автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.06, диссертация на тему:Технология устранения дефектов стального литья экзотермической наплавкой

На правах рукописи

Кувшинова Наталья Николаевна

ТЕХНОЛОГИЯ УСТРАНЕНИЯ ДЕФЕКТОВ СТАЛЬНОГО

Специальность 05.03.06 - технологии и машины сварочного производства

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Тольятти - 2004

Работа выполнена на кафедре «Оборудование н технология сварочного производства» Тольятти некого государственного университета

Научный руководитель кандидат технических наук, профессор

Казаков Юрий Васильевич

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор

Перевезенцев Борис Николаевич

Ведущее предприятие ОАО «Волгоцеммаш»

Защита состоится 28 декабря 2004 г. в 15 чаоов на заседании диссертационного совета Д 212.264.01 в Тольяттинском Государственном университете по адресу: 445667, г. Тольятти, ул. Белорусская, 14, актовый зал УНИ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тольяттинского государственного университета.

Автореферат разослан 26 ноября 2004 г.

Ученый секретарь

кандидат технических наук ФильченковДмитрий Иванович

диссертационного совета доктор техн. наук, профес<

ЗибровП.Ф.

4Ьк90

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Небольшие поверхностные дефекты типа усадочных и газовых раковин объёмом до 10...25 * 1СГ4 м3 составляют более 60 % всех дефектов стального литья. Поверхностные дефекты являются концентраторами напряжений при эксплуатации изделий и могут существенно понизить прочность литых деталей. Кроме того, поверхностные дефекты ухудшают товарный вид изделий. Поэтому их обычно заваривают ручной дуговой или газопламенной сваркой. Перед заваркой дефекта требуется его механическая разделка и подогрев. Расходуются дорогостоящие электроды или газы, операция заварки трудоёмка, требует наличия сварочного оборудования и высокой квалификации сварщика. Так, например, в ремонтно-литейном цехе АО АвтоВаз на заварке дефектов работают два сварщика 5-го разряда. Всё это увеличивает затраты на осуществление процесса заварки поверхностных дефектов литья.

Более экономичным процессом является экзотермическая наплавка, при которой нет необходимости в разделке дефекта, не требуется электроэнергия, горючие газы, электроды и сварочное оборудование. В качестве ингредиентов термитной шихты используются отходы металлургического производства и дешёвые порошки первичного алюминия. Резко снижаются требования к квалификации рабочих. Обеспечивается высокая производительность процесса.

Однако процесс экзотермической наплавки изучен и освоен лишь для устранения крупных дефектов или восстановления крупных частей машин и механизмов, для которых требуется более трёх килограмм термитной шихты (~1,5 кг наплавляемого металла). Сведения о технологии наплавки малыми порциями шихты, с выходом наплавляемого металла менее 0,3 кг, в литературе отсутствуют. Это связано с трудностями зажигания и обеспечения горения малых порций шихты: процесс горения не успевает установиться, сплошной слиток металла массой менее 03 кг по известным технологиям экзотермической наплавки получить практически невозможно. Особенности процесса наплавки в этих условиях не исследованы.

Это обуславливает актуальность темы работы.

Цель работы. Снижение затрат на заварку поверхностных дефектов стальных деталей посредством разработанной технологии экзотермической наплавки с использованием небольших объёмов термитной шихты.

Анализ известных решений в области технологии экзотермической наплавки позволил установить, что для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- определить состав термитной шихты, обеспечивающий стабильное протекание экзотермической реакции и формирование слитка термитного металла при малой порции Шихты; ._:_

РОС. НАЦИОН ЛГ V.

3 биёмжош ->.

1-1 и. Петого 1)р!

- определить особенности формирования наплавленного металла;

- разработать технологию экзотермической заварки малых дефектов и оснастку для его осуществления.

Методы исследования Поставленные задачи решались экспериментально, состав компонентов шихты и наплавленного металла исследовали путём химического анализа. Металлографические исследования структуры металла в зоне наплавки производили на агрегатном микроскопе ЕС МЕТАМ РВ - 21. Фотосъёмку макро и микроструктуры выполняли с помощью цифровой фотокамеры NIKON Cool PIX 4500 с последующей обработкой на компьютере. Аналитические исследования температурного поля выполнялись с помощью компьютерной программы MathCAD.

Основные положения н результаты, выносимые на защиту.

1. Аналитические зависимости и экспериментально установленные соотношения, обеспечивающие точную дозировку шихты в завися- -мости от объема малых дефектов стального литья

2. Методика расчёта и конструкция технологической оснастки.

3. Технологические условия, обеспечивающие качественное сплавление наплавленного металла с основным.

4. Технологический процесс экзотермической наплавки малых дефектов стального литья.

Научная новизна работы

1. Доказана возможность устранения поверхностных дефектов стального литья типа открытых раковин, объёмом (10...25) * 10^ м3 путем экзотермической наплавки с помощью термитной шихты, заключённой в форму, устанавливаемую на поверхности обрабатываемой детали.

2. Установлен сбалансированный состав шихты для экзотермической наплавки при устранении малых поверхностных дефектов литья: 30% алюминия и 70% оксида железа Fe304> в качестве которого взята окалина после дробеструйной обработки стальных деталей, причём грануляция порошка смеси компонентов должна составлять 10...40 мкм.

3. Разработана методика расчёта формы для экзотермической заварки малых дефектов стального литья, заключающаяся в определении размеров формы по предложенным формулам в зависимости от размеров наружного контура дефекта и объёма его полости.

4. Экспериментально установленая зависимость формирования наплавленного металла от расположения термитной шихты относительно формы, заключающаяся в том, что полость над поверхностью шихты отрицательно влияет на сплавление наплавленного металла с основным, обуславливая непровар в центральной части наплавки. Доказано, что сплошное оплавление внутренней поверхности завариваемого дефекта и надёжное сплавление, наплавленного металла с основным можно получать, заполнив термитной шихтой полость крышки формы.

S. Установлено, что цикл экзотермической наплавки при стабильном течении процесса может обеспечить практически полное отсутствие пористости наплавленного металла. Технологические меры по уменьшению пористости должны быть направлены на повышение стабильности экзотермической реакции.

Определена основная причина повышения твёрдости наплавленного термитного металла, которая заключается в образовании в процессе экзотермической реакции иитерметаллвдов типа Fe,jA!m, распределенных в наплавленном металле в виде мелкодисперсных включений.

Практическая ценность результатов работы

Разработанные и экспериментально проверенные состав термитной шихты, конструкция оснастки (формы) и методика её расчёта, а также исследованные условия качественной наплавки термитного металла, позволили разработать технологию экзотермической заварки малых дефектов стального литья, обеспечивающую снижение затрат на заварку поверхностных дефектов. Технология прошла промышленное опробование на Волжском автомобильном заводе и пригодна для применения в литейных цехах машиностроительных заводов.

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на первой научно-практической конференции молодых специалистов АО «АВТОВАЗ» 28 - 29 октября 1999 г., г. Тольятти, на Всероссийской научно - технической конференции с международным участием «Прогрессивные технологические процессы в машиностроении» 15.,.17 мая 2002 г., г. Тольятти, на Всероссийской научно—технической конференции «Сварка - XXI век. Теория и методика, повышение качества профессионального образования и аттестация специалистов сварочного производства» 25...27 сентября 2002 г., г. Тольятти и на объединённом научном семинаре кафедр «Оборудование и технология сварочного производства», «Оборудование и технология пайки» и «Восстановление деталей машин» Тольяттинского Государственного университета 7 мая и 11 ноября 2004 г.

Публикации

По результатам выполненных исследований имеется 8 публикаций: две статьи в журнале «Сварочное производство», три статьи в сборниках, три патента РФ на изобретения {№ 2129057, № 2182063 и патент по заявке Ла 20031244722/20, по которой Роспатентом 4 июня 2004 г. принято положительное решение).

Структура и объём работы

Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка использованной литературы и приложения. Ход и результаты работы изложены на 15S страницах машинописного текста, иллюстрированы 47 рисунками и 11 таблицами. Список использованной литературы содержит 130 наименований литературных источников информации.

ОСНОВНОЕ СОД ЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность выбранной темы, сформулирована цель работы.

ГЛАВА 1. Особенности экзотермической наплавки.

Проанализированы следующие особенности экзотермической наплавки: принцип процесса, способы, параметры режима, компоненты термитной шихты, оснастка.

Принцип процесса экзотермической наплавки состоит в нанесении на поверхность металлической детали жидкого металла, получаемой в результате экзотермической реакции металла - восстановителя с окислом металла. Образующаяся окись металла - восстановителя уходит в шлак и служит защитой от атмосферного воздействия.

Основными способами экзотермической реакции являются наплавка литьем расплавленного металла и наплавка плавлением. Реже применяют наплавку термитным стержнем и экзотермическую наплавку в поле центробежных сил.

При экзотермической наплавке литьем расплавленного металла термитную шихту поджигают в тигле, расположенном над огражденным, предварительно подогретым дефектом. После реакции перегретый металл выливают на дефект. Термитная сталь плавит подогретый основной материал и соединяется с ним. Чаще всего этот способ применяют, когда нужно создать определенную форму поверхности. Нагрев тигля и потеря тепла во время заливки металла в форму существенно понижают КПД процесса. Кроме того, известная минимальная порция термитной шихты для этого способа наплавки составляет 3 кг.

При наплавке плавлением термитную шихту насыпают в огражденный дефект и возбуждают экзотермическую реакцию, во время которой термитный металл заполняет дефект, а шлак всплывает наружу. Так как экзотермическая реакция идет непосредственно на поверхности обрабатываемой детали, то можно не использовать предварительный подогрев, но невозможно сосредоточить большое количество тепловой энергии на малой площади, что так необходимо при заварке малых дефектов.

Наплавку термитным стержнем осуществляют по принципу ручной дуговой наплавки: термитный стержень из прессованной экзотермической смеси зажимают в электрододержатель, поджигают и заваривают нужный участок. При этом невозможно регулировать скорость наплавки, ио можно сосредоточить большое количество тепла на малом участке. В литературе указана лишь возможность применения термитных стержней для наплавки, подробно этот процесс не описан.

В середине 90-х годов появились сведения об экзотермической наплавке в поле центробежных сил. Термитную шихту помещают внутрь втулки, которую закрывают заглушками, вращают, шихту поджигают, выделившийся термитный металл равномерно распределяется по полости втулки и наплавляется. Трудность этого способа состоит в

поджигании шихты во время вращения детали. На первом этапе данной работы была сделана попытка устранить этот недостаток. Предложено помещать внутрь втулки запал, состоящий из вещества или смеси веществ, воспламеняющихся при трении (патент РФ № 219057).

К параметрам режима экзотермической наплавки следует отнести температуру предварительного подогрева и скорость наплавки, которая зависит от скорости протекания экзотермической реакции. Необходимость предварительного подогрева возникает в результате потерь тепла в ходе экзотермической реакции и всего процесса наплавки. Однако единые рекомендации по выбору температуры предварительного подогрева отсутствуют.

Существенное влияние на скорость наплавки может оказывать состав термитной шихты. Термитная шихта может состоять из оксида наплавляемого металла (железная окалина, гематит и др.), металла-восстановителя (алюминий, магний и др.), металлического наполнителя (стальная обсечка, ферросплавы и др.), технологической добавки (оксид марганца, сода и др.) и связующего вещества (жидкое стекло, ПВА и др.). Основными компонентами термитной шихты являются оксид наплавляемого металла и металл-восстановитель. Остальные компоненты добавляют, если стремятся получить наплавляемый металл определенного состава или регулировать параметры наплавки.

В результате анализа известных способов наплавки сформулирована гипотеза, что осуществить экзотермическую наплавку малых дефектов можно, если разработать способ, совмещающий в себе преимущества известных способов наплавки и по возможности свободный от их недостатков.

Таким образом, в процессе выполнения исследований необходимо решить следующие задачи.

1. Определить состав термитной шихты, обеспечивающий стабильное протекание экзотермической реакции и формирование термитного металла при малой порции шихты.

2. Определить условия качественного формирования наплавленного металла.

3. Разработать технологический процесс экзотермической заварки малых дефектов и оснастку для его осуществления.

ГЛАВА 2. Определение состава термитной шихты для заварки малых дефектов.

2,1, Определение количества основных компонентов шихты.

Оптимальным соотношением основных компонентов принято соотношение 30% алюминия и 70% железной окалины. Такое соотношение обеспечивает максимальную калорийность, необходимую для качественной наплавки при применении небольшой порции термитной шихты.

2.2. Грануляция компонентов термитной шихты.

Брали четыре труппы шихты различной грануляции: 0,5.. .1,0 мкм, 10...40 мкм, 0,3...0,5 мм и 0,8...1,0 мм. Масса порций смеси в каждой группе составляла 0,2 кг. Компоненты смеси каждой труппы смешивали и засыпали в форму - цилиндрический стакан из формовочной земли. Стакан закрывали крышкой с центральным отверстием, через которое шихту поджигали. Наилучший результат показала шихта с грануляцией 10,..40 мкм: прореагировало 50% шихты, время горения шихты составило 5 с, брызги разлетались в радиусе 5-6 метров, после горения образовалось несколько отдельных слитков металла, вкрапленных в шлак, составлявших 10% прореагировавшей смеси.

Шихта с грануляцией 10...40 мкм представляла собой смесь алюминиевого порошка АПВ-4 и железной окалины после дробеметной очистки стальных изделий. Этот состав принят для дальнейших исследований.

2.3. Выбор способа уплотнения термитной шихты.

Наилучшим уплотнителем признано натриевое жидкое стекло,

которое добавляли в количестве 12 - 15% сверх 100% массы основных компонентов. Плотность применяемого жидкого стекла составляла (0,49...0,52) * 10' кг/м3. В результате экзотермическая смесь прореагировала полностью, получен слиток металла плотностью 7,0- 103 кг/м3 , выход слитка металла составил 60,32%, время горения шихты составило 17,1с (увеличилось в 3,4 раза), брызги разлетались в радиусе 3-4 метра (уменьшились на 1м).

2.4. Исследование химического состава термитной стали.

Химический анализ слитка, полученного при сжигании шихты,

замешанной на жидком стекле, показал, что экспериментальная термитная сталь имеет состав 0,15% С; 0,76% 0,39% Мп; 0,01% Р; 0,28% Сг; 1,8% Си; 6,6% А1; 0,15% N1 Известная термитная сталь, полученная из шихты с обычной кузнечной окалиной, имеет несколько другой состав: 0,1% С; 03% 81; 0,2% Мп; 0,01% 8; 0,01% Р.

Алюминий, медь и частично кремний могли перейти из алюминиевого порошка, который дополнительно содержит 4% Си, 0,5% Ме и 0,4% 81. Чтобы понять, откуда взялись дополнительные легирующие компоненты, был проведен химический анализ окалины после дробеструйной обработки стальных изделий. Химический состав экспериментальной окалины был следующий: 0,15% С; 0,69% вц 2,28% Мп; 1,37% Сг; 0,45% Си; 0,1% Мо; 0,69% 0,03% Р; 0,03% 8. Химический состав обычной окалины представлял собой; 0,15% С; 0,35% 81; 0,35% Мп; 0,03% Р; 0,03% в.

В результате анализа установлено, что экспериментальная окалина обогащает наплавленный металл легирующими элементами.

2.5. Исследование влияния технологических добавок к шихте на качество термитной стали.

С цепью проверки возможности повышения плотности термитной стали и стабильности горения термитной шихты проведены исследования по влиянию на эти факторы технологических добавок (соды, буры н фтористого натрия). В термитную шихту технологическую добавку добавляли в количестве 0,5...5,0 % с шагом 0,5% и наблюдали ее влияние на время горения, выход слитка и плотность слитка. Во всех случаях повышалась стабильность горения (брызги разлетались в радиусе 0,5 -2,0 м), время горения (до 60 с) и выход слитка (до 62,67%). Однако плотность металла всегда получалась ниже, чем у образцов без технологических добавок. В целях повышения стабильности горения можно рекомендовать добавку к термитной шихте 0,45...0,55% соды, но при этом на 03% уменьшается плотность слитка (до 6,7* 10? кг/м3). Для дальнейших исследований термитную шихту с технологическими добавками не применяли.

ГЛАВА 3. Условия качественного формирования наплавленного металла.

3.1. Предварительный подогрев зоны наплавка.

Для определения температуры предварительного подогрева зоны наплавки подготовили образцы размером 120 * 120 * 30 мм из стали 45 с имитатором дефекта глубиной 1,5 см и диаметром 3,5 см. Термитную шихту с жидким стеклом помещали в стакан без днища, сушили до затвердевания жидкого стекла н устанавливали на имитатор дефекта, подогретый до температуры или 200,..300°С, или 400...500°С, или 600...700°С, или 800.,.900®С и осуществляли наплавку. Наилучшее сплавление (90...100%) наплавленного металла с основным получено при температуре предварительного подогрева 800...900°С. Этот режим подогрева был принят за основу для дальнейших исследований. С увеличением температуры предварительного подогрева одновременно с улучшением качества сплавления снижалась пористость от 15...20 до 4...6%. Однако полностью избавиться от непровара в центральной части дефекта и пористости не удалось.

3.2. Определение условий качественного сплавления наплавленного металла с основным,

За основную причину образования непровара была принята неравномерность динамического воздействия на зону наплавки газов, образующихся в процессе экзотермической реакции. Предположили, что непровар возникает в центре дефекта из-за уменьшения давления газов против отверстия в крышке. Решено было закрыть отверстие термитной шихтой, заполнив ею полость крышки. Форму в этом случае изготавливали за одно целое с крышкой в виде стакана с овальным дном. Заполняли эту форму термитной смесью с открытого торца стакана и произ-

водили наплавку. Непровар был устранен: качественное сплавление наблюдалось у 100% образцов.

3.3. Исспедоване условий снижения пористости наплавленного металла.

Бшо решено найти минимально допустимое время, за которое поры успеют выйти за пределы сварочной ванны.

За основу определения ^д приняли формулу Стокса, которая определяет скорость и движения шарика в вязкой жидкости:

97 *

м/с

Дм рм,= 6,7 • 10*э кг/м3, рл = 0,00028 кг/м\ g = 9,8 м/с1, т) = 0,0029 кг/м с скорость поры будет равной:

о = 4,82 -Л2

Из треугольника MON (рис. I) можно определить расстояние, которое пройдет пора:

M г о

JJ

Рис. 1. Схема к расчету времени Lb выхода пузырька газа из сварочной ванны.

Время tmio, необходимое для выхода поры: oun о 4,82-R2 Y UJ

0)

Дальше расчетным путем определяли реальное время пребывания сварочной ванны в жидком состоянии. Была принята следующая схема (рис. 2).

i

10

Рис,2. Расч&гкая схема для определения времени пребывания металла сварочной ванны в жид-

ком состоянии.

В поверхностном слое полубесконечного тела Х = ±оо;У = ±оо;2 = оо ограниченного плоскостью 2<=0,ъ объёме, представляющем собой полусферу с радиусом 1^ = 3, где Э - глубина завариваемого дефекта мгновенно выделилось тепло О. Временем горения шихты, вследствие его малости (< 20 с), пренебрегали, считая, что в течение этого времени тепло обрабатываемой детали не передаётся. Температурное поле от распределенного источника получилось следующим:

ГМЗЗШЧ-^М1^-

г,(в о

ш

Подогрев будет влиять на время пребывания металла сварочной ванны в жидком состоянии, его необходимо учитывать при расчётах. Модель температурного поля, создаваемого подогревом, схематизировали следующим образом. Предположили, что в начале координат (рис. 2) действовал в течение времени ^ точечный источник тепла мощностью Ома- За время подогрева ^ он создаст температурное поле:

]

Лк7 №

ЧЙ

Температура Т внутри сферы радиусом Ко в любой момент времени I, будет равна сумме температур Т] и Т^:

Г(г,0=7;(г)/)+Г1(г,/).

Температура Т(г,г) = Т„ в начальный момент времени будет максимальной. По литературным данным приняли, что температура расплавленного металла, выделившегося при экзотермической реакции Т„ = 2700°С. Затем температура будет уменьшаться н через некоторое время ^Пя достигнет значения температуры плавления (ТШ1е=1500°С) . Решая относительно I уравнение т;(г,*)+7Пг>0=Т„ (2), найдём время пребывания металла при температуре Т > Тщ, на глубине г. Решения уравнений (1) и (2) на ЭВМ с помощью программы МаШСАО получили в виде совмещенного графика. Из этих решений следует, что в центре ванны 1ж= 21,43с, а у её границы («=9,27 е., тогда как время выхода пузырьков газа 0 0,1 мм составляет соответственно 1,66 с и 0,11 с. Следо-

вательно практически все газовые пузырьки за время, в течение которого металл ванны находится при температуре Т > Тщ, успевают выйти на поверхность ваяны. Однако в наплавленном металле наблюдались отдельные поры 0 0,1 ...ОД мм, что можно объяснить нестабильным характером процесса, вследствие чего перемешивающимся жидким металлом могут захватываться газы.

Из этих расчётов следует, что при стабильном течении экзотермического процесса наплавленный металл может быть свободен от пор. Основной причиной появления пор в наплавленном металле является нестабильный, бурный характер экзотермической реакции. Технологические меры снижения пористости должны быть направлены на стабилизацию термитной реакции.

3.4. Структур* и механические свойства металла в зоне наплавки.

Наплавленный с помощью экзотермической реакции металл имеет крупнозернистую, предположительно феррнгную, сгруиуру. Глубина проплавяения основного металла составляла 0,5...0,7 мм, что вполне приемлемо для наплавки. Зона сплавления основного металла с наплавленным имеет ширину 0,7.,,0,3 мм и представляет собой грубую пер-литно-феррнтную структуру.

Механические свойства (прочность) наплавленного металла и соединения в целом проверяли косвенно путем пересчета результатов измерения твердости.

Оказалось, что предел прочности основного металла в зоне термического влияния (ЗТВ) примерно соответствует прочности горячека-таиной стали 45: 67,5 кге/мм?, против 55,0...69,0 кгс/мм2 по известным данным.

Повышению твердости наплавленного металла способствовали две причины. Первая причина заключалась в термическом цикле процесса экзотермической наплавки, обуславливающем относительно медленное охлаждение наплавленного металла. Это способствовало образованию в нем ферритно-цементитной структуры, обладающей повышенной твердостью и прочностью. Вторая причина крылась в наличии относительно большого количества алюминия в наплавленном металле. В результате в наплавленном металле появились частые иктерметалли-ческие включения типа Ре„А]и, мнкротвердость которых более, чем в два раза была выше микротвердосга ферритной основы наплавленного металла: 947,8.. ,1030 кгс/мм2 против 412...458 кгс/мм2.

Прочность наплавленного металла плавно возрастает от зоны сплавления к центру наплавки и на 12...14 % превышает прочность основного металла в ЗТВ. В то же время резкие перепады твёрдости и прочности в сварном соединении отсутствуют, что должно положительно сказаться на работоспособности наплавки.

Таким образом, экзотермическая наплавка при заварке дефектов стальных деталей по разработанной в результате исследований техно-

логин обеспечивает достаточную прочность наплавленного металла и металла зоны термического влияния, соизмеримую с прочностью основного материала.

ГЛАВА 4. Технология экзотермической наплавки.

4.1. Разработка технологической оснастки.

Форму для осуществления наплавки сделали в виде втулки, заканчивающейся эллиптическим сегментом или полусферой (рис. 3), которую заполняют термитной шихтой, сушат до затвердевания связующего вещества, устанавливают на дефект и после окончания экзотермической реакции снимают. Предполагалось, что такая форма позволит совместить преимущества рассмотренных в главе 1 способов наплавки.

Предложена методика расчета размеров формы. Целесообразно внутреннюю полость формы делать с поперечным сечением в виде эллипса, описанного вокруг дефекта. Если контур дефекта близок к кругу, то форму следует делать цилиндрической, Выведены расчетные формулы для определения высоты формы:

а) эллиптическая форма: б) цилиндрическая форма:

5

1 - полость дефекта;

2 - изделие;

3 - форма;

4 - термитная смесь;

5 - отверстие для поджигания термитной смеси.

Рис.3, форма для экзотермической наплавки малых

дефектов.

=———^ + 0,018, М аЬ

Н, =¿^±+0,023 м, Я

1,6 к

где Удсф, — объем дефекта, м3; а и Ь соответственно большая и малая полуосн эллипса, описанного вокруг контура дефекта, м; Л—радиус окружности, описанной вокруг контура дефекта, м.

4.2. Типовой технологический процесс заварки поверхностных дефектов стального литья.

Предложенный типовой технологический процесс начинается с операции очистки полости дефекта с помощью стальной кисти. Затем в полость дефекта засыпают песок и, ссыпая его в мерную ёмкость, определяют объём полости дефекта. Следующая операция - измерение поверхностного контура дефекта. Четвёртая операция - расчёт высоты формы с использованием данных, полученных при измерениях объёма и линейных размеров дефекта. Пятая операция - изготовление формы из песчаной смеси. Форму устанавливают на поверхность обрабатываемой детали так, чтобы она полностью перекрывала контур дефекта, и очерчивают её контур термокарандашом. Такая разметка положения формы над дефектом позволяет в последующем правильно установить форму на подогретую деталь, и контролировать температуру подогрева.

Затем должна быть подготовлена термитная шихта. При необходимости в отдельных случаях для стабилизации процесса горения термитной шихты в неё может быть добавлена сода в количестве 0,45...055%. При этом количество алюминия и окалины должно быть пропорционально уменьшено. Заполненные шихтой формы сушат в сушильном шкафу при 200°С в течение 2 часов.

Все операции, описанные выше, целесообразно выполнять при заварке дефектов только в опытном производстве. В серийном производстве однотипных деталей накопленная статистика позволит определить типовые для данных деталей размеры возможных дефектов и разработать типовые формы, которые можно будет изготавливать заранее, как изготавливают электроды для дуговой сварки. Разметка положения формы над дефектом должна выполняться в этом случае с использованием пустой формы - макета.

Следующая операция - подогрев зоны дефекта. Подогрев ведут до температуры 800...900'С, контролируя нагрев по следу термокарандаша, оставленного при разметке положения формы над дефектом. По этому же следу форму с шихтой устанавливают на поверхность подогретой детали. Затем газопламенной горелкой поджигают термитную шихту через отверстие в крышке формы. После окончания горения шихты с помощью молотка разбивают и удаляют вначале форму, а затем шлаковый каркас, образовавшийся при сгорании шихты. После очистки поверхности наплавленного металла от крупных остатков шлака производят механическую обработку образовавшегося усиления наплавленного металла. Последняя операция - контроль качества - может включать в себя только визуальную проверку на отсутствие раковин на поверхности наплавленного металла.

4.3. Опытпо-промычтеппое опробование разработанного технологического процесса,

В ремонтио-литейном цехе металлургического производства АО АвтоВАЗ по разработанной технологии заварен дефект «усадочная раковина» 050 мм и глубиной 30 мм на отливке «Кольцо» диаметром 1010 мм и размерами в поперечном сечении 150x80 мм из сплава Х19Н36БЛ. Службой контроля качества ремонтно-литейного цеха кольцо с выполненной заваркой дефекта было признано годным к эксплуатации. Заваренная отливка была принята в производство для использования по назначению на термических печах.

По результатам опытно-промышленного опробования был сделан вывод о том, что предложенный технологический процесс применим в литейном производстве. В металлургическом производстве АвтоВАЗа разработан план мероприятий по освоению экзотермической заварки дефектов литья при серийном изготовлении отливок.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Экспериментально доказана возможность устранения малых поверхностных дефектов стального литья объёмом (10...25)10*® м1 путём экзотермической наплавки с помощью термитной шихты, заключённой в устанавливаемую на поверхности обрабатываемой детали форму, выполненную в виде стакана с овальным днищем, снабжённым отверстием для зажигания шихты. Предложенная методика и формулы для определения размеров формы обеспечивают точную дозировку шихты в зависимости от объёма дефекта.

2. Для экзотермической наплавки при устранении малых дефектов наиболее эффективна шихта, замешанная на жидком натриевом стекле содержащая 29...31% алюминиевого порошка АПВ-4 и б9..,71% оксвда железа РезО«, в качестве которого должна быть взята окалина после дробеструйной обработки стальных деталей, прошедших термообработку. Грануляция порошка смеси компонентов должна составлять 10. ..40 мкм. Добавка 0,45...0,55% соды несколько повышает стабильность горения шихты и выход термитного металла, но может понизить его плотность.

3. Полное сплавление наплавляемого металла с основным можно получать при предварительном подогреве зоны дефекта до 800...900°С, при заполненной шихтой полости крышки шихты. При этом цикл экзотермической наплавки обеспечивает возможность выхода на поверхность сварочной ванны пузырьков газа диаметром более 0,02 мм. Пористость наплавленного металла не превышает 2 балла, что обеспечивает его плотность в пределах допуска на литьё. Технологические меры по уменьшению пористости должны быть направлены на повышение стабильности экзотермической реакции.

4. Разработанный на основе результатов исследований типовой технологический процесс обеспечивает качественную заварку дефектов

объёмом (10...25) * 10"6 м3 на поверхности стальных литых деталей. Механические свойства металла в зоне наплавки близки к свойствам основного металла. Повышение твёрдости наплавленного металла происходит в основном за счёт образования в нём интерметаллидов типа FerAV

5. Опытно-промышленная проверка показала, что предложенный технологический процесс заварки малых поверхностных дефектов стального литья пригоден для применения в литейных цехах машиностроительных заводов. Применение разработанного технологического процесса экзотермической наплавки обеспечивает уменьшение затрат на вспомогательные материалы в 1,4 раза, снижает трудоёмкость процесса в 1,5 раза и уменьшает расход электроэнергии. Это свидетельствует о том, что цель работы достигнута.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИОННОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ОПУБЛИКОВАНЫ В 8 РАБОТАХ:

1. Казаков Ю.В., Корнилов ВЛ, Кувшинова Н.Н, Способ ремонта деталей с открытыми поверхностными дефектами. Патент РФ № 2182063, от 11.11.1999 г., МКИ 7 В23Р6/00, В23К23/00.

2. Казаков Ю. В., Кувшинова Н, И. Способ центробежной наплавки. Патент РФ № 2129057 от 01.10.96, МКИ В22Д19Л0, В23К23/00.

3. Казаков Ю. В., Кувшинова Н. Н. Технология экзотермической заварки малых дефектов стального литья. // Вестник № 2. Сборник трудов всероссийской научно-техн. конференции. Сварка XXI век. Теория и методика, повышение качества профессионального образования и аттестация специалистов сварочного производства. Тольятти, 2002 г.

4. Кувшинова Н. Н. Технология экзотермической наплавки открытых дефектов металлических отливок. // Сборник избранных докладов. Первая научно-техническая конференция молодых специалистов АО АВТОВАЗ. 28 - 29 окт. 1999, Тольятти.

5. Кувшинова Н. Н., Казаков Ю. В. О возможности применения экзотермической смеси для заварки мелких дефектов литья. // Межвузовский сборник научных трудов. Часть 2. Наука, техника, образование г. Тольятти и Волжского региона. - Тольятти: 1999.

6. Кувшинова Н. Н., Костин В. И. Расчет минимального времени существования жидкой фазы наплавляемого металла. // Сварочное производство, № 2,2000.

7. Кувшинова Н. Н., Костин В. И., Бушев В. А. Определение времени существования жидкой фазы наплавляемого металла при экзотермической наплавке.//Сварочное производство,№ 9,2001.

8. Казаков 10. В., Кувшинова Н. Н. Патент по заявке № 20031244722/20, по которой Роспатентом 4 нюня 2004 г. принято положительное решение.

Подписано в печать 19.11,2004 г, Формат60*80 1/16, Бумага писчая. Печать оперативная. Усл.-печл. 1,16. Уч.-изд.л. 0,8 Тираж 100 экз. Заказ № . Бесплатно

Тольятгинский государственный университет 445667, г. Тольятти, ул. Белорусская, 14

i I I

РНБ Русский фонд

2007-4 16490

г ь

п m ш

\ -X Л

Аннотация

Введение

Глава 1. Особенности экзотермической наплавки

1.1. Принцип процесса экзотермической наплавки

1.2. Основные способы экзотермической наплавки

1.3. Параметры режима процесса экзотермической наплавки

1.4. Компоненты термитной шихты

1.4.1. Основные компоненты

1.4.2. Легирующие добавки в термитной шихте

1.4.3. Металлический наполнитель

1.4.4. Технологические добавки

1.4.5. Связующие вещества

1.5. Оснастка для экзотермической наплавки

1.6. Задачи исследования

Глава 2. Определение состава термитной шихты для заварки малых дефектов

2.1. Определение количества основных компонентов шихты

2.2. Грануляция компонентов термитной шихты

2.3. Выбор способа уплотнения термитной шихты

2.4. Исследование состава термитной стали

2.5. Исследование влияния технологических добавок к шихте на качество термитной стали

Выводы

Глава 3. Особенности формирования наплавленного металла

3.1. Предварительный подогрев зоны наплавки

3.2. Определение условий качественного сплавления наплавленного металла с основным

3.3. Исследование условий снижения пористости наплавленного металла

3.4. Структура и механические свойства металла в зоне наплавки

Выводы

Глава 4. Технология экзотермической наплавки

4.1. Разработка технологической оснастки

4.2. Типовой технологический процесс заварки поверхностных дефектов стального литья

4.3. Опытно-промышленное опробование разработанного технологического процесса

Выводы

Актуальность темы. Небольшие поверхностные дефекты типа усадочных и газовых раковин объёмом до (10.25) • 10"бм3 составляют более 60 % всех дефектов стального литья. Поверхностные дефекты являются концентраторами напряжений при эксплуатации изделий и могут существенно понизить прочность литых деталей. Кроме того, поверхностные дефекты ухудшают товарный вид изделий. Поэтому их обычно заваривают ручной дуговой или газопламенной сваркой. Перед заваркой дефекта требуется его механическая разделка и подогрев. Расходуются дорогостоящие электроды или газы, операция заварки трудоёмка, требует наличия сварочного оборудования и высокой квалификации сварщика. Так, например, в ремонтно-литейном цехе АО АвтоВАЗ на заварке дефектов работают два сварщика 5-го разряда. Всё это увеличивает затраты на осуществление процесса заварки поверхностных дефектов литья.

Более экономичным процессом является экзотермическая наплавка, при которой нет необходимости в разделке дефекта, не требуется электроэнергия, горючие газы, электроды и сварочное оборудование. В качестве ингредиентов термитной шихты используются отходы металлургического производства и дешёвые порошки первичного алюминия. Резко снижаются требования к квалификации рабочих. Обеспечивается высокая производительность процесса.

Однако процесс экзотермической наплавки изучен и освоен лишь для устранения крупных дефектов или восстановления крупных частей машин и механизмов, для которых требуется более трёх килограмм термитной шихты (—1,5 кг наплавляемого металла). Сведения о технологии наплавки малыми порциями шихты, с выходом наплавляемого металла менее 0,3 кг, в литературе отсутствуют. Это связано с трудностями зажигания и обеспечения горения малых порций шихты: процесс горения не успевает установиться, сплошной слиток металла массой менее 0,3 кг по известным технологиям экзотермической наплавки получить практически невозможно. Особенности процесса наплавки в этих условиях не исследованы.

Это обуславливает актуальность темы работы.

Цель работы. Снижение затрат на заварку поверхностных дефектов стальных деталей посредством разработанной технологии экзотермической наплавки с использованием небольших объёмов термитной шихты.

Задачи работы. Анализ известных решений в области технологии экзотермической наплавки позволил установить, что для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- определить состав термитной шихты, обеспечивающий стабильное протекание экзотермической реакции и формирование слитка термитного металла при малой порции шихты;

- определить особенности формирования наплавленного металла;

- разработать технологию экзотермической заварки малых дефектов и оснастку для его осуществления.

Методы исследования Поставленные задачи решались экспериментально, состав компонентов шихты и наплавленного металла исследовали путём химического анализа. Металлографические исследования структуры металла в зоне наплавки производили на агрегатном микроскопе ЕС МЕТАМ РВ - 21. Фотосъёмку макро и микроструктуры выполняли с помощью цифровой фотокамеры NIKON Cool PIX 4500 с последующей обработкой на компьютере. Аналитические исследования температурного поля выполнялись с помощью компьютерной программы MathCAD.

Основные положения и результаты, выносимые на защиту.

1. Аналитические зависимости и экспериментально установленные соотношения, обеспечивающие точную дозировку шихты в зависимости от объема малых дефектов стального литья

2. Методика расчёта и конструкция технологической оснастки.

3. Технологические условия, обеспечивающие качественное сплавление наплавленного металла с основным.

4. Технологический процесс экзотермической наплавки малых дефектов стального литья.

Научная новизна работы

1. Доказана возможность устранения поверхностных дефектов г о стального литья типа открытых раковин, объёмом (10.25) ■ Ю м путём экзотермической наплавки с помощью термитной шихты, заключённой в форму, устанавливаемую на поверхности обрабатываемой детали.

2. Установлен сбалансированный состав шихты для экзотермической наплавки при устранении малых поверхностных дефектов литья: 30% алюминия и 70% оксида железа Fe304, в качестве которого взята окалина после дробеструйной обработки стальных деталей, причём грануляция порошка смеси компонентов должна составлять 10. .40 мкм.

3. Разработана методика расчёта формы для экзотермической заварки малых дефектов стального литья, заключающаяся в определении размеров формы по предложенным формулам в зависимости от размеров наружного контура дефекта и объёма его полости.

4. Экспериментально установлена зависимость формирования наплавленного металла от расположения термитной шихты относительно формы, заключающаяся в том, что полость над поверхностью шихты отрицательно влияет на сплавление наплавленного металла с основным, обуславливая непровар в центральной части наплавки. Доказано, что сплошное оплавление внутренней поверхности завариваемого дефекта и надёжное сплавление наплавленного металла с основным можно получать, заполнив термитной шихтой полость крышки формы.

5. Установлено, что цикл экзотермической наплавки при стабильном течении процесса может обеспечить практически полное отсутствие пористости наплавленного металла. Технологические меры по уменьшению пористости должны быть направлены на повышение стабильности экзотермической реакции.

6. Определена основная причина повышения твёрдости наплавленного термитного металла, которая заключается в образовании в процессе экзотермической реакции интерметаллидов типа FenAlm, распределенных в наплавленном металле в виде мелкодисперсных включений.

Практическая ценность результатов работы

Разработанные и экспериментально проверенные состав термитной шихты, конструкция оснастки (формы) и методика её расчёта, а также исследованные условия качественной наплавки термитного металла, позволили разработать технологию экзотермической заварки малых дефектов стального литья, обеспечивающую снижение затрат на заварку поверхностных дефектов. Технология прошла промышленное опробование на Волжском автомобильном заводе и пригодна для применения в литейных цехах машиностроительных заводов.

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на первой научно-практической конференции молодых специалистов АО «АВТОВАЗ» 28 - 29 октября 1999 г., г. Тольятти, на Всероссийской научно - технической конференции с международным участием «Прогрессивные технологические процессы в машиностроении» 15. .17 мая 2002 г., г. Тольятти, на Всероссийской научно - технической конференции «Сварка - XXI век. Теория и методика, повышение качества профессионального образования и аттестация специалистов сварочного производства» 25.27 сентября 2002 г., г. Тольятти и на объединённом научном семинаре кафедр «Оборудование и технология сварочного производства», «Оборудование и технология пайки» и «Восстановление деталей машин» Тольяттинского Государственного университета 7 мая и 11 ноября 2004 г.

Публикации

По результатам выполненных исследований имеется 8 публикаций: две статьи в журнале «Сварочное производство», три статьи в сборниках, три патента РФ на изобретения (№ 2129057, № 2182063 и патент по заявке № 20031244722/20, по которой Роспатентом 4 июня 2004 г. принято положительное решение).

Структура и объём работы

Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка использованной литературы и приложения. Ход и результаты работы изложены на 159 страницах машинописного текста, иллюстрированы 47 рисунками и 11 таблицами. Список использованной литературы содержит 130 наименований литературных источников информации.

Общие выводы

1. Экспериментально доказана возможность устранения малых поверхностных дефектов стального литья объёмом (10.25)10"6 м3 путём экзотермической наплавки с помощью термитной шихты, заключённой в устанавливаемую на поверхности обрабатываемой детали форму, выполненную в виде стакана с овальным днищем, снабжённым отверстием для зажигания шихты. Предложенная методика и формулы для определения размеров формы обеспечивают точную дозировку шихты в зависимости от объёма дефекта.

2. Для экзотермической наплавки при устранении малых дефектов наиболее эффективна шихта, замешанная на жидком натриевом стекле содержащая 29.31% алюминиевого порошка АПВ-4 и 69.71% оксида железа Fe304, в качестве которого должна быть взята окалина после дробеструйной обработки стальных деталей, прошедших термообработку. Грануляция порошка смеси компонентов должна составлять 10.40 мкм. Добавка 0,45.0,55% соды несколько повышает стабильность горения шихты и выход термитного металла, но может понизить его плотность.

3. Полное сплавление наплавляемого металла с основным можно получать при предварительном подогреве зоны дефекта до 800.900°С, при заполненной шихтой полости крышки формы. При этом цикл экзотермической наплавки обеспечивает возможность выхода на поверхность сварочной ванны пузырьков газа диаметром более 0,02 мм. Пористость наплавленного металла не превышает 2 балла, что обеспечивает его плотность в пределах допуска на литьё. Технологические меры по уменьшению пористости должны быть направлены на повышение стабильности экзотермической реакции.

4. Разработанный на основе результатов исследований типовой технологический процесс обеспечивает качественную заварку дефек

6 3 тов объёмом (10.25) • 10" м на поверхности стальных литых деталей. Механические свойства металла в зоне наплавки близки к свойствам основного металла. Повышение твёрдости наплавленного металла происходит в основном за счёт образования в нём интерметал-лидов типа FenAlm.

5. Опытно-промышленная проверка показала, что предложенный технологический процесс заварки малых поверхностных дефектов стального литья пригоден для применения в литейных цехах машиностроительных заводов. Применение разработанного технологического процесса экзотермической наплавки обеспечивает уменьшение затрат на вспомогательные материалы в 1,4 раза, снижает трудоёмкость процесса в 1,5 раза и уменьшает расход электроэнергии. Это свидетельствует о том, что цель работы достигнута.

Заключение

1. Акулов А. И., Бельчук Г. А., Демьянцевич В. П. Технология и оборудование сварки плавлением. М.: Машиностроение, 1977. С. 92 -98.

2. Алюминотермитная сварка с наложением центробежных сил. // Metal-lurgia. 1995. - 62, № 2. - С.14. Англия.

3. Амосов А.П., Самборчук А.Р. и др. Способ термитной сварки и термостержень для термитной сварки. Патент РФ № 2039639, от 01.07. 1993. МКИ В23К23/00.

4. Аснис А. Е., Иващенко Г. А. Повышение прочности сварных конструкций. Киев: Наукова думка, 1985.

5. Багрянский К.В., Добротина З.А, Хренов К.К. Теория сварочных процессов. Киев: Издательское объединение «Вища школа», 1976, С.280.

6. Бахчев Н.Ф., Ромазан И.Х. и др. Способ ремонта поддонов для изложниц. Авторское свидетельство СССР № 706218, от 31.07. 1978. МКИ В23К23/00; B22D7/06.

7. Бережной С.В., Бриндаров Б.Я., Гарбуз А.В. Термитный состав. Патент РФ № 2134185, от 16.09. 1997, МКИ В23К35/22, 23/00.

8. Блох JI. С. Практическая номография. М.: Высшая школа, 1971. С. 328.

9. Ю.Бобряков Г. И. Литейное производство автомобильной отрасли // Литейное производство. 1999. № 8. 2 с.

10. П.Болдин А. Н. Регулирование параметров газоимпульсного уплотнения. // Литейное производство. 1999. № 6. с. 21 22.

11. Бринза В.Н., Бабайцев И.В. и др. Экзотермическая смесь для утепления прибыльной части слитка. Авторское свидетельство СССР № 1448511, от 11.05. 1986. МКИ B22D27/06.

12. Буданов Е. Н. Выход из технологического тупика // Литейное производство. 1999. № 11. 7 с.

13. Булдыгеров В.Г. Состав термитной смеси для наплавки. Патент РФ № 1833271, от 31.03. 1992. МКИ В23К23/00.

14. Булдыгеров В.Г. Экзотермическая смесь для наплавки меди. Патент РФ № 1833277, от 31.03. 1992, МКИВ23К35/00.

15. Василевский П. Ф. Технология стального литья. М.: Машиностроение, 1974. С. 5, 81.

16. Василевский П. Ф. Стальные отливки. М. Свердловск: Машгиз, 1950. 450 с.

17. Воробьёв Ю.К., Богданов с.В. и др. Экзотермическая шлакообразую-щая смесь. Авторское свидетельство СССР № 17648807, от 03.04. 1989, MKMB22D27/06.

18. Гаспарян Ю.Б., Сычёв В.В., Моисеев В.Г. Способ термитной сварки. Патент РФ № 2169652, от 25.05. 2000, МКИ В23К23/00.

19. Гейченко В.Н., Садовский В.А. и др. Способ ремонта изделий с открытыми дефектами поверхности. Авторское свидетельство СССР № 1727969, от 06.12. 1989. МКИ В23К23/00; В23Р6/04.

20. Генкин И. 3. и др. Сварные стрелочные переводы. // Вестник ВНИИ железнодорожного транспорта, 1997, С. 23 -29.

21. Глинка Н. Л. Общая химия. Изд. 24-е. Ленинград: Химия. Ленинградское отделение, 1985.

22. Гончару к В. В. Термитная сварка арматуры железобетонных конструкций в монтажных условиях. // Автоматическая сварка. 1994. С. 5 6.

23. ГОСТ 977 88. Отливки стальные. Общие технические условия. - М.: Изд. стандартов, 1988.

24. ГОСТ 1583 93. Сплавы алюминиевые литейные. Технические условия. -М.: Изд. стандартов, 1993.

25. Григорьев Ю.М., Дуденко П.Е. и др. Экзотермическая смесь для обогрева прибылей стальных отливок и головной части слитков. Авторское свидетельство СССР № 811593, от 02.08.1979, МКИ B22D27/06; B22D7/10.

26. Грохольский Н. Ф. Восстановление деталей машин и механизмов сваркой и наплавкой. М.: Машиностроение, 1966.

27. Гуляев А. П. Материаловедение. М.: Металлургия. 1986.

28. Гуляев Б. Б. Литейные процессы. М.: Машгиз, 1960.

29. Гуляев Б. Б. Теория литейных процессов. Ленинград: Машиностроение, 1976. 5 с.

30. Дружевский И. А., Грузных И. В., Матвеев И. А. Определение реологических свойств стали при охлаждении отливки // Литейное производство. 1999. №6. 18 с.

31. Дуденко П.Е., Головина Н.М и др. Состав термитной смеси. Авторское свидетельство СССР № 16111651, от 30.01. 1989. МКИ В23К23/00;С21В 15/02.

32. Дуденко П.Е., Головина Н.М и др. Состав для термитной сварки меди. Авторское свидетельство СССР № 1362594, от 23.09. 1986. МКИ В23К23/00.

33. Дуденко П.Е., Ильиных Р.Н. и др. Состав экзотермической смеси. Авторское свидетельство СССР № 1558610, от 04.01.1988. МКИ В23К23/00.

34. Дуденко П.Е., Ильиных Р.Н. и др. Состав экзотермической смеси. Авторское свидетельство СССР № 1558611, от 04.01.1988. МКИ В23К23/00.

35. Дуденко П.Е., Ушаков М.В. и др. Состав термитной смеси. Авторское свидетельство СССР № 1611652, от 30.01. 1989, МКИ В23К23/00; С21В15/02.

36. Евсеев Р.Е. Термитный патрон. Авторское свидетельство СССР № 229202 от 03.11. 1962, МКИВ23К23/00.

37. Егоров Е.И., Меркулов А.Г. и др. Состав термитной смеси. Авторское свидетельство СССР № 967740, от 20.04. 1981, МКИ В23К23/00.

38. Ежов B.JL, Щегловитов JI.A. и др. Экзотермическая смесь для обогрева прибылей стальных отливок. Авторское свидетельство СССР № 1581469, от 09.04.85, МКИ B22D27/06.

39. Ерифриади А.А., Андреев В.В и др. Способ термитной сварки. Авторское свидетельство СССР № 1299748, от 05.05. 1985, МКИ В23К23/00.

40. Ерифриади А.А., Штольц В.М. и др. Способ термитной сварки. Авторское свидетельство СССР № 1366338, от 18.07. 1986, МКИ В23К23/00.

41. Ермаков В. И., Надин В. Ю. и др. Способ соединения материалов. Авторское свидетельство СССР № 1148745, от 23.09.1983, МКИ В23К23/00, 1/00.

42. Жадан В. Т., Гринберг Б. Г., Никонов В. Я. Технология металлов и других конструкционных материалов. М.: Высшая школа, 1970.

43. Жуков В. В., Силин Н. А. и др. Стержень для термитной сварки. Авторское свидетельство № 1794615, SU, от 28.01.91, МКИ В23К23/00, 35/40.

44. Има Тосихару. Метод термитной приварки шпилек, термитные патроны и методы их производства. Заявка № 417985, Япония, от 10.05. 1990, МКИ В23К23/00.

45. Испытания материалов: Справочник / Под ред. Х.Блюменауэра. М.: «Металлургия», 1979, С. 126

46. Казаков Ю.В., Корнилов В.А., Кувшинова Н.Н. Способ ремонта деталей с открытыми поверхностными дефектами. Патент РФ № 2182063, от 11.11 1999 г., МКИ 7 В23Р6/00, В23К23/00.

47. Казаков Ю. В., Кувшинова Н. Н. Способ центробежной наплавки. Патент РФ на изобретение № 2129057 от 01.10.96, МКИ В22Д19/10, В23К23/00.

48. Калашник В.И., Иоффе Б.В. и др. Состав для термитной сварки. Патент РФ № 2151037, от 16.01.1998, МКИВ23К35/04, 23/00, С06ВЗЗ/00.

49. Карабанов В.И., Иванин Н.И. и др. Способ алюмотермитной сварки рельсов. Патент РФ № 2163184, от 16.03. 2000, МКИ В23К23/00, C21D9/50.

50. Карасев М. А. Термит и термитная сварка рельсов. Гострансиздат, 1936.

51. Карева Н.М., Катичева Р.В. и др. Сварочный флюс. Авторское свидетельство СССР № 860971, от 11.01. 1980, МКИВ23К35/362.

52. Кариминэ Кэнъити, Окумура Макото и др. Способ термитной сварки рельсов. Заявка № 3297586, Япония, от 16.04.90, МКИ В23К23/00.

53. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике. М.: Наука, 1977.

54. Климов Ю.В., Черкаев Е.Н. и др. Экзотермическая утепляющая смесь. Авторское свидетельство СССР № 1736675, от 04. 07. 1989, МКИ B22D27/06.

55. Коган Т.Е. Ручная дуговая сварка металлов. М.: Профтехиздат, 1961, С. 10.11.

56. Кувшинова Н.Н., Казаков Ю.В. Шихта для термитной наплавки. Патент РФ по заявке № 20031244722/20 от 7.08.2003 г. (Решение Роспатента от 4.06.2004 г.). МКИ В23К23/00.

57. Кувшинова Н. Н. Технология экзотермической наплавки открытых дефектов металлических отливок. // Сборник избранных докладов. Первая научно-техническая конференция молодых специалистов АО АВТОВАЗ. 28 29 окт. 1999, Тольятти.

58. Кувшинова Н. Н., Казаков Ю. В. О возможности применения экзотермической смеси для заварки мелких дефектов литья. // Межвузовский сборник научных трудов. Часть 2. Наука, техника, образование г. Тольятти и Волжского региона. Тольятти: 1999.

59. Кувшинова Н. Н., Костин В. И. Расчет минимального времени существования жидкой фазы наплавляемого металла. // Сварочное производство, № 2, 2000.

60. Кувшинова Н. Н., Костин В. И., Бушев В. А. Определение времени существования жидкой фазы наплавляемого металла при экзотермической наплавке. // Сварочное производство, № 9, 2001.

61. Куликов В.И., Беляков А.И и др. Экзотермическая смесь. Авторское свидетельство СССР № 1477516, от 04.04. 1986, МКИ B22D27/06.

62. Лапшин В. В., Логин М. И. Термитная сварка рельсов в путях трамвая. Издательство Министерства Коммунального Хозяйства. РСФСР. 1951.

63. Лахтин Ю. М., Леонтьева В. П. Материаловедение. М.: Машиностроение, 1983.

64. Левин Б.А., Александров Л.В. и др. Устройство для термитной сварки. Авторское свидетельство СССР № 1493426, от 07.04. 1987, МКИ В23К23/00.

65. Лейкин А. Е., Родин Б. И. Материаловедение. М.: Высшая школа, 1971. С. 66.67.

66. Лупин В. А., Устьянцев В. П. и др. Повышение износостойкости внутренней поверхности трубопровода путем термитной центробежной наплавки. // Сварочное производство. 1977. № 9. с. 25 26.

67. Львов В.В., Жучков М.А. и др. Термитный стержень. Патент СССР № 1833272, от 28.02. 1992, МКИ В23К23/00.

68. Мадоян А.А., Зыбин Ю.А. Состав термитной смеси. Авторское свидетельство СССР № 965676, от 30.04.1981, МКИ В23К23/00.

69. Малкин Б. В., Воробьев А. А. Термитная сварка. М.: Машгиз, 1963.

70. Малявский Ю.Б., Грабин В.Ф., Даровский Г.Ф. и Парфесса Г.И. Атлас макро- и микроструктур сварных соединений. М. - Киев: «Машгиз», 1961

71. Марочник сталей и сплавов / Под ред. В.Г. Сорокина. М.: «Машиностроение», 1989, С. 72.

72. Машурьян В.И., Куприянов В.И. и др. Состав термитной смеси. Авторское свидетельство СССР № 935232, от 26.12.1979, МКИ В23К23/00.

73. Металлография железа. Том II / «Структура сталей» (с атласом микрофотографий) / Перев. с англ. М.: Изд. «Металлургия», 1972

74. Методическое пособие и указания к лабораторной работе "Механические свойства конструкционных материалов". Тольятти, ТолПИ, 2001,

75. Мошкевич Е.И. Воронов В.А. и др. Экзотермическая шлакообразую-щая смесь. Авторское свидетельство СССР № 1764806, от 23.09.1988, МКИ В 22D27/06.

76. Найдек В. JI. О состоянии и путях возрождения литейного производства Украины // Литейное производство. 1999. № 12. 2 с.

77. Науменко В. С. Термитная сварка рельсов. М.; Издательство литературы по строительству. 1969.

78. Никифоров Т.Д. Металлургия сварки плавлением алюминиевых сплавов. -М.: «Машиностроение», 1972, С. 64

79. Новохацкий И.В. Способ изготовления прибыльной части литейной формы. Патент РФ № 2015835, от 31.01. 1992, МКИ B22D 27/06.

80. Новохацкий И.В. Экзотермический стержень-резак. Патент РФ № 21690065, от 13.02.1997, МКИ В 23 К 23/00, 35/36.

81. Новохацкий В. А., Жуков А. А., Макарычев Ю. И. Малоотходная технология производства стальных отливок с экзотермическими прибылями. М.: Машиностроение, 1986.

82. Нойман А, Рихтер Е. Сварка, пайка, склейка и резка металлов и пластмасс: Справочник. М.: Металлургия, 1980. С. 24-27.

83. Носов В.А., Шиленко Б.П. Экзотермическая смесь для обогрева прибылей слитков. Авторское свидетельство СССР № 952430, от 23.01. 1983, МКИ B22D 27/06.

84. Общемашиностроительные укрупненные нормативы времени на ручную дуговую сварку. М.: Экономика, 1990.

85. Общемашиностроительные нормативы времени на смесеприготови-тельные, стержневые, формовочные работы, на изготовление оболочковых форм и стержней. -М.: Экономика, 1989, С.210

86. Паршин С. Г. Механизм контрагирования дуги и состав активирующего флюса для стохастического режима аргонодуговой сварки теплоустойчивых сталей. // Энергосбережение Поволжья, 2001, № 1, С. 32 34.

87. Паршин С. Г. Влияние активирующих флюсов на формирование сварных швов при ручной аргонодуговой сварке. // Сварочное производство, № 10, 2000, С. 23-27.

88. Попов С.И., Харитонов В.Б. и др. Состав термитной смеси. Авторское свидетельство СССР № 1526942, от 01.08. 1988, МКИ В23К23/00.

89. Похил П.Ф., Беляев А.Ф., Фролов Ю.В. и др. Горение порошкообразных металлов в активных средах. -М.: Изд. «Наука», 1972.

90. Ренжин И.П., Ренып А.А. и др. Экзотермическая смесь. Авторское свидетельство СССР № 1632623, от 13.10. 1987, МКИ МКИ B22D 27/06.

91. Румянцев В.Н., Карташов Ю.И. и др. Термитный состав. Патент РФ № 2054347, от 29.10.1993, МКИ В23К23/00.

92. Румянцев В.Н., Карташов Ю.И. и др. Термитный стержень и состав термитной смеси. Патент РФ № 2135340, от 15.04. 1998, МКИ В23К23/00, 35/00.

93. Рыкалин Н.Н. Расчёты тепловых процессов при сварке. М.: Машгиз, 1951

94. Рябов В.Р. Алитирование стали. М.: Изд. «Металлургия», 1973

95. Самохоцкий А.И., Кунявский М.Н. Лабораторные работы по металловедению: Учебное пособие. -М.: Машиностроение, 1971, С.71.

96. Сварка в машиностроении. Т1. М.: Машиностроение, 1978. С. 473 -479.

97. Сена JI.A. Единицы физических величин и их размерности. М.: «Наука», 1968, С. 138.

98. Смирнов В.Н., Ярополов И.И. Состав экзотеплоизоляционной смеси для обогрева прибылей. Патент РФ № 2017575, от 12.07. 1990, МКИ B22D 27/06, С21С5/54.

99. Справник В. И., Выгоднер JI. Ф. Обогрев прибылей отливок экзотермическими смесями. М.: Машиностроение, 1981.

100. Справочник по сварке. Т 2. М.: Государственное научно-техническое издательство машиностроительной литературы, 1961.

101. Справочные материалы для сварщиков. М.: Машгиз, 1951.

102. Стандарт предприятия. СТП 37. 101. 0028 2001. Отливки. Общие технические условия. - Тольятти: Акционерное общество АвтоВАЗ, 2001.

103. Татаринов B.C. Способ дуговой наплавки. Патент РФ № 2000180, от 14.06. 1991, МКИВ23 К 9/009, 9/173.

104. Тимофеев М. М. Исследования металлургии и технологии процесса термитной сварки стали ЗОЛ. // Сварочное производство. № 1, 1955.

105. Тимофеев М. М. Термитная сварка стали ЗОЛ больших сечений. АН СССР, ИТЭИН, Периодическая информация, NK 54 - 150, 1954.

106. Ушаков М.В., Дуденко П.Е. и др. Состав термитной смеси. Авторское свидетельство СССР № 1180212, от 19.09. 1983, МКИ В23К23/00.

107. Ушаков М.В., Дуденко П.Е. и др. Состав термитной смеси для сварки. Авторское свидетельство СССР № 1130445, от 06.04. 1983, МКИ В23К23/00.

108. Физический энциклопедический словарь. Т.1. М.: «Советская энциклопедия», 1966, С. 294.

109. Физический энциклопедический словарь. Т.5. М.: «Советская энциклопедия», 1966, С. 83.

110. Фридман Я. Б. Механические свойства металлов. Т.2. М.: Машиностроение. 1974.

111. Хайретдинов Р., Бережной С.В. и др. Сварочный карандаш. Патент РФ № 2139174, от 05.05. 1998, МКИ В23К23/00, 35/00.

112. Хасуи А., Моригаки О. Наплавка и напыление. М.: Машиностроение, 1985. С. 13 15, 43 - 45, 69 - 70.

113. Хренов К. К. Сварка, резка и пайка металлов. М.: Машиностроение,1970. С 227-234.

114. Цепенев Р. А. Методические указания к изучению курса «Основы научных исследований и техника эксперимента». Тольятти. 1994.

115. Шенк X. Теория инженерного эксперимента. М.: Мир, 1972. С. 384.

116. Яворский Б. М., Детлаф А. А. Справочник по физике. М.: Наука,1971.

117. Яничко Ш., Грешова М. Способ алюмотермитной сварки рельсов. Патент РФ № 2119854, от 15.11. 1997, МКИ В23К23/00, В23К101:26, Е01В11/52.

118. Barret Jon/ Алюмотермитная сварка в поле центробежных сил.// Eureka/ 1995, 15, № 2, С. 28 - 29. Англия. Место хранения ГПНТБ.

119. Beckert М. Neumann A. Grundlagen der Schweiptechnik -Schweipverfahren. Berlin: VEB Verlag Technik. 1974.

120. Besch Gordon O., Kachik Robert H., Schwartz Mark A., Kuster Frank K., Guntermann Hans I. Способ повышения срока службы рельсовых соединений, выполненных алюмотермитной сваркой. Патент США № 5306361, от 02.10. 1992, МКИ C21D9/04, НКИ 148/529.

121. Foutz George W., Singer Richard E. Устройство и способ для получения электропроводящих соединений. Патент США № 5653279 от 28.09.95, МКИ В23К23/00.

122. Kovarik David P., Whetsel James E., Ortman Ginger. Способ термитной сварки алюминия и состав смеси для её проведения. Патент США № 5171378 от 30.10. 1991, МКИ В23К35/34, НКИ 184/24.

123. Kuster Frank, Mulder Gerhardus Johannes, MacRae Donald, Steinhorst Michael. Способ алюмотермитной сварки рельсов с одновременным легированием шва в области между их головками. Заявка № 19637283, Германия, от 13.09.1996, МКИ В23К23/00.

124. Moore Dean Т., Kub George F. Jr., Golonka Kennet A. Sr. Способ и устройство для алюмотермитной сварки. Патент США № 5145106 от 03.08. 1989. МКИ В23К31/02, НКИ 228/241.

125. Plotz Rolf. Транспортабельный тигель для проведения реакции при металлотермитной сварке на одну порцию для одноразового использования. Заявка № 19822851, Германия, от 22.05. 1998, МКИ В23К23/00.

126. Radulescu Stefan R. Форма и способ для алюмотермитной сварки. Патент США № 5515904, от 04.08. 1994, МКИ В23К23/00.

127. Sidham Gurtis R., McPherson Robert, Senger Richard E. Устройство для экзотермической сварки. Патент США № 5533662 от 31.01.1995, МКИ В23К23/00.

128. Thuru Jean Jaques. Сварочная форма и устройство для её подогрева. Заявка № 2743319, Франция, от 05.01.1996, МКИ В23К37/06.