переходы этой технологии, одна из которых - операция прокаливания ОФ ЛВМ.

Научная новизна

1. Сформулировано модельное представление об операции прокаливания ОФ на основе кварца, базирующееся на трех ее аспектах (термомеханический, физико-химический, функциональный), позволившее показать, что ключевые процессы формообразования оболочки проходят в основном при температурах, не превышающих 600°С. Найдены предпосылки для приближения к этой границе температурного максимума прокаливания при реализации термовременного режима данной операции.

2. Научно обоснован выбор вариантов кислородсодержащих добавок в материал формы и термовременного режима прокаливания ОФ в опорном наполнителе и без

опорного наполнителя, позволяющих минимизировать временные и энергетические затраты на операцию прокаливания керамических оболочек.

3. Предложен новый термин «потенциал газотворности материала формы» - объём газа, который может выделить навеска материала формы при нагреве в температурном интервале от начала прокаливания до заливки её металлическим расплавом. По мнению автора диссертации, его использование обеспечит более адекватную оценку процесса газовыделения литейных форм, учитывающую специфику JIBM.

4. Выявлен эффект более полной реализации потенциала газотворности материала формы в условиях низкотемпературного прокаливания с использованием кислородсодержащих технологических добавок, проявляющийся в виде дополнительного пика на экспериментальной кривой газотворности, позволяющий говорить о принципиальной возможности управления потенциалом газотворности материала ОФ.

Теоретическая и практическая значимость работы

1. По итогам проведенного автором информационно-аналитического обзора, предложена упрощенная версия классификации способов обеспечения качества ОФ JIBM, предусматривающая их деление на два возможных направления (конструкторское и технологическое), которая может быть использована на производстве при выборе вариантов решения проблемы.

2. Теоретически и экспериментально доказано, что введение кислородсодержащего вещества позволяет обеспечивать получение дополнительного количества кислорода, необходимого для более полного сгорания остатков модельной композиции, и выделение тепла экзотермических реакций для повышения спекаемости ОФ и термодеструкции связующего материала оболочки на ранних стадиях прокаливания форм в условиях температур, не превышающих 600°С, что в свою очередь дает возможность минимизировать временные и энергетические затраты на операцию прокаливания керамических оболочек.

3. Предложены упрощенные методики оценки трещиностойкости и минимально допустимой толщины стенки ОФ JIBM на основе кварца, применимые в условиях действующего производства.

4. На основе принципа замены сплошного цилиндра составным, разработанного Гадолиным A.B. применительно к металлическим конструкциям, теоретически показана возможность управления свойствами многослойной ОФ JIBM (в частности, жесткость, податливость и трещиностойкость) за счет рационального выбора материала каждого слоя.

5. Проведены теоретическая оценка основных рисков реализации технической схемы низкотемпературного прокаливания ОФ (пониженные термостойкость и трещиностойкость, повышенные газовыделенйе форм и вероятность поверхностных дефектов на стальных отливках) на основе закономерностей, ранее полученных исследователями JIBM, а также практическая проверка вариантов технических схем низкотемпературного прокаливания ОФ в условиях действующего производства с использованием технологических добавок в материал формы (дихромат калия, перманганат калия, борная кислота).

6. Разработана методика сравнительной экспериментальной оценки образования газовых дефектов в отливках, получаемых JIBM, на основе анализа потенциала газотворности материала ОФ, позволяющая по итогам традиционного экспериментального контроля газопроницаемости и газотворности материала ОФ, на стадии ее изготовления, прогнозировать образование газовых дефектов в стальных

отливках, получаемых способом точного литья.

7. Разработаны технологические решения, предусматривающие использование в ЛВМ пяти наименований техногенных отходов:

- шламов селитровых ванн в качестве кислородсодержащего вещества, интенсифицирующего прокаливание ОФ;

- отходов абразивной обработки деталей из черных сплавов в качестве обсыпочного материала ОФ;

- керамического боя в качестве обсыпочного материала ОФ;

- отработанной модельной композиции ПС 50-50 для защиты стальных отливок от обезуглероживания и окисления при термической обработке;

- абразивной пыли полировально-шлифовальной обработки изделий из сплавов черных металлов для получения мелкозернистой структуры тонкостенных стальных отливок в условиях управляемого теплоотвода.

Все они прошли успешное опытно-экспериментальное опробование на предприятиях.

8. Разработаны и внедрены в действующее производство с получением экономического эффекта технологические варианты стального ЛВМ с применением низкотемпературного прокаливания ОФ. Показаны их высокая энергоэффективность и удовлетворительная экологическая безопасность по сравнению с технологиями, ранее реализуемыми на предприятиях.

Методология и методы исследования. В ходе подготовки диссертации применялись такие методы научных исследований, доказавшие свою эффективность на эмпирическом и теоретическом уровнях работы, как системный, гипотетический, моделирование, аналогирование, формализация, металлографический структурный анализ.

При выполнении практической части работы использовались современные лабораторные приборы: металлографический цифровой комплекс Altami МЕТЗМТ, оснащенный программой обработки и анализа изображений в режиме реального времени Altami Studio; прибор для измерения газотворности модели PGD-E фирмы Simpson Technologies GmbH, Швейцария; приборы производства «Литмашприбор» для контроля свойств формовочных материалов; программное обеспечение MathCAD, Microsoft Excel, а также технологическое оборудование промышленных предприятий ОАО «Арзамасский приборостроительный завод им. П.И. Пландина», ОАО «Правдинское конструкторское бюро», ОАО «Нижегородский машиностроительный завод», ОАО «НИТЕЛ». Все оборудование и приборы, использованные в работе, сертифицированы, а рабочие методики контроля качества получаемых стальных отливок соответствуют техническому регламенту, действующему на предприятиях, в том числе ГОСТ, ОСТ и ТУ.

Положения, выносимые на защиту

1. Упрощенная версия классификации способов обеспечения качества ОФ ЛВМ, предусматривающая их деление на два возможных направления (конструкторское и технологическое), которая может быть использована на производстве при выборе вариантов решения проблемы.

2. Модельное представление об операции прокаливания ОФ на основе кварца, базирующееся на трех ее аспектах (термомеханический, физико-химический, функциональный), позволившее показать, что ключевые процессы формообразования оболочки проходят в основном при температурах, не превышающих 600°С.

3. Варианты кислородсодержащих добавок в материал формы и термовременного режима прокаливания ОФ в опорном наполнителе и без опорного наполнителя,

позволяющие минимизировать временные и энергетические затраты на операцию прокаливания керамических оболочек.

4. Результаты теоретической оценки основных рисков реализации технической схемы низкотемпературного прокаливания ОФ и практической проверки ее вариантов в условиях действующего производства.

5. Упрощенные методики оценки трещиностойкости и минимально допустимой толщины стенки ОФ JIBM на основе кварца.

6. Эффект более полной реализации потенциала газотворности материала формы в условиях низкотемпературного прокаливания с использованием кислородсодержащих технологических добавок.

7. Методика экспериментальной оценки образования газовых дефектов в отливках, получаемых ЛВМ, на основе анализа потенциала газотворности материала ОФ, позволяющая по итогам традиционного экспериментального контроля газопроницаемости и газотворности материала ОФ, на стадии ее изготовления, прогнозировать образование газовых дефектов в стальных отливках, получаемых способом точного литья.

8. Технологические варианты стального ЛВМ с применением низкотемпературного прокаливания ОФ.

9. Технологические решения, предусматривающие использование в ЛВМ пяти наименований техногенных отходов.

Личный вклад автора. Все результаты, представленные в диссертации, получены автором лично, либо с участием соавторов, ссылки на публикации которых приведены в тексте работы.

Автору принадлежат постановка и планирование диссертационного исследования, а также выполнение теоретической части работы. Практическая часть работы, опытно-промышленное опробование и внедрение результатов выполнялись автором в составе коллектива исследователей на базе ряда предприятий с участием их сотрудников. Обработка полученных результатов и их обобщение проводились автором самостоятельно.

Автор благодарит сотрудников кафедры «Металлургические технологии и оборудование» (до 2014 года - «Литейно-металлургические процессы и сплавы») Нижегородского государственного технического университета им. P.E. Алексеева (НГТУ им. P.E. Алексеева) и работников других организаций за содействие, оказанное при подготовке диссертации.

Степень достоверности и апробация результатов. Высокая степень достоверности получаемых результатов подтверждается корректным использованием базовых теоретических положений, методологического аппарата и терминологии; положительными результатами при практическом использовании разработок в условиях производства.

Работа выполнялась в период с 2009 по 2014 гг. Ее результаты были представлены на Всероссийской конференции молодых ученых «Наука. Технологии. Инновации» (3-5 декабря 2010 года), г. Новосибирск; второй научно-практической конференции «Заготовительные производства Волго-Вятского региона» (21-23 октября 2010 года), г. Н. Новгород; отмечены на X Международной молодежной научно-технической конференции «Будущее технической науки» (13 мая 2011 года), г. Н. Новгород; Всероссийской научно-практической конференции «Наука и практика. Перспективы развития» (20 мая 2011 года), г. Набережные Челны; VI Международной научно-практической конференции «Прогрессивные литейные технологии» (24-28 октября 2011

года), г. Москва; XVII Нижегородской сессии молодых ученых. Технические науки (19-23 марта 2012 года), г. Арзамас; IX Международной научно-практической конференции «Литейное производство сегодня и завтра» (20-22 июня 2012 года), г. Санкт-Петербург; Всероссийской научно-практической конференции «Теория и практика литейных процессов» (13-15 июня 2012 года), г. Новокузнецк; Всероссийской молодежной научной конференции с международным участием «Инновации в материаловедении» (3-5 июня 2013 года), г. Москва; Международной научно-практической конференции «Новые технологии наукоемкого машиностроения: приоритеты развития и подготовка кадров» (16 мая 2013 года), г. Казань; XI Съезде литейщиков России (16-20 сентября 2013 года), г. Екатеринбург; VII Международной научно-практической конференции «Прогрессивные литейные технологии» (11-15 ноября 2013 года), г. Москва; Международной научно-практической конференции «Актуальные вопросы развития науки» (14 февраля 2014 года), г. Уфа; IV Международной научно-практической конференции «Современные инновации в науке и технике» (17 апреля 2014 года), г. Курск.

Результаты работы представлялись на Национальном конкурсе инновационных проектов, организованном Ассоциацией Менеджеров России в 2011 году; на первом и втором Всероссийских конкурсах по поддержке высокотехнологичных инновационных молодежных проектов, проведенных Национальной ассоциацией инноваций и развития информационных технологий, в 2011 году; конкурсе на выделение грантов в рамках проекта «Инновационное внедрение - школа успеха молодежи, вторая очередь» в 2012 году.

По итогам конкурса за 2011 год работа награждена премией Ученого Совета НГТУ им. P.E. Алексеева, а 2013 году - поддержана грантом Нижегородской области в сфере науки, технологий и техники. В 2009-2010 гг. автор отмечен именной стипендией им. P.E. Алексеева; в 2012 году - стипендией Правительства Российской Федерации; в 2012-2014 гг. - стипендией им. академика Г.А. Разуваева.

Публикации. Результаты диссертационного исследования представлены 35 публикациями в научных рецензируемых журналах, сборниках научных трудов и материалах конференций, в том числе 10 - в изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ. По результатам работы получены патент на изобретение и четыре положительных решения по заявкам на патент (в соавторстве).

Объем и структура диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы, изложенных на 219 страницах машинописного текста, включая 38 рисунков, 17 таблиц, приложение. Список литературы включает 330 источников и представлен на 30 страницах.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы исследования, определена степень ее разработанности, сформулированы цель и задачи, представлены научная новизна, теоретическая и практическая значимость работы, методология и методы исследования, положения, выносимые на защиту, степень достоверности и апробация результатов.

В первой главе проведен информационно-аналитический обзор состояния вопроса, результаты которого показали необходимость решения проблем снижения материалоёмкости производства, повышения энергоэффективнорти и экологической безопасности технологического процесса точного литья. Предложена упрощенная версия классификации способов обеспечения качества ОФ ЛВМ, предусматривающая

деление их на два направления (конструкторское и технологическое), которая может быть полезна при проведении практических работ в условиях действующего производства. Рассмотрен имеющийся опыт реализации мероприятий по ресурсосбережению в ЛВМ, убедительно доказывающий их технико-экономическую и экологическую целесообразность.

Вторая глава посвящена разработке принципиальной схемы низкотемпературного прокаливания ОФ на основе кристаллического кварца для точного стального литья.

Энергоемкая и длительная операция прокаливания ОФ необходима для полного удаления из литейной формы остатков модельного состава и воды после выплавления модельной композиции, завершения основных превращений в связующем, а также формирования прочности и спекания огнеупорного материала оболочки на основе кварца при одновременном обеспечении необходимой газопроницаемости формы и минимальной ее газотворности. Условия прокаливания существенно влияют на точность отливок, брак по искажению формы, засорам, поверхностным дефектам.

В работе операция прокаливания ОФ рассматривается в трех аспектах:

- термомеханическом аспекте, непосредственно связанном с реализацией термовременного режима прокаливания с учетом возникновения и распределения напряжений и деформаций в ОФ;

- физико-химическом аспекте, подразумевающем оценку протекания возможных полиморфных превращений, физических процессов и химических реакций в материале ОФ;

- функциональном аспекте, предусматривающем основное целевое назначение операции прокаливания, а именно, удаление остатков модельной композиции и обеспечение завершенности спекания материала формы.

В итоге показано, что ключевые процессы, связанные с образованием оболочки (удаление из литейной формы остатков модельного состава и воды после выплавления модельной композиции, завершение основных превращений в связующем, спекание огнеупорного материала оболочки на основе кварца при одновременном обеспечении необходимой газопроницаемости формы и минимальной ее газотворности) проходят в основном при температурах не выше 600"С. Тем самым создаются предпосылки для приближения к этой границе температурного максимума прокаливания при реализации термовременного режима данной операции.

Предложена и научно обоснована рабочая гипотеза, согласно которой введение соответствующих добавок способствует интенсификации удаления модельной композиции и улучшению спекаемости кварцевой керамики в рабочем слое ОФ, что позволяет оптимизировать термовременной режим прокаливания оболочек за счет снижения температурного максимума и сокращения длительности пребывания формы в печи.

Процесс удаления остатков модельной композиции состоит из двух стадий: газификации и сжигания продуктов термодеструкции и выжигания углерода, отслоившегося в капиллярах (порах) оболочки в условиях недостатка кислорода. При этом первая стадия реализуется в области относительно низких температур (менее 600°С), а вторая - соответственно, высоких, обычно составляющих более 700°С, что и определяет необходимость высокотемпературного прокаливания ОФ стального ЛВМ.

В этой связи в качестве наиболее оптимального способа удаления модельной композиции из ОФ выбрано введение кислородсодержащего вещества в состав материала ОФ. Проанализированы варианты кислородсодержащих добавок в материал формы, разлагающихся при температурном воздействии и одновременно выполняющих

роль сильных окислителей, позволяющих обеспечивать получение дополнительного количества кислорода, необходимого для более полного сгорания остатков модельной композиции, предотвращения накопления сажистого углерода в капиллярах оболочки, и выделения тепла экзотермических реакций для повышения спекаемости ОФ и термодеструкции связующего материала оболочки в температурной области не выше 700°С. Для экспериментов выбраны перманганат калия, дихромат калия, натриевая и калиевая селитры (в составе шламов), разлагающиеся при различных температурах нагрева (от 200 до 610°С) с выделением свободного кислорода.

Предложены варианты термовременного режима низкотемпературного прокаливания ОФ с кислородсодержащими добавками в материал ОФ без опорного наполнителя (рисунок 1) и в опорном наполнителе (рисунок 2), позволяющие минимизировать временные и энергетические затраты на операцию прокаливания керамических оболочек. При этом в качестве базовых, выбранных для сравнения, выступали режимы прокаливания ОФ без технологических добавок, ранее реализуемые на предприятиях.

Выполнен анализ возможных рисков реализации технической схемы низкотемпературного прокаливания ОФ в условиях действующего производства и определены способы их возможного устранения и минимизации.

а)

t,=c 1000

800

600

400

200

0

/ л •05 ) мл )5<1

/

Гг /

ю

б)

1000 800 600 400 200 0

ид ¡1 с.

70 з

V

Л )0

012345678 9 10 111213 1415 т,ч 012345678 9 1011 12131415

Рисунок 1 - Термовременные режимы прокаливания ОФ без опорного наполнителя: а) базовый режим; б) предлагаемый режим

а)

1,=С 1000

600 400 200 0

б)

t"C 1000

800 400 200 0

ж «.в

70 3

/

/з ю

0 12 3

5 в 7 8 9 10 1112131415 т.» 0 1 2 3 4 5 в 7 8 9 10 1112131415 т,*

Рисунок 2 - Термовременные режимы прокаливания ОФ в опорном наполнителе: а) базовый режим; б) предлагаемый режим

В третьей главе основное внимание уделено теоретической оценке рисков реализации технической схемы низкотемпературного прокаливания ОФ.

Предложена упрощенная расчетная методика оценки трещиностойкости ОФ ЛВМ, согласно которой при расчете ОФ заменяется толстостенным цилиндром, для которого отношение толщины стенки к внутреннему диаметру составляет не менее 1/20, нагруженным равномерно распределенным внутренним давлением и подвергающимся стационарному температурному воздействию изнутри. Предложена формула для приближенной оценки минимально допустимой толщины стенки ОФ на основе кварца, предусматривающей рассмотрение оболочки как сосуда, наполненного горячей жидкостью и охлаждаемого снаружи.

На основе принципа замены сплошного цилиндра составным, разработанного Гадолиным A.B. применительно к металлическим конструкциям, теоретически показана возможность управления свойствами многослойной ОФ JIBM (в частности, жесткость, податливость и трещиностойкость) за счет рационального выбора материала каждого слоя.

На основе критерия термостойкости Александрова В.М., Кулакова Б.А. и Лонзингера В.А. проведена теоретическая оценка термостойкости / трещиностойкости ОФ, полученных с использованием технической схемы низкотемпературного прокаливания, подтверждающая их большую термостойкость / трещиностойкость по сравнению с ОФ, изготовленными по базовой технологии, что объясняется большим значением пористости материала формы, обуславливающим возможности рационального распределения напряжений в стенке оболочки по типу сотовых конструкций.

На основе закономерностей газовыделения литейных форм при контакте с жидким металлом, сформулированных Рыжиковым A.A., Спасским А.Ф. и Куманиным И.Б., проведен оценочный прогнозный расчет образования дефектов газового происхождения при реализации технической схемы низкотемпературного прокаливания подтверждающий ее эффективность.

По итогам анализа известных физико-химических моделей возникновения поверхностных дефектов (в виде питтинга, темных пятен и окисной плены) Серебрякова С.П., Берстнева A.A. и других исследователей в стальных отливках, получаемых JIBM, показана несущественность риска их образования применительно к технической схеме низкотемпературного прокаливания ОФ.

В четвертой главе приведены технические решения и представлены результаты их опытно-экспериментального опробования.

Доказана эффективность применения дихромата калия К2Сг207 в количестве 5,0-10,0% от массы зернистого материала обсыпки и борной кислоты Н3ВО3 в количестве 2,0-3,0% от массы зернистого материала обсыпки при их введении, начиная со второго слоя ОФ, - для технической схемы низкотемпературного прокаливания без опорного наполнителя и дихромата калия К2СГ2О7 или перманганата калия КМп04 в состав суспензии в количестве 0,5-1,0% от ее массы и борной кислоты Н3ВО3 в количестве 3,0-4,0% от массы суспензии при их введении, начиная со второго слоя ОФ, - для технической схемы низкотемпературного прокаливания в опорном наполнителе. Это позволяет решать задачу сокращения энергозатрат на операцию прокаливания форм при сохранении высокого уровня качества стальных отливок.

Решена задача профилактики пироэффекта при заливке в опорном наполнителе оболочек с технологическими добавками кислородсодержащего вещества в обсыпочный материал: разработан способ изготовления многослойных оболочковых литейных форм по выплавляемым моделям, предусматривающий дополнительное введение порошка алюминия в первый слой оболочки в составе зернистого материала для обсыпки. Экспериментально доказано, что реализация предложенного способа обеспечивает снижение брака отливок по дефекту «недолив», гарантирует предотвращение пироэффекта при их заливке металлическим расплавом, а также повышает безопасность процесса JIBM при высоком качестве ОФ и отливок.

Особое внимание уделялось исследованию процесса газовыделения ОФ JIBM.

Для обеспечения более надежной оценки процесса газовыделения литейных форм предложена новая величина, соответствующая площади под кривой газотворности T(t), построенной в координатах «газотворность Г - температура t», - потенциал

газотворности материала оболочки. Физический смысл этой величины - объём газа, который может выделить навеска материала формы при нагреве в температурном интервале от начала прокаливания оболочки до заливки её металлическим расплавом. По мнению автора диссертации, новая величина позволяет более адекватно оценивать процесс газовыделения оболочек JIBM в течение всего их жизненного цикла. При этом потенциал газотворности может быть относительно легко оценен по результатам математической обработки экспериментальной кривой.

В рамках серии экспериментов сравнивались ОФ на основе кварца, содержащие технологические добавки дихромата калия и борной кислоты и не содержащие таковых. Лабораторные испытания материала опытных оболочек проводили на базе ОАО ННИИММ «Прометей» (г. Нижний Новгород). Для аналитического мониторинга газотворности использовали прибор модели PGD-E фирмы Simpson Technologies GmbH, Швейцария. При контрольных фиксированных температурах воздуха в рабочей камере (20, 50, 100, 200 и далее с шагом 100° до 1000°С) на экране прибора получали типовые графические зависимости от времени давления газа, выделяющегося из навески материала в течение 3 минут. С полученных графиков снимали асимптотические значения газового давления, которые пересчитывали в соответствующие величины газотворности Г для указанных температур с целью построения итоговых аппроксимированных температурных кривых газотворности T(t). Далее средствами Excel проводили экстраполяцию до температуры заливки ОФ стальным расплавом, равной 1550°С.

Полученные кривые газотворности представлены на рисунках 3 и 4 (заливкой выделена часть потенциала газотворности, не реализованная при прокаливании).

Сравнение приведенных кривых позволило выявить эффект более полной реализации потенциала газотворности материала формы в условиях низкотемпературного прокаливания с использованием кислородсодержащих технологических добавок, проявляющийся в виде дополнительного пика на экспериментальной кривой газотворности.

Разработана методика сравнительной экспериментальной оценки образования газовых дефектов в отливках, получаемых ЛВМ, на основе анализа потенциала газотворности материала ОФ, позволяющая по итогам традиционного экспериментального контроля газопроницаемости и газотворности материала ОФ, на стадии ее изготовления, прогнозировать образование газовых дефектов в стальных отливках, получаемых ЛВМ. Она включает в себя следующие этапы:

- экспериментальное определение газопроницаемости оболочек (в работе испытания проводились при 20°С на приборе ОАО Усманского завода литейного оборудования (Литмашприбор) в комплекте с патроном Фишера;

- пересчет полученной величины газопроницаемости на температуру, равную температуре заливки формы расплавом, с учетом колебаний вязкости газовой среды в рабочей полости оболочки, связанных с её нагревом и изменением компонентного состава;

- построение экспериментальных температурных кривых газотворности T(t) по алгоритму, представленному выше;

- оценка потенциала газотворности материала формы по построенным кривым;

- расчет и сравнение значения критерия вероятности образования газовых дефектов в отливках как отношения ранее вычисленных потенциала газотворности материала формы к ее газопроницаемости при температуре заливки формы для различных вариантов технологии ЛВМ.

¿ой*

а» *» м . ие

13» м»: асе ; 1«<е

«С К) Ж -.4»

Рисунок 3 - Кривая газотворности для ОФ, не содержащей технологических добавок, с температурным максимумом режима прокаливания 1000'С

Рисунок 4 - Кривая газотворности для ОФ, содержащей технологические добавки

дихромата калия и борной кислоты, с температурным максимумом режима прокаливания 700°С

Данная методика успешно использована автором для доказательства эффективности применения низкотемпературного прокаливания ОФ стального ЛВМ.

Существенное внимание в работе уделялось разработке технологических решений, предусматривающих использование в ЛВМ техногенных отходов.

Предложены способы использования нескольких наименований промышленных отходов в технологии ЛВМ, представленные в таблице 1.

Соответствующие технологии, разработанные автором, прошли успешное опытно-экспериментальное опробование на предприятиях.

Пятая глава посвящена промышленному внедрению разработок в условиях действующего производства. В ней описываются соответствующие организационно-технические мероприятия, проводится оценка эффективности внедрения разработок, а также перспектив их дальнейшего применения.

Сравнительная технико-экономическая оценка энергоэффективности технологии стального ЛВМ с применением низкотемпературного прокаливания ОФ для схем без опорного наполнителя и в опорном наполнителе относительно технологий стального ЛВМ, действующих на предприятиях (ОАО «Арзамасский приборостроительный завод им. П.И. Пландина», ОАО «Правдинское конструкторское бюро»), показала возможность сокращения энергозатрат на проведение операции прокаливания форм в 2,5-3,0 раза при сохранении высокого качества получаемых отливок.

Проведена оценка степени экологической безопасности технологии стального ЛВМ с применением низкотемпературного прокаливания ОФ. На основе анализа исходных реагентов и продуктов химических реакций, расчета стоимости захоронений отходов, а также оценки содержания технологической добавки в пыли при выбивке ОФ доказана экологичность внедрения разработки в действующее производство.

Показано, что затраты на захоронение отходов, образующихся в результате получения стальных отливок методом ЛВМ при использовании технологии низкотемпературного прокаливания несоизмеримо меньше, чем экономический эффект, получаЬмый за счет повышения энергоэффективности производства ОФ ЛВМ.

Таблица 1 - Способы использования промышленных отходов в технологии ЛВМ

№ пп Наименование отхода Операция технологии ЛВМ, особенности применения Достигаемый эффект от применения отхода

1 Шлам селитровых ванн, применяемых в цехах термической обработки для проведения операции отпуска Изготовление ОФ на основе кварца; введение в состав материала огнеупорной суспензии Интенсификация процессов удаления остатков модельной композиции, выделение тепла экзотермических реакций для повышения спекаемости ОФ. Снижение затрат предприятий на приобретение кислородсодержащих веществ. Утилизация шламов селитровых ванн термических цехов.

2 Абразивная пыль шлифовальных кругов обработки деталей из черных сплавов (механическая смесь электрокорунда, железной окалины и железа) Изготовление ОФ на основе кварца; обсыпочный материал ОФ Формирование прочности и термостойкости, увеличение химической и коррозионной стойкости ОФ. Уменьшение затрат литейных цехов на приобретение дорогостоящих формовочных материалов с низким коэффициентом линейного термического расширения. Утилизация отхода.

3 Бой керамических оболочек, содержащий в своем составе кварц в фазах тридимита и кристобалита Изготовление ОФ на основе кварца; обсыпочный материал ОФ Формирование прочности и термостойкости ОФ. Уменьшение затрат литейных цехов на приобретение дорогостоящих формовочных материалов с низким коэффициентом линейного термического расширения. Утилизация отхода.

4 Отработанная парафино- стеариновая модельная композиция Термическая обработка стальных отливок; использование в качестве карбюризатора в смеси с древесным углем Защита стальных отливок от окисления и обезуглероживания. Снижение затрат на приобретение карбюризатора. Повышение ресурса работы нагревательных элементов в рабочем пространстве нагревательной печи.

5 Абразивная пыль полировально-шлифовальной обработки изделий из сплавов черных металлов Изготовление ОФ на основе кварца; введение в состав материала огнеупорной суспензии в комбинации с применением экранирующего термостатирующего устройства Использование отходящего тепла залитой ОФ. Получение мелкозернистой структуры отливки за счет создания дополнительных центров кристаллизации. Утилизация отхода.

Экономическая эффективность использования технологии стального ЛВМ с применением низкотемпературного прокаливания ОФ подтверждена полученными актами промышленного внедрения разработок в условиях действующего производства.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Предложена авторская упрощенная версия классификации способов обеспечения качества ОФ ЛВМ, которая может быть использована на производстве при выборе вариантов решения проблемы.

2. Сформулировано модельное представление об операции прокаливания ОФ на основе кварца, базирующееся на трех аспектах:

- термомеханическом аспекте, непосредственно связанном с реализацией термовременного режима прокаливания с учетом возникновения и распределения напряжений и деформаций в ОФ;

- физико-химическом аспекте, подразумевающем оценку протекания возможных полиморфных превращений, физических процессов и химических реакций в материале ОФ;

- функциональном аспекте, предусматривающем основное целевое назначение операции прокаливания, а именно, удаление остатков модельной композиции и обеспечение завершенности спекания материала формы.

Предложены и научно обоснованы варианты низкотемпературного прокаливания ОФ в опорном наполнителе и без опорного наполнителя, позволяющие минимизировать временные и энергетические затраты на операцию прокаливания керамических оболочек за счет введения кислородсодержащих добавок в состав материала ОФ.

3. Предложена авторская методика оценки трещиностойкости ОФ ЛВМ, предусматривающая замену ОФ при расчете толстостенным цилиндром с определенными параметрами. Предложена формула для приближенной оценки минимально допустимой толщины стенки ОФ на основе кварца.

Теоретически показана возможность управления свойствами многослойной ОФ ЛВМ (в частности, жесткость, податливость и трещиностойкость) за счет рационального выбора материала каждого слоя.

Эффективность предложенной технической схемы низкотемпературного прокаливания ОФ подтверждена результатами теоретической оценки термостойкости / трещиностойкости ОФ и оценочного прогнозного расчета образования дефектов газового происхождения, базирующихся на известных представлениях о трещинообразовании, газовыделении литейных форм и физико-химических моделях возникновения поверхностных дефектов в стальном ЛВМ, сформулированных другими исследователями.

4. Предложен новый термин «потенциал газотворности материала формы» - объём газа, который может выделить навеска материала формы при нагреве в температурном интервале от начала прокаливания до заливки её металлическим расплавом, позволяющий проводить более адекватную оценку процесса газовыделения литейных форм, учитывающую специфику ЛВМ.

Экспериментально выявлен эффект более полной реализации потенциала газотворности материала формы в условиях низкотемпературного прокаливания с использованием кислородсодержащих технологических добавок.

Разработана методика сравнительной экспериментальной оценки образования газовых дефектов в отливках, получаемых ЛВМ, на основе анализа потенциала газотворности материала ОФ, позволяющая по итогам традиционного экспериментального контроля газопроницаемости и газотворности материала ОФ, на стадии ее изготовления, прогнозировать образование газовых дефектов в стальных отливках, получаемых ЛВМ.

5. Разработаны технологические варианты стального ЛВМ с применением

низкотемпературного прокаливания ОФ, предусматривающие использование кислородсодержащих добавок в материал ОФ:

- дихромата калия К2Сг207 и борной кислоты Н3В03 в составе обсьшочного материала ОФ - для технической схемы прокаливания без опорного наполнителя;

- дихромата калия К2Сг207 или перманганата калия КМп04 и борной кислоты Н3В03 в составе суспензии ОФ - для технической схемы прокаливания в опорном наполнителе. Решена задача предотвращения пироэффекта при заливке расплавом ОФ в опорном наполнителе: ввод порошка алюминия в обсыпку в необходимом количестве позволил связать избыточный кислород, выделяющийся при термодеструкции технологических добавок, что обеспечило безопасность процесса J1BM.

6. Разработан ряд технологических решений, предусматривающих использование в ЛВМ пяти наименований техногенных отходов:

- шламов селитровых ванн в качестве кислородсодержащего вещества, интенсифицирующего прокаливание ОФ;

- отходов абразивной обработки деталей из черных сплавов в качестве обсыпочного материала ОФ;

- керамического боя в качестве обсыпочного материала ОФ;

- отработанной модельной композиции ПС 50-50 для защиты стальных отливок от обезуглероживания и окисления при термической обработке;

- абразивной пыли полировально-шлифовальной обработки изделий из сплавов черных металлов для получения мелкозернистой структуры тонкостенных стальных отливок в условиях управляемого теплоотвода.

7. Результаты работы освоены в условиях действующего производства с получением экономического эффекта, что подтверждается актами промышленного внедрения.

В качестве перспективных направлений дальнейшей разработки темы выбраны:

- проверка применимости технологии ЛВМ с использованием низкотемпературного прокаливания ОФ для цветных сплавов (алюминиевые, титановые, жаропрочные);

- поиск резервов для экономии материальных ресурсов, используемых в технологическом процессе точного литья;

- поиск дешевых и доступных отечественных материалов, в частности, имеющих техногенное происхождение, для замены дорогостоящих, в том числе импортных, применяемых в ЛВМ;

- активное продвижение концепции экологически безопасного промышленного развития применительно к технологии ЛВМ.

Список работ, опубликованных автором по теме диссертации:

Научные статьи, опубликованные в изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ

1. Леушина, Л.И. Прогрессивная технология прокаливания оболочковых форм для точного стального литья / Л.И. Леушина, A.B. Нищенков, А.Ю. Субботин // Литейщик России. - 2011. - №2. - С. 40-42.

2. Палавин, Р.Н. Теоретические предпосылки управления трещиностойкостью многослойной оболочковой формы для литья по выплавляемым моделям / Р.Н. Палавин, Л.И. Леушина, О.С. Кошелев // Литейщик России. - 2012. - №6. - С. 40-41.

3. Леушина, Л.И. Классификация вариантов повышения трещиностойкости оболочковых форм литья по выплавляемым моделям / Л.И. Леушина, A.B. Нищенков,

Р.Н. Палавин // Заготовительные производства в машиностроении. - 2012. - №9. - С.3-7.

4. Кошелев, О.С. Упрощенная расчетная методика оценки трещиностойкости оболочковых форм литья по выплавляемым моделям / О.С. Кошелев, Л.И. Леушина, В.А. Ульянов // Литейщик России. - 2012. - №12. - С. 47-49.

5. Леушина, Л.И. О низкотемпературном прокаливании оболочковых форм / Л.И. Леушина, Р.Н. Палавин // Литейное производство. - 2012. - №12. - С. 27-28.

6. Грачев, А.Н. Шлам селитровых ванн термических цехов - перспективный материал для литейно-металлургического производства / А.Н. Грачев, О.С. Кошелев, И.О. Леушин, Л.И. Леушина, К.А. Маслов И Заготовительные производства в машиностроении. - 2013 - №10. - С. 6-8.

7. Леушин, И.О. Прогнозирование образования дефектов газового происхождения при изменении технологии литья по выплавляемым моделям / И.О. Леушин, В.А. Ульянов, Л.И. Леушина // Известия вузов. Чёрная металлургия. - 2013. - №11. - С. 16-19.

8. Грачев, А.Н. Термостатирование оболочковых форм литья по выплавляемым моделям / / А.Н. Грачев, Л.И. Леушина, В.А. Ульянов // Литейщик России.- 2014. - №1. - С. 38-39.

9. Леушин, И.О. О спекании керамических оболочковых форм для литья по выплавляемым моделям / И.О. Леушин, В.А. Ульянов, Л.И. Леушина // Литейное производство. -2014.-№1,-С. 25-26.

10. Леушин, И.О. Методика оценки образования газовых дефектов в стальных отливках, получаемых по выплавляемым моделям / И.О. Леушин, В.А. Ульянов, Л.И. Леушина // Литейщик России. - 2014. - №1. - С. 23-26.

Научные статьи, опубликованные в других изданиях

11. Леушина, Л.И. Совершенствование технологии прокаливания оболочковых форм для точного литья / Л.И. Леушина, A.B. Нищенков // Теория и технология металлургического производства: межрегиональный сб. науч. тр.; под ред.

B.М. Колокольцева. - Магнитогорск: Изд-во ГОУ ВПО «МГТУ», 2010.-Вып. 10,-

C. 131-133.

12. Нищенков, A.B. Применение отработанных модельных композиций при проведении нормализации стальных отливок ответственного назначения / A.B. Нищенков, Л.И. Леушина // Литейные процессы: межрегиональный сб. науч. тр., посвященный 35-летию кафедры электрометаллургии и литейного производства. - Магнитогорск: Изд-во ГОУ ВПО «МГТУ», 2010. - С.129-131.

13. Леушина, Л.И. Энергосберегающая технология прокаливания оболочковых форм для точного литья / Л.И. Леушина // Наука. Технологии. Инновации: материалы Всероссийской конференции молодых ученых (3-5 декабря 2010 года). - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2010. - Ч. 2. - С. 256-257.

14. Нищенков, A.B. Повышение энергоэффективности работы участка точного литья металлургического производства ОАО «Арзамасский приборостроительный завод» / A.B. Нищенков, Л.И. Леушина, С.Б. Смыслов // Заготовительные производства Волго-Вятского региона: труды второй научно-практической конференции (21-23 октября 2010 года). - Н.Новгород: НРЛ, 2010. - С. 163-164.

15. Леушина, Л.И. Промышленный инжиниринг участка точного литья металлургического производства ОАО «Арзамасский приборостроительный завод» на основе инновационных технических решений / Л.И. Леушина, A.B. Нищенков // Будущее технической науки: материалы X Международной молодежной научно-технической конференции (13 мая 2011 года). - Н.Новгород: НГТУ им. P.E. Алексеева, 2011.-С. 236-237.

16. Леушина, Л.И. Опыт низкотемпературного прокаливания оболочковых форм для

точного литья / Л.И. Леушина, Р.Н. Палавин // Наука и практика. Перспективы развития: материалы Всероссийской научно-практической конференции (20 мая 2011 года). -Набережные Челны: ГОУ ВПО «КГТУ им. А.Н. Туполева», 2011. - С. 22-24.

17. Леушина, Л.И. Технология низкотемпературного прокаливания оболочковых форм точного литья / Л.И. Леушина, A.B. Нищенков, Р.Н. Палавин // Прогрессивные литейные технологии: труды VI Международной научно-практической конференции (24-28 октября 2011 года). - М.: НИТУ МИСиС, 2011. - С. 167-169.

18. Леушина, Л.И. Оценка минимально допустимой толщины стенки оболочковой формы / Л.И. Леушина // Литейные процессы: межрегиональный сб. науч. тр. -Магнитогорск: Изд-во ГОУ ВПО «МГТУ», 2011. - Вып. 10 - С. 60-63.

19. Леушина, Л.И. Проблемы применения технологии низкотемпературного прокаливания оболочковых форм литья по выплавляемым моделям / Л.И. Леушина, Р.Н. Палавин // Литейное производство сегодня и завтра: труды 9-й Международной научно-практической конференции (20-22 июня 2012 года). - СПб.: Изд-во Политехи, ун-та, 2012. - С. 419-423.

20. Леушина, Л.И. Экологический аспект промышленного применения низкотемпературного прокаливания оболочковых форм стального литья по выплавляемым моделям / Л.И. Леушина, В.А. Ульянов // Теория и практика литейных процессов: материалы Всероссийской научно-практической конференции (13-15 июня 2012 года). - Новокузнецк: СибГИУ, 2012. - С. 188-192.

21. Грачев, А.Н. Решение проблемы трещинообразования оболочковых форм литья по выплавляемым моделям в условиях действующего производства / А.Н. Грачев, Л.И. Леушина // Теория и технология металлургического производства: межрегиональный сб. науч. тр.; под ред. В.М. Колокольцева. - Магнитогорск: Изд-во Магнитогорского гос. техн. ун-та, 2012. - Вып. 12. - С. 101-104.

22. Леушина, Л.И. Термостатирование оболочковых форм в точном стальном литье / Л.И. Леушина // Инновации в материаловедении: сб. материалов Всероссийской молодежной научной конференции с международным участием (3-5 июня 2013 года). -ФГБУН Институт металлургии и материаловедения им. A.A. Байкова РАН. - М.: ООО «Ваш полиграфический партнер», 2013. - С. 185.

23. Леушина, Л.И. Варианты рециклинга шламов селитровых ванн в литейно-металлургических технологиях / Л.И. Леушина, А.Н. Грачев, К.А. Маслов, И.О. Леушин // Новые технологии наукоемкого машиностроения: приоритеты развития и подготовка кадров: сб. статей Международной научно-практической конференции (16 мая 2013 года). - Казань: Изд-во Казан, гос. техн. ун-та, 2013. - С. 69-71.

24. Леушина, Л.И. Некоторые пути обеспечения рационального использования материалов, повышения энергоэффективности и экологической безопасности процесса литья по выплавляемым моделям / Л.И. Леушина, A.B. Нищенков, В.А. Ульянов // Труды одиннадцатого Съезда литейщиков России (16-20 сентября 2013 года, г. Екатеринбург).-НижнийТагил: Изд-воУВЗ, 2013.-С. 379-382.

25. Леушина, Л.И. Инновационные технические решения повышения трещиностойкости оболочковых форм литья по выплавляемым моделям / Л.И. Леушина, В.А. Ульянов, A.B. Нищенков // Теория и технология металлургического производства-2013.-№1(13). -С. 48-49.

26. Леушина, Л.И. К вопросу образования неметаллических включений в стальных отливках, полученных в оболочковых формах с применением низкотемпературного прокаливания / Л.И. Леушина, В.А. Ульянов // Прогрессивные литейные технологии: труды VII Международной научно-практической конференции (11-15 ноября 2013

года). - Москва: Изд-во НИТУ МИСиС, 2013. - С. 249-253.

27. Leushin, I.O. Predicting gas-defect formation on changing the investment-casting technology / I.O. Leushin, V.A. Ul'yanov, L.I. Leushina // Steel in Translation. - 2013. -№43(11).- PP. 681-683.

28. Leushin, I.O. Investment casting: technical solutions to saving of resources / I.O. Leushin, L.I. Leushina, A.N. Grachev, V.A. Ulyanov // CIS Iron and Steel Review. - 2013. - PP. 6-8.

29. Леушина, Л.И. Некоторые примеры реализации ESID-концепции в практике литья по выплавляемым моделям / Л.И. Леушина // Актуальные вопросы развития науки: сб. статей Международной научно-практической конференции (14 февраля 2014 года). -Уфа: РИЦ Баш ГУ, 2014. - Ч. 1. - С. 95-97.

30. Леушина, Л.И. Варианты интенсификации процесса прокаливания оболочковых форм точного литья / Л.И. Леушина // Современные инновации в науке и технике: сб. науч. тр. 4-й Международной научно-практической конференции, посвященной 50-летию Юго-Западного государственного университета (17 апреля 2014 года). -Курск: Изд-во Юго-Зап. гос. ун-т, 2014. - Т.2. - С. 379-384.

Патенты на изобретения

31. Способ изготовления многослойных оболочковых литейных форм по выплавляемым моделям [Текст]: пат. №2433013 РФ: МПК В22С9/04 / авторы и заявители Леушин И.О., Леушина Л.И., Нищенков A.B., Смыслов С.Б., Субботин А.Ю.; патентообладатель ГОУ ВПО «Нижегородский государственный технический университет им. P.E. Алексеева», опубл. 10.11.2011,Бюл. №31.

32. Положительное решение по заявке на патент «Способ изготовления многослойных оболочковых литейных форм по выплавляемым моделям» от 24.06.2014. Заявка №2013138973 от 20.08.2013. Авторы: Леушин И.О., Грачев А.Н., Леушина Л.И.

33. Положительное решение по заявке на патент «Обсыпочный материал для изготовления оболочковых форм по выплавляемым моделям» от 15.07.2014. Заявка №2013147255 от 22.10.2013. Авторы: Леушин И.О., Леушина Л.И., Ульянов В.А.

34. Положительное решение по заявке на патент «Способ изготовления отливок по выплавляемым моделям» от 15.07.2014. Заявка №2013151243 от 18.11.2013. Авторы: Леушин И.О., Грачев А.Н., Леушина Л.И.

35. Положительное решение по заявке на патент «Способ изготовления многослойных оболочковых литейных форм по выплавляемым моделям» от 17.07.2014. Заявка №2013147231 от 22.10.2013.Авторы: Леушин И.О., Леушина Л.И., Ульянов В.А.

Подписано в печать 10.10.14. Формат 60x84 Vi6. Бумага офсетная. Печать офсетная. Уч.-изд. л. 1,0. Тираж 150 экз. Заказ 659.

Нижегородский государственный технический университет им. P.E. Алексеева.

Типография НГТУ. Адрес университета и полиграфического предприятия: 603950, г. Нижний Новгород, ул. Минина, 24.