автореферат диссертации по металлургии, 05.16.04, диссертация на тему:Теоретические и технологические основы активации физическими полями материалов и процессов в точном литье



На правах рукойиси

Знаменский Леонид Геннадьевич

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ АКТИВАЦИИ ФИЗИЧЕСКИМИ ПОЛЯМИ МАТЕРИАЛОВ И ПРОЦЕССОВ В ТОЧНОМ ЛИТЬЕ

Специальность 05.16.04 - «Литейное производство»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Челябинск 2004

Работа выполнена на кафедре «Литейное производство» ЮжноУральского государственного университета.

Научный консультант - доктор технических наук, профессор

Кулаков Б. А.

Официальные оппоненты: - доктор технических наук,

профессор Жуковский С.С.;

- доктор технических наук, профессор Мысик Р.К.;.

- доктор технических наук, профессор Афонаскин А.В.

Ведущее предприятие - ЗАО «Уральская бронза» (г. Челябинск).

Защита диссертации состоится 23 июня 2004 г., в 14 часов, в конференц-зале на заседании диссертационного совета Д212.298.06 в Южно-Уральском государственном университете.

Ваш отзыв в двух экземплярах, заверенных гербовой печатью, просим направлять по адресу: 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И.Ленина, 76, ЮУрГУ, ученый совет. Тел. (3512)67-91-23, факс (3512)65-59-50.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ЮУрГУ.

Автореферат разослан«_» 2004 года.

Ученый секретарь совета

доктор технических наук, профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Разработка. новых видов . отечественной техники,, конкурентоспособной на мировом рынке в областях машиностроения, приборостроения и металлургии, а также создание уникальных образцов художественных изделий объективно поднимают проблему перевода - на качественно новый уровень. точного - литья сложнопрофильных, тонкорельефных отливок.

Их специфика состоит в развитой поверхности, большом объеме сложных по конфигурации полостей, тонкостенности. Поэтому изготовление таких отливок требует высокой точности - и прочности, улучшенной выбиваемости форм и стержней, повышенных литейных и физико-механических свойств сплавов.

Принципиально новым направлением в решении указанной проблемы является разработка способов формообразования и подготовки расплавов, основанных на активации физическими полями материалов и процессов в точном литье. Учитывая энергетические характеристики, современных генераторов таких полей, появляется возможность целенаправленного воздействия и управления структурой и свойствами формовочных смесей и сплавов.

В- отечественной и зарубежной научно-технической литературе информация об использовании физических воздействий в точном литье является явно недостаточной и подчас противоречивой.

В связи с этим представляется актуальной разработка теоретических и технологических основ обработки- формовочных материалов, смесей и металлических расплавов физическими полями, что позволяет управлять процессами изготовления сложнопрофильных, тонкорельефных отливок. При этом проблема повышения их качества носит комплексный характер. Она включает разработку новых составов смесей и способов изготовления керамических форм, стержней и отливок с улучшенными физико механическими характеристиками на основе установленных сложных механизмов. воздействия электроимпульсных и ультразвуковых, полей на структуру и свойства кремнеземистых коллоидных растворов, процессы гидролиза и поликонденсации этилсиликата, электродиализа жидкого стекла, фильтрации в гелеобразующих системах, дегазации суспензий на гипсовом связующем, легирования и модифицирования сплавов, а также создание-соответствующих физико-математических моделей И их программную реализацию на ЭВМ.

Основные разделы работы выполнены в соответствие с грантами по решению актуальных проблем в области процессов литья, а также по заданию Министерства образования РФ в области фундаментальных исследований в металлургии и машиностроении в период 1994...2003 гг

Цель работы. Разработка теоретических и технологических основ активации мощными наносекундными электромагниту!ппг 1ан>ч.-.цп'.у.у.. (НЭМИ) и комбинированными физическими

БИБЛИОТЕКА ) СПемрбу ОЭ М0<

1ГЕКА |

Шт

использованием ультразвука, вакуума и барботажа процессов формообразования и приготовления расплавов в точном литье, создание эффективных методов управления соответствующими нанотехнологиями.

Поставленная цель реализовывалась путем проведения комплексных исследований по ряду направлений, в ходе которых необходимо было решить следующие задачи:

- изучить закономерности воздействия НЭМИ на структуру и свойства связующих материалов (гидролизованные растворы этилсиликата, жидкое стекло) в точном литье, а также на процессы их подготовки;

- исследовать кинетику процесса электродиализа жидкого стекла в электромагнитно-импульсном поле, теоретически и экспериментально обосновать процессы электроимпульсно-диализной активации подготовки высокомодульного жидкостекольного связующего для точного литья;

- установить механизмы фильтрационных процессов в гелеобразующих системах с активированными НЭМИ пропитывающими растворами, создать методики расчета оптимальных технологических параметров и режимов электроимпульсно-фильтрационного формообразования;

- провести кинетический анализ затвердевания суспензий системы «высокопрочный гипс - металлофосфатные растворы» и обеспечить комплекс реологических свойств гипсо-кремнеземистых смесей, необходимых для эффективного воздействия мощного ультразвука в режиме развитой акустической кавитации;

- теоретически и экспериментально обосновать комбинированные физические способы регулирования процессов формообразования из гипсо-кремнеземистых смесей с использованием ультразвука, вакуума и барботажа;

- разработать на основе исследований, предложенных математических моделей и механизмов активации физическими полями материалов и процессов эффективные составы и способы подготовки кремнеземисто-коллоидных связующих растворов и смесей, электроимпульсные и ультразвуковые технологии изготовления керамических форм и стержней с улучшенным комплексом свойств;

- изучить закономерности воздействия электромагнитно-импульсных полей на структуру и свойства металлических расплавов, в. частности алюминиевых, провести термодинамический и кинетический анализы процессов взаимодействия в системе «алюминий - галогениды тугоплавких металлов» и оценить влияние на них НЭМИ;

- создать эффективные электроимпульсные технологии приготовления мелкокристаллических модифицирующих лигатур и обработки алюминиевых расплавов для получения отливок с заданными. физико-механическими характеристиками;

- изучить влияние на качество сложнопрофильных, тонкорелефных отливок разработанных технологий формообразования и приготовления расплавов, освоить их в точном литье из черных и цветных сплавов.

Научная новизна. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена совокупность научных положений, позволяющих эффективно и целенаправленно воздействовать НЭМИ и комбинированными физическими методами с использованием ультразвука, вакуума и барботажа на процессы формообразования и приготовления расплавов в точном литье. В том числе:

- получены новые экспериментальные данные по влиянию НЭМИ на структуру и свойства кремнеземисто-коллоидных связующих материалов и алюминиевых сплавов в жидком и твердом состояниях;

- оптическими и кондуктометрическими методами, инфракрасной спектроскопией, рН-метрией установлен электрон-радикальный механизм электроимпульсной активации процессов гидролиза и поликонденсации гидролизованных растворов этилсиликата (ГРЭТС);

- созданы теоретические основы электродиализа натриевых кремнеземисто-коллоидных растворов в поле НЭМИ, разработаны и реализованы в программные средства ЭВМ математическая модель и методика расчета парметров электроимпульсно-диализной подготовки высокомодульного жидкостекольного связующего для процессов точного литья;

- установлены закономерности активации процесса гидролиза этилсиликата без органических растворителей в поле НЭМИ, выявлено их каталитическое влияние на поликонденсацию молекул гидролизованного этилсиликата, найдены эффективные методы регулирования ее степени модифицированием связующих солями алюминия, теоретически и экспериментально обоснованы температурно-временные режимы муллитообразования при прокалке их гелей в условиях элекетроимпульсно-химической подготовки ГРЭТС;

- сформулированы основополагающие принципы электроимпульсно-фильтрационного формообразования, на основе физической модели уложенных сфер, аналитически получены зависимости, характеризующие кинетику фильтрации в гелеобразующих системах, активированных НЭМИ, создана методика оценки качества плакирования зернистых наполнителей гелеобразователями;

- методами инфракрасной спектроскопии, рентгенофазового анализа, растровой электронной микроскопии. выяснены механизмы фильтрационного формообразования, созданы методики и программы расчетов на ЭВМ оптимальных параметров;

- на основании положений теории двойного электрического слоя, термодинамического и кинетического анализов обоснованы процессы, протекающие в системе «высокопрочный гипс — металлофосфатные растворы», установлены закономерности влияния на структуру и свойства алюмохромфосфатного связующего (АХФС) и алюмоборфосфатного концентрата (АБФК) ультразвука в режиме развитой кавитации;

- методами дилатометрии, дериватографии и рентгенофазового анализа выяснены высокотемпературные процессы, происходящие при прокалке гипсо-кремнеземистых форм и стержней с впервые примененными в их

составе циклонной пылью шамотного производства (ЦПШП) и водными растворами ЛХФС и АБФК, обработанными ультразвуком;

- разработаны математическая модель, методики и программа расчетов на ЭВМ кинетики вакумно-ультразвуковой дегазации самотвердеющих суспензий на гипсовом связующем, а также установлены закономерности их барботажно-ультразвуковой обработки для формирования равномерной высокопористой структуры литейных форм и стержней в литье по вытяжным резиновым моделям;

- созданы теоретические основы воздействия НЭМИ на структуру и свойства алюминиевых литейных сплавов, процессы их модифицирования и легирования тугоплавкими металлами, проведены термодинамический и кинетический анализы взаимодействий в системе «расплавленный алюминий - галогениды Mo, Zr» в электромагнитно-импульсном поле.

Практическая ценность работы. На основании результатов теоретических и экспериментальных исследований разработаны новые технологические процессы подготовки материалов, формообразования и приготовления расплавов в точном литье, основанные на активации НЭМИ и комбинированными физическими воздействиями ультразвука, вакуума и барботажа. В том числе:

- разработаны эффективные способы подготовки под действием НЭМИ гидролизовзнных растворов этилситиката и жидкого стекла с повышенной смачивающей и адгезионной способностью, за счет эффекта электроимпульсного «разжижения» связующих достигнуто увеличение степени наполнения суспензий и повышение в 1,5...2,0 раза прочности керамических форм и стержней;

- обработкой в поле НЭМИ интенсифицирован процесс гидролиза ЭТС без органических растворителей, созданы надежные методы регулирования степени пол и конденсации активированных ГРЭТС, обеспечивающие оптимальную живучесть связующего;

- повышена в 2,0...3,0 раза скорость электродиализа жидкого стекла под действием НЭМИ, что позволило при постоянном количестве SiO2 в связующем ускоренно снижать содержание в нем ионов натрия по мембранной технологии и за счет электроимпульсно-диализной подготовки высокомодульного жидкостекольного связующего обеспечить увеличение на 60...80% термопрочности керамических форм;

- созданы электроимпульсно-химические способы модифицирования ГРЭТС солями алюминия, упрочняющие керамические формы в горячем состоянии на 30...40%;

- разработана технология фильтрационного формообразования с активированными НЭМИ пропитывающими растворами, в результате чего достигнуты высокие физико-механические свойства керамических стержней в точном литье, а также их саморазупрочнение и высыпаемость из глухих полостей отливок из черных сплавов;

- предложены новые составы формовочных гипсо-кремнеземистых смесей с использрванием в качестве затворителей металлофосфатных растворов,

разработаны способы их обработки ультразвуком в режиме развитой кавитации и вакуумно-ультразвуковой дегазации соответствующих суспензий в литье по выплавляемым моделям;

- разработана барботажно-ультразвуковая технология изготовления форм и стержней на гипсовом связующем, позволяющая сформировать их равномерно-высокопористую структуру для точного литья по вытяжным резиновым моделям;

- созданы технологические основы обработки НЭМИ литейных алюминиевых сплавов, способы электроимпульсного приготовления мелкокристаллических лигатур системы «алюминий - тугоплавкий металл (Mo, ТС, Zr)», обладающих комплексным модифицирующим и рафинирующим воздействием.

При использовании разработанных технологий в производстве удалось более чем на 30% уменьшить толщины стенок художественных отливок, значительно улучшить качество тонкорельефной поверхности, в 2,0...3,0 раза снизить себестоимость литья по выплавляемым моделям из черных и цветных сплавов, повысить экологическую безопасность процессов точного литья.

Реализация работы. Разработанные технологии прошли опытно-промышленные испытания и освоены на Каслинском машиностроительном заводе, Челябинских ЗАО «Уральская бронза» и производственном предприятии «Престиж, стабильность, профессионализм (ПСП)» с суммарным экономическим эффектом 15 млн. руб. в год.

Апробация работы. Материалы диссертации были доложены и обсуждены на тридцати двух всероссийских и международных научно-технических конференциях (НТК). В том числе на НТК «Новые формовочные материалы в литейном производстве», Челябинск, 1989; на Всероссийской НТК «Прогрессивные технологии изготовления форм и стержней для производства отливок», Челябинск, 1990; на втором съезде литейщиков России, Ульяновск, 1995; на Международной НТК «Новые ресурсосберегающие технологии и материалы», Челябинск, 1996; на Международной НТК «Высокотемпературная капиллярность», Польша, Краков, 1997; на третьем съезде литейщиков России, Владимир, 1997; на Всероссийской НТК «Новые технологические процессы а литейном производстве», Омск, 1997; на Международных НТК «Прогрессивные технологические процессы в машиностроении», Челябинск, 1997, 1998, 1999; на Международной НТК «Совершенствование литейных процессов», Екатеринбург, 1999; на Всероссийской НТК «Теория и технология литейных сплавов», Владимир, 1999; на IV съезде литейщиков России, Москва, 1999; на I Международной НТК «Металлургия и образование», Ека1еринбург, 2000; на VI съезде литейщиков России, Екатеринбург, 2003; на Международной НТК «Современные проблемы атомной науки и техники», Снежинск, 2003 и др. Результаты работы неоднократно экспонировались на отечественных и международных выставках, удостоены почетных дипломов

торгово-промышленной палаты по итогам конкурсов «Инновация - 2002» и «Инновация — 2003».

Публикации, По теме диссертации опубликовано 130 печатных работ, в том числе 70 в центральных изданиях, 2 монографии, получено 20 патентов на изобретения.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, основных выводов, списка литературы, включающем 362 наименования, 9 приложений, содержит 260 страниц машинописного текста, 87 таблиц, 154 рисунка. В приложении представлены акты внедрения и технологические инструкции по применению в производстве точного литья разработанных технологий формообразования и приготовления расплавов.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Одним из актуальных направлений развития современного литейного производства является повышение качества и экономической эффективности изготовления точнолитых заготовок, отличающихся сложнопрофильностью и тонкорельефностью. Их специфика определяется тем, что отношение площади рабочей поверхности форм к их объему значительно превышает аналогичную величину в производстве других видов отливок. Развитая поверхность заготовок способствует увеличению «трения» расплава о стенки форм, что отрицательно сказывается на условиях заполнения и воспроизведения их рельефа, а также обусловливает большую скорость теплоотдачи в системе «металл-форма». Учитывая конструктивные особенности и значимость для современного художественного литья, машиностроения и металлургии таких отливок, к формам, стержням и сплавам для их изготовления предъявляются повышенные требования по физико-механическим характеристикам.

Современный этап развития соответствующих технологий основан на применении различных видов физико-химической активации процессов формообразования и приготовления расплавов. Научно-технический прогресс приводит к непрерывному совершенствованию техники генерирования физических полей с качественно новыми характеристиками, позволяющими эффективно воздействовать на тонкую структуру веществ. В этой связи, представляет теоретический и практический интерес изучение закономерностей влияния наносекундных электромагнитных импульсов и комбинированных воздействий с использованием ультразвука, вакуума и барботажа на процессы формообразования и приготовления расплавов в точном литье. Это позволит управлять структурой и свойствами формовочных материалов, смесей и сплавов, повысить качество изготовления сложнопрофильных и тонкорельефных отливок и поэтому представляется актуальной проблемой в теории и технологии литейных процессов. Однако, из-за отсутствия до настоящего времени системного подхода, невыясненных механизмов воздействия НЭМИ, ультразвуковых и

комбинированных полей на структуру и свойства формовочных материалов и сплавов, фильтрационные процессы в гелеобразующих системах необходимы их комплексные теоретические и экспериментальные исследования для повышения качества и экономической эффективности производства сложнопрофильных, тонкорельефных отливок. По результатам аналитического обзора в первой главе сформулированы цель и задачи работы.

Во второй главе выявлены закономерности воздействия НЭМИ на структуру и свойства гидролизованного раствора этилсиликата (ГРЭТС) и жидкого стекла (ЖС), процессы их подготовки для точного литья. Электроимпульсная обработка готовых ГРЭТС обуславливает экстремальный характер изменения вязкости и смачивающей способности связующего. Методами кондуктометрии, инфракрасной спектроскопии и рефрактометрии выявлено, что это связано с ионизацией и диспергированием компонентов связующего на первоначальном этапе обработки НЭМИ и коагуляцией коллоидной системы при дальнейшем электроимпульсном воздействии. При этом оптимальный диапазон значений параметров НЭМИ (удельная мощность — N = 550...650 МВт/м3, "частота следования импульсов -продолжительность обработки мин)

обеспечивает уменьшение вязкости ГРЭТС на 15...20 % и краевого угла смачивания в 1,3... 1,4 раза, увеличение прочности керамических форм в 1,8...2,0 раза.

Наибольший эффект в синтезе связующих с заранее заданным комплексом свойств может быть достигнут при воздействии НЭМИ непосредственно в ходе гидролиза ЭТС. Механизм его прохождения в этом случае связан с импульсным радиолизом воды, который обуславливает

появление в гидролизате атомов Н и радикалов О Н. Являясь химически активными частицами, водород активно отщепляет этоксильные группы от

атома кремния с образованием этилового спирта, а ОН кинетически более легко присоединяется к полученному макрорадикалу В результате в

2,0...2,5 раза ускоряется процесс гидролиза ЭТС без органических растворителей, Методом инфракрасной спектроскопии на спектрофотометре «SPECORD-75JR» (рис. 1) установлено, что при воздействии НЭМИ на связующее происходит увеличение силанольных связей = Si-OH, характеризующихся частотами 1150 И 940 СМ~', и уменьшение связей Si-О в группах sSi-OCjHj, проявляющееся в снижении интенсивности полос поглощения при 1170 И 970 СМ~'. При этом наблюдается рост интенсивности полос поглощения при частотах 784 И 1070 см*1, соответствующих деформационным и валентным колебаниям атомов в силоксанах

—I-1-1 l'l-lili-1-1-1-

1800 1600 1400 1200 1000 800 600 Волновое число (частота), см"1

Рис. 1. ИК-спектры поглощения ГРЭТС: 1 - исходный ГРЭТС; 2 - ГРЭТС, обработанный НЭМИ

Таким образом, анализ процессов на уровне химических связей в связующих растворах показывает, что электроимпульсная обработка интенсифицирует не только гидролиз, но и поликонденсационные процессы, приводящие при последующей выдержке ГРЭТС к агрегации его коллоидных частиц. Поэтому разработан способ регулирования поликонденсации в активированных ГРЭТС. Он состоит в непрерывном измерении удельного электросопротивления системы и введением 3...5 %-ных водных растворов высокомолекулярных ПАВ (поливиниловый спирт или

карбоксиметилцеллюлоза натриевая) при определенном отношении удельных электросопротивлений гидролизата и исходного этилсиликата (Рг/Ри): (5...7)-10~5 для ЭТС-40 и (2...4)10~5 для ЭТС-32. В этом случае на микроуровне между гидроксильными группами поверхностно-активного вещества и кремнезёмного полимера возникает водородная связь. На коллоидных частицах ГРЭТС образуется мономолекулярный адсорбированный слой, препятствующий их агрегации. Использование разработанного способа позволяет повысить живучесть связующих и суспензий в 2,5...3,5 раза, снизить их вязкость на 30...35 %.

Повышение термопрочности керамических форм может быть достигнуто проведением гидролиза ЭТС водными растворами солей алюминия (Л1С1з-6И20 и А1(ЫОз)з-9НгО) при непрерывном воздействии НЭМИ. Указанная электроимпульсная обработка обеспечивает диспергирование коллоидных частиц ГРЭТС и приводит при последующем нагреве связующего с солями алюминия к ускорению твердофазных реакций между коллоидами и к снижению температуры муллитообразования.

Методом ИК-спектроскопии, дериватографическим и рентгенофазовым (рис.2) анализами установлено, что температура кристаллизации муллита в гелях, полученных указанным способом, понижается до 850...900 °С. В литье по выплавляемым моделям эти значения соответствуют температурам

прокалки керамических форм. Поэтому в их фазовом составе появляется муллит, обеспечивающий снижение КТЛР, повышение точности и термопрочности при формообразовании из керамических материалов.

м м /\м 6 ^«jU V/V м А м к мА Л л / \ м л

г М* А м А 5 .- А л/ V . м М ЛАМ А л м /А м УЧ

г м' 4 _А-лЛ~ Л Л я /Я м А

г , л Аг г

1 _IV Гд А А

29, град (CuKJ 40 35 30 25 20 15 10

Рис. 2. Дифрактограммы прокалённых в течение 4 ч гелей ГРЭТС: 1 - А1С1г6Н20, 900 °С; 2 - гель исходного ГРЭТС, 900 °С;

3 - гель ГРЭТС с А1С1у6Н20, 900 °С; 4 - гель ГРЭТС с А1С13-6Н20, полученного при воздействии НЭМИ, 900 °С;

5 - гель ГРЭТС с А1С13-6Н20,1100 °С; 6 - гель ГРЭТС с А1С13-6Н20, полученного при воздействии НЭМИ, 1100 °С;

М - муллит, Г - у-А1203

На основе проведенных теоретических и экспериментальных исследований разработан электроимпульсно-химическпй способ подготовки ЭТС связующих с улучшенным комплексом свойств. Он состоит в проведении гидролиза этилсиликата водными растворами солей алюминия (А1С13бН20 (20...25 %) или AI(N03)3-9H20 (25...30 %)) при воздействии НЭМИ с разбавлением гидролизата до необходимого содержания SiO> водными растворами высокомолекулярных ПАВ (ПВС и КМЦ-Н) при достижении отношения Pi/ри = (0,8...1,4)х10~5 для ЭТС-40 и

Использование разработанного электроимпульсно-химического способа подготовки ГРЭТС без органических растворителей в 4...5 раз повышает живучесть суспензии, увеличивает в 2,0...2,5 раза прочность керамических форм, в том числе при высоких температурах.

Одним из эффективных направлений повышения точности и прочности керамических форм в «горячем» состоянии является использование высокомодульного жидкостекольного связующего. Его высокоскоростная и экономичная подготовка может быть осуществлена по принципу симбиоза электроимпульсной и мембранной технологий. В этой связи зафиксировано явление ускорения в поле НЭМИ электродиализа коллоидных растворов ЖС с сохранением их агрегативной устойчивости (табл.1).

Таблица 1

Влияние НЭМИ на процесс электродиализа и свойства ЖС

Показатели Электродиализ ЖС при воздействии НЭМИ в течение, мин

0 30 60 120 180 600 1500

1. Содержание №¡¡0, % 11,0 9,8 (10,8) 8,9 (10,7) 7,1 (10,5) 5,1 (10,4) 2,8 (9,7) 0,3 (9,0)

2. Содержание БЮг, % 30,8 30,8 (30,8) 30,8 (30,8) 30,8 (30,8) 30,8 (30,8) 30,8 (30,8) 30,8 (30,8)

3. Скорость электродиализа, %/ч 0 2,4 (0.4) 2,1 (0.3) 2,0 (0,25) 2,0 (0,2) 0,82 (0,13) 0,42 (0,08)

3. Кинематическая вязкость ЖС, ухЮ6, мг/с 5,0 2,0 (5,2) 1,9 (5,3) 1,9 (5,4) 1,9 (5,4) 2,2 (5,4) 2,3 (5,5)

4. Удельная электропроводность, ст, См/м 0,527 1,265 (0,505) 1,325 (0,500) 1,330 (0,492) 1,330 (0,490) 1,141 (0,485) 1,140 (0,480)

5. Краевой угол смачивания пластины из модельного состава, 0М«., град. 90 63 (90) 60 (92) 57 (93) 55 (95) 57 (98) 58 (99)

6. Показатель преломления, ед. 1,396 1,368 (1396) 1,366 (1,422) 1,357 (1,448) 1,353 (1,454) 1,357 (1,473) 1,358 (1,505)

7. Водородный показатель, рН, ед. 11,3 10,2 (11,0) 9,8 (10,9) 9,5 (10,8) 9,2 (10,7) 8,5 (10,6) 8,3 (10,6)

8. Живучесть, сут. Не ограничена | (160) | (140) | (100) | (74) | (50) | (25)

Примечание. В скобках указаны значения параметров при элсктродиализе без НЭМИ.

Указанная электрофизическая обработка вызывает разрыв связей N3* с кремнекислородным тетраэдром и способствует увеличению в интермицеллярной жидкости коллоидного раствора ионов натрия. Это интенсифицирует процесс их «откачки» через полупроницаемую мембрану под действием тока электродиализа. При этом на поверхности мицелл активированного ЖС образуется адсорбционно-сольватный слой из продуктов радиолиза воды, возникающих в поле НЭМИ. Этот слой создает электрокинетический барьер агрегации коллоидных частиц. В результате обеспечивается получение высокомодулыюго ЖС с практически

неограниченной живучестью. Протекание процесса электродиализа ЖС в поле НЭМИ сопровождается структурными превращениями, вызывающими сложный характер изменения удельной проводимости рассматриваемого коллоидного раствора (рисЗ). Это во-многом определяет существенные расхождения экспериментальных кинетических данных с расчетными по классической теории электродиализа растворов. «Возмущающим» фактором в этом случае является воздействие НЭМИ.

На приведённом графике четко выделяются три области:

- возрастание удельной электропроводности от начального значения (Со) ДО максимального ((Тмлх). обусловленное диспергированием коллоидных частиц с образованием Ыа+ и ионизацией компонентов раствора при воздействии НЭМИ

- постоянное значение функции, соответствующее величине «насыщения» (Омах)> когда скорость удаления ионов из раствора равна скорости их появления под действием НЭМИ

- падение удельной электропроводности от максимального значения до минимального (СТмм). связанное с уменьшением носителей зарядов в растворе и некотором «росте» частиц при электродиализе при воздействии НЭМИ (х > т').

Для математического описания изменения удельной проводимости коллоидных растворов ЖС в процессе их электродиализа в поле НЭМИ получена следующая система уравнений СТ=А[х):

Г а = аМАХ +(сто-0млх)е~а(,~Р>' .

I а = амт+(оМАХ-омт)е^1,-,')(1 + ар(т-х'))1 х^т' (1)

соответственно максимально и минимально достижимые удельные электропроводности ЖС при электродиализе с НЭМИ, См/м; Сто ~ удельная электропроводность исходного раствора ЖС, См/м; продолжительность электродиализа, с; до начала падения

удельной электропроводности при электродиализе с НЭМИ, с; а — коэффициент интенсивности изменения удельной электропроводности ЖС в зависимости от параметров НЭМИ (мощность и частота), с'1; Р — коэффициент, учитывающий электрические параметры электродиализной установки (сила тока и доля полезной площади мембраны).

С учетом экспериментально полученной зависимости удельной проводимости от времени создана математическая модель кинетики

электроимпульсно-мембранной обработки ЖС:

где Ск - молярная концентрация ионов натрия в ЖС после электродиализа при воздействии НЭМИ, моль/м3; Сц — молярная концентрация ионов натрия в исходном ЖС, моль/м3; X — продолжительность электродиализа, с; Iq — сила тока на электродах при электродиализе, А; rj — коэффициент выхода по току для ионов Na+; к — количество парных ячеек в электродиализаторе; п - заряд иона натрия; F - число Фа^радея, Кл/моль; V - объём ЖС, подвергнутого электродиализу, м3; Бэл — площадь одного электрода, м1; Sm — рабочая площадь мембраны, MJ; 1прел — предельная плотность тока, определяемая материалом мембраны, А; у — коэффициент, учитывающий природу связующего.

Модель экспериментально подтверждена и положена в основу разработанной методики расчета оптимальных технологических параметров, реализованной в компьютерной программе «EID». Она позволяет в зависимости от. различных условий производства при фиксированных параметрах НЭМИ выбрать величину тока электродиализа, рассчитать напряжение, подаваемое на электроды, и оптимальное время подготовки ЖС заданного модуля и свойств.

Проведенные теоретические и экспериментальные исследования позволили разработать электроимпульсно-мембранную технологию приготовления высокомодульного ЖС для точного литья. Ее выгодно отличает экологическая «чистота», высокая производительность, относительно низкая энергоемкость. При оптимальных параметрах НЭМИ, определяемых в соответствие с созданными моделью и методикой расчета, удается за 1 ...3 часа добиться модуля ЖС в пределах 5...8 ед. Использование такого связующего в литье по выплавляемым моделям обеспечивает увеличение в 2,0...2,5 раза прочности керамических форм в горячем

состоянии, исключает пригарообразование и улучшает выбиваемость точных отливок из черных сплавов.

Принципиально новым направлением в решении проблемы повышения качества изготовления отливок является разработка технологий фильтрационного формообразования, основанных на активации наносекундными электромагнитными импульсами материалов и процессов в точном литье.

В третьей главе представлены теоретические основы электроимпульсно-фильтрационного формообразования. Оптимальными свойствами для условий этого нового вида формообразования обладают фильтрационно-гелеобразующие системы: «ГРЭТС - наполнитель, плакированный смесью ЖС и феррохромового шлака (ФХШ)»; «ЖС - наполнитель, плакированный хлоридом алюминия». Фильтрация в этих системах - обеспечивает ускоренное получение в пористом теле коагуляционных структур, обеспечивающих адгезионное "сцепление" частиц наполнителя и повышение точности и термопрочности изготавливаемых стержней и форм в точном литье. Обработка пропитывающих растворов НЭМИ по определенным режимам (N1 = 300...400 МВт/м3, Тоьп = 2...6 мин для ГРЭТС и N2 = 400...500 МВт/м3, Тоби = 15...20 мин для ЖС) вызывает снижение более чем в 1,5 раза их кинематической вязкости и повышение в 2,0...2,5 раза глубины пропитки в рассматриваемых фильтрационно-гелеобразующих системах.

Методами рН-метрии, рентгенофазового анализа и инфракрасной спектроскопии установлены механизмы фильтрационного формообразования указанных гелеобразующих систем. В частности, применительно к ЭТС связующему формирование прочности смеси обусловлено массопереносом щелочных продуктов реакции из плакирующего слоя наполнителя в гидролизованный раствор этилсиликага, вызывающим повышение его рН до значения 5... 6 и огеливание в процессе фильтрации через плакированный наполнитель. Особенностью фильтрационного формообразования. с использованием жидкостекольного связующего является выделение геля кремниевых кислот в зонах контакта между частицами плакированного наполнителя вследствие взаимодействия ЖС с хлоридом алюминия.

В процессе продвижения ЖС в межзерновом пространстве в результате взаимодействия воды связующего раствора и плакированного зернистого материала происходит гидролиз с образованием кислой среды.

Продукты реакций удаляются из контактной зоны частиц из-за массопереноса, обусловленного принудительной фильтрацией связующего через плакированный наполнитель. В результате чего рН фильтрующегося ЖС уменьшается до значений 8...9 и связующее переходит в область агрегативной неустойчивости. Происходит выделение геля кремниевой кислоты, обеспечивающего формообразование, и гидратированного ортосиликата алюминия.

Создана методика изучения кинетики фильтрации гелеобразующих растворов через плакированные наполнители, характеризующая пропитку

пористого тела жидкостью и степень ее отверждения. В частности, совместным использованием методов фиксирования уровня перемещения фронта пропитывающей жидкости и удельного сопротивления фильтрационно-гелеобразующих систем через равные промежутки времени, установлено ускорение фильтрации ГРЭТС и ЖС, активированных НЭМИ. Это явление теоретически может быть обосновано сообщением атомам растворов избыточной энергии, приводящей к частичному разрушению кластеров жидкости и возникновению эффекта ее «разжижения», что существенно активизирует фильтрационные процессы в режиме вязкостного течения для рассматриваемых гелеобразующих систем. При этом, главными факторами являются удельная мощность и продолжительность воздействия НЭМИ.

Анализом кинетики фильтрационных процессов определен оптимальный для изготовления литейных стержней и форм метод фильтрации гелеобразующих растворов, основанный на том, что градиент давления создается разряжением в оснастке (0,3...0,7)х105 Па или принудительной подачей связующих под избыточным давлением (2...3)х105 Па. Продолжительность гелеобразования при фильтрации находится в пределах 1О...ЗОс.

«Возмущающими» факторами, обеспечивающими отклонение экспериментальных данных от результатов расчета по уравнениям классической теории фильтрации, являются плакирование частиц наполнителя веществами, вызывающими отверждение продвигающегося фронта гелеобразующего раствора и изменение его физико-химических свойств под действием НЭМИ. На первом этапе вязкость пропитывающего раствора при увеличении продолжительности его обработки НЭМИ уменьшается и характеризуется показательной функцией

Л НЭМИ _ втОБР НЭМИ (3)

Здесь Т|цэми — вязкость раствора после обработки его НЭМИ, Пас;

исходная вязкость раствора, Пас; коэффициент интенсивности «разжижения» связующего при его обработке НЭМИ; продолжительность обработки НЭМИ, мин.

На втором этапе в процессе фильтрации через наполнитель, плакированный гелеобразователем, наблюдается резкое повышение вязкости раствора, которое описывается параболической зависимостью

(4)

где вязкость пропитывающего раствора, изменяемая в процессе

фильтрации через плакированный зернистый материал, А - коэффициент интенсивности гелеобразовання раствора при его

л ~ л нэми а_2

- фильтр •

Мнэми

фильтрации через плакированный зернистый материал, с"2; ^фильтр. _ продолжительность фильтрации, с.

С учетом установленных закономерностей изменения вязкости растворов со временем в процессах обработки НЭМИ и фильтрации через наполнитель, плакированный гелеобразователем, методом разделения переменных и интегрирования получена математическая модель кинетики фильтрации в гелеобразующих системах, активированных НЭМИ, в виде следующего выражения

Здесь АР — градиент давления, вызывающий фильтрацию, Па; К - коэффициент проницаемости уплотненного плакированного зернистого материала в оснастке, м*.

При варьировании факторов расхождение расчетных и опытных значений параметров не превышает 5...8 %, что, в целом, свидетельствует об адекватности полученных теоретических зависимостей электроимпульсно-фильтрационного формообразования.

Методика расчета технологических параметров электроимпульсно-фильтрационного формообразования реализована в разработанной программе «FILTRAT». Она позволяет для каждого типоразмера стержней и форм рассчитать оптимальные значения остаточного воздушного давления в оснастке и прогнозировать изменения вязкости связующего при обработке НЭМИ и фильтрации, определяющие характер формообразования при соблюдении условия ламинарного потока жидкости в пористой среде.

Технологии электроимпульсно-фильтрационного формообразования являются логическим развитием «АлЗнаС-процесса» (авторы: Александров В.М., Знаменский Л.Г., Солодянкин А.А.) и разработаны как альтернатива «Шоу-процесса». В отличие от него удается добиться практически нулевой усадки за счет предварительного создания в оснастке жесткой скелетной структуры сухого наполнителя и последующего введения в него жидкого гелеобразующего связующего. В результате практически полностью устраняется трещинообразование форм (стержней).

Электроимпульсно-фильтрационное формообразование для

изготовления крупногабаритных стержней в чугунном художественном литье по выплавляемым моделям предусматривает ярусный подвод связующего в стержневой ящик. Разработанная методика расчета оптимальных параметров в этом случае состоит в том, что, задаваясь физико-химическими характеристиками связующего раствора, условиями его обработки НЭМИ, а также свойствами плакированного наполнителя и технологически приемлемыми значениями остаточного давления в оснастке и продолжительностью гелеобразования, определяют значения радиуса отвержденной части смеси. Указанный параметр является основным при проектировании оснастки для изготовления стержней. В частности,

расстояние между отверстиями для пропитки не должно превышать рассчитанное значение радиуса отвержденной части смеси. Только в этом случае при ярусном подводе связующего раствора в оснастку с плакированным наполнителем может быть достигнуто перекрывание полушаров отвержденнои части смеси. В результате обеспечивается точность воспроизведения стержнем сложной рабочей поверхности стержневого ящика.

Четвертая глава посвящена решению проблемы разработки новых составов и способов приготовления гипсовых смесей для тонкорельефного литья из цветных сплавов. Изготовление стержней и форм с улучшенными физико-механическими характеристиками достигается применением в качестве затворителей гипса металлофосфатных растворов, а также технологической добавки - циклонной пыли шамотного производства (ЦПШП). За счет совместного использования ЦПШП и кремнеземистого наполнителя в разработанных смесях обеспечивается при нагреве более «плавное» расширение форм и стержней на гипсовом связующем. Это дает возможность ускорить их прокалку без трещинообразования. Об этом свидетельствуют результаты. дилатометрии и дериватографии, представленные соответственно на рис.4 и 5. Общий цикл операции прокалки форм сокращен в 1,7...2.0 раза, что делает технологический процесс литья по выплавляемым моделям энергосберегающим.

Дилатометрические исследования показали также, что в интервале .температур 20...700°С разработанные, составы имеют коэффициент термического линейного расширения в 3...4 раза меньше, чем у лучших отечественных и импортных формовочных масс, обеспечивая этим повышение точности форм и отливок. Используемые компоненты смесей делают их экономичными, экологически безопасными и конкурентоспособными в точном литье.

Впервые предложены в качестве замедлителей затвердевания высокопрочного гипса алюмохромфосфатное связующее (АХФС) и алюмборфосфатный концентрат (АБФК). Установлен механизм

взаимодействия в системе «гипс - металлофосфатный раствор». Образующиеся при диссоциации и гидролизе АХФС и АБФК фосфат-ноны диффундируют к поверхности частиц гипса, в результате чего на поверхности раздела фаз возникает двойной электрический слой. С увеличением его толщины молекулам воды кинетически труднее проникнуть к гранулам порошкообразного связующего, что замедляет процесс затвердевания суспензии. Это наблюдается при использовании металлофосфагных растворов с рН = 5...6 ед., когда реализуется только физическая схема взаимодействия, основанная на адсорбции на поверхности частиц связующего ионов, уменьшающих скорость затвердевания гипсовой массы. Затворение высокопрочного гипса металлофосфатным раствором с рИ = 1...3 ед., помимо физической адсорбции, приводит к химическому Езаимодействию, в ходе которого происходит выделение газов и вспенивание

T,\I»H

Рис.4. Дилатометрия смесей: 1- «Ultra-vest»; 2-разработанная

т,мин

Рис.5. Дернватограмма разработанного состава пшсо-кремнеземистой смеси

суспензии. «Разрыхляющее» газовое влияние на адсорбционные слои мицеллы гипсовой суспензии создает условия для повышения скорости диффузии молекул воды и, по сравнению с физической стадией, интенсифицирует процесс гидратации гипса и отверждение смеси.

Разработанные составы гипсо-кремнеземистых масс обеспечивают возможность регулирования в широких пределах реологических свойств: вязкости и живучести суспензий. В связи с этим предложены их ультразвуковая активация и комбинированное воздействие вакуума, барботажа, ультразвука на указанные самотвердеющие смеси и процессы формообразования. Установлено, что ультразвуковая обработка (УЗ) гипсовых суспензий в 1,5... 1,7 раза снижает их вязкость, на 3...5 минут увеличивает время конца схватывания и мало изменяет момент начала затвердевания смесей, способствует повышению прочности форм в 1,9...2,0 раза и уменьшению их осыпаемости в 1,8... 1,9 раз. Оптимальный режим ультразвуковой обработки для рассматриваемых систем следующий: интенсивность I = 18...20 кВт/м2, частота f= 15...18 кГц, продолжительность воздействия

Разработан вакуумно-ультразвуковой способ дегазации самотвердеющих формовочных смесей. Его использование снижает в 1,6... 1,9 раза пористость форм и повышает в 1,9...2,1 раза их прочность. С увеличением интенсивности и уменьшением частоты ультразвука эффективность дегазации возрастает. Получена математическая модель кинетики вакуумно-ультразвуковой дегазации самотвердеющих формовочных масс в виде системы уравнений

(б)

где h — высота подъема газового пузырька в самотвердеющей смеси в УЗ поле, м; g — ускорение свободного падения, м/с2; рс — плотность смеси, кг/м3; рг — плотность газа, кг/м3; Цо — начальная динамическая вязкость смеси, Пас; Г — начальный радиус пузырька, м; R - радиус кавитационного пузырька, м; К| — коэффициент интенсивности изменения динамической вязкости в зависимости от параметров УЗ воздействия, с"1; Кг — коэффициент интенсивности изменения динамической вязкости в зависимости от состава смеси, с"'; f — частота ультразвука, Гц; Рцщли ~ внешнее давление над формой, Па; Рст — гидростатическое давление, Па; ~уз — амплитуда ультразвукового давления, Па; N - мощность ультразвукового поля, Вт, с - скорость распространения ультразвука в среде, м/с; S - площадь излучающей поверхности, м2; I - интенсивность ультразвука, Вт/м2;

моменты времени после затворения формовочной

массы, соответствующие расширению кавитационной полости, началу и концу УЗ обработки, началу и концу схватывания смеси, с; а - поверхностное натяжение на границе «жидкость - газ», Дж/м2.

Разработанные модель и методика, реализованная в компьютерной программе «UZ», позволяют рассчитать для различных типоразмеров форм оптимальные значения интенсивности ультразвукового поля при его резонансной частоте и остаточного воздушного давления в оснастке, обеспечивающих максимальную дегазацию самотвердеющих гипсовых суспензий в цветном литье по выплавляемым моделям.

- Для условий прогрессивного способа литья по вытяжным резиновым моделям предложена барботажно-ультразвуковая обработка

самотвердеющих суспензий, обеспечивающая высокопористую структуру гипсо-кремнеземистых форм. При этом за счёт барботажа смеси сжатым воздухом удаётся добиться требуемой её газонасыщенности, а последующей ультразвуковой обработкой -равномерного распределения во всем объёме воздушных пузырьков под действием кавитации и акустических течений, инициируемых ультразвуковым полем. Полученные гипсовые формы обладают повышенной газопроницаемостью 100...110 ед., прочностью при сжатии 5...6 МПа, низким коэффициентом термического линейного расширения, равным (0,09...0,11)х1(Г5 1/ °С. Такой комплекс свойств необходимым для изготовления точных машиностроительных отливок ответственного назначения, например турбоколес из алюминиевых сплавов.

Разработанные способы могут быть отнесены к нанотехнологиям и обеспечивают целенаправленное воздействие на микроструктуру формовочных материалов и смесей соответственно в точном литье по выплавляемым и вытяжным резиновым моделям.

В пятой главе, учитывая комплексный подход к разработке теоретических и технологических основ электроимпульсной активации материалов и процессов в точном литье, рассмотрены закономерности воздействия НЭМИ на структуру и свойства алюминиевых сплавов в жидком и твердом состояниях. Решение этих проблем, в том числе, представляется

принципиально важным в сочетании с разработанными технологиями формообразования для изготовления сложнопрофильных отливок.

Воздействие НЭМИ вызывает изменение свойств исследуемых алюминиевых расплавов АК7 и АК5М (табл.2): увеличивается их жидкотекучесть на 30...50 %, снижается на 12... 16% вязкость, уменьшается на 8... 10 % поверхностное натяжение (о), существенно повышается растворимость и обеспечивается равномерность распределения легирующих элементов.

Таблица 2

Влияние обработки расплава НЭМИ на свойства АК5М

Свойства Без воздействия После обработки расплава НЭМИ

Жидкотекучесть по спиральной пробе ГОСТ 16438-70, мм 170...ISO 290...295

Поверхностное натяжение, Н/м 0,81 0,74

Прочность на разрыв, МПа 270...285 340...350

Относительное удлинение, % 0.8...1,0 2,3...2,5

Форма зерен кремния Иглообразная Компактная

Размер зерна отливок, мкм 100...200 40...60

Обработка НЭМИ расплавов изменяет их энергетическое состояние, уменьшая о на межфазной границе «кристаллы — расплав». Это сокращает критический размер зародышей и способствует формированию дополнительных центров кристаллизации и измельчению зерна. Воздействие НЭМИ вызывает интенсификацию массопереноса и блокир>ет рост дендритных ветвей. При этом после некоторого переохлаждения' более вероятна объемная кристаллизация, исключающая образование зоны столбчатых кристаллов и определяющая однородную мелкозернистую структуру отливок. В результате обеспечивается повышение на 15...20% прочности и в ряде случаев зафиксировано трехкратное увеличение пластичности литейных алюминиевых сплавов.

Изучены процессы легирования алюминия тугоплавкими металлами (молибден, титан, цирконий) в поле НЭМН. Результаты термодинамического анализа показывают, что при обработке расплавленного алюминия галогенидами тугоплавких металлов при 700..1100°С возможно самопроизвольное протекание реакций восстановления Мо, П, 7л из их хлоридов или иодидов (ДО < 0). Для их термического разложения при указанных температурах Дв > 0. Установлены закономерности кинетики протекающих взаимодействий. Результаты исследовании показывают, что НЭМИ оказывает каталитическое воздействие на процессы в системе «алюминиевый расплав - галогениды тугоплавких металлов». В указанном элсктромагнитно-импульсном поле в 2...3 раза увеличиваются скорости растворения в расплавленном алюминии (марка А85) меди, молибдена.

титана и циркония. Эффект вызывается интенсификацией процессов массо- и теплопереноса при поглощении расплавом энергии НЭМИ и обеспечивает равномерность распределения указанных элементов в алюминиевой матрице. Об этом, в частности, свидетельствуют результаты растровой электронной микроскопии (РЭМ100У), представленные на рис.6.

Как показали проведенные исследования на дифрактометре «ДРОН-4» параметр решетки в рассматриваемом случае изменяется с 4,0494 до 4,0476 ангстрем. Зафиксированы эффекты диспергирования, и изменения морфологии образующихся интерметаллидов. и их модифицирующее действие на промышленные алюминиевые сплавы. Воздействие НЭМИ вызывает глубокую «перестройку» микроструктуры исследуемых алюминиевых сплавов (рис.7).

Происходит диспергирование крупных (90... 100 мкм) интерметаллидов (А13Мо), имеющих форму развитых многогранников. В результате при электроимпульсном воздействии высокой мощности образуются компактные глобулярные мелкокристаллические интерметаллидные включения размером 3...5 мкм.

Химический состав рассматриваемых сплавов, определённый с использованием растрового электронного микроскопа РЭМ100У, в этом случае следующий: А1 - 97,2...97,5%; Мо - 1,9...2,1%; Бе - 0,25...0,28%; 81 - 0,062...0,068%; примеси - остальное. Результаты их качественного рентгенофачового анализа представлены на рис.8. Приведённые дифрактограммы (ДРОН-4) показывают, что при обработке расплавленного алюминия без воздействия НЭМИ хлоридом молибдена и последующего затвердевания в гипсовой форме возникают крупнокристаллические фазы А13Мо, Мо^, А1)з И РеАЬ- В процессе плавки содержание Бе и 81 увеличивается из-за взаимодействия А1 с кварцевой огнеупорной краской металлического тигля и стальным плавильным инструментом. Растворимость железа в твердом алюминии ниже 400 °С практически равна нулю и поэтому Бе выделяется в виде интерметаллида, имеющего средний размер 300...400 мкм и пластинчатую морфологию. При обработке в поле НЭМИ (мощность 1,0... 1,5 МВт, частота следования импульсов 950... 1000 Гц, продолжительность воздействия 30...40 мин) расплавленного А1 хлоридом Мо фаза РеА12 рентгенофазовым анализом невыявлена, что свидетельствует о максимально полном в этом случае растворении Бе в алюминии. Зафиксированные же тугоплавкие интерметаллиды (см. рис. 8) существенно диспергируются при электромагнитно-импульсном воздействии. Они являются дополнительными центрами кристаллизации и вызывают модифицирующее влияние на структуру сплавов.

жм и

20, град (СиКа) 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20

Рис. 8. Дифрактограммы сплавов, полученных при обработке расплавленного алюминия МоСЬ: 1 - без НЭМИ, 2-е НЭМИ; А - А1; Ж - РеА12; М - Моф", А!):; И - интермсталлид А13Мо

Применение мелкокристаллических лигатур AI-Mo, Al-Ti, AI-Zr, полученных с использованием НЭМИ, определяет увеличение пластических свойств и повышение прочностных характеристик сплавов АК7 и АК5М, улучшение их жидкотекучести. Воздействие на рассматриваемые системы НЭМИ с удельной мощностью 700...800 MBt/mJ вызывает образование локальных импульсных электромагнитных полей высокой напряженности, частично разрушающих кластеры расплава и тем самым существенно увеличивающих его жидкотекучесть. Тугоплавкие легирующие элементы оказывают модифицирующее воздействие, вызывая диспергирование структуры рабочих алюминиевых сплавов.

При использовании приготовленных под действием НЭМИ мелкокристаллических модифицирующих лигатур «алюминий - тугоплавкие металлы» четко проявляются следующие закономерности: зависимость эффекта модифицирования от параметров интерметаллидов в лигатуре; сохранение наследственного влияния структурных параметров лигатур в течение длительных изотермических выдержек модифицированного расплава (20...90 мин); сохранение наследственного влияния мелкокристаллических лигатур после кристаллизации, повторного расплавления, перегрева до 800...900°С и выдержках при этих температурах в течение 20...30 мин. Избирательное воздействие модифицирующих лигатур типа

на структуру и свойства алюминиевых сплавов осуществляется, главным образом, через морфологию интерметаллидов.

Установлено, что легирование алюминия и его сплавов тугоплавкими металлами из их галогенидов при одновременном воздействии наносекундных электромагнитных импульсов' создает условия для эффективного управления процессами формирования высокодисперсной микроструктуры алюминиевых сплавов и обеспечивает улучшение их литейных и механических свойств. На основании проведенных исследований разработаны технологии подготовки модифицирующих лигатур и приготовления алюминиевых расплавов.

В заключительной шестой главе приведены результаты промышленных испытаний и освоения разработанных электроимпульсных и ультразвуковых технологических процессов формообразования и приготовления расплавов в художественном и машиностроительном литье по выплгвляемым и вытяжным резиновым моделям.

За счет обеспечения высоких физико-механических свойств керамических форм на активированных НЭМИ связующих растворах решена проблема перевода производства кабинетных чугунных художественных отливок, с низкопроизводительной старинной кусковой формовки на прогрессивный способ литья по выплавляемым моделям. При этом повышение качества тонкорельефного литья достигнуто также применением точных, легкоудаляемых стержней, изготовленных по методу электроипульсно-фильтрационного формообразования. Их выгодно отличает высокая трещиноустойчивость на всех стадиях литья по выплавляемым моделям, ускоренное формирование прочности смеси непосредственно в

оснастке, а главное, саморазупрочнение стержней после затвердевания расплава в форме и последующего охлаждения чугунных отливок. В результате появляется возможность удаления стержней из глухих, сложных по конфигурации полостей художественных отливок простым высыпанием смеси.

В ходе промышленных испытаний в точном литье цветных сплавов (бронзы, латуни, силумины) практически подтверждена эффективность использования предлагаемых гипсо-кремнеземистых смесей с металлофосфатными затворителями и способов их подготовки с применением ультразвука, вакуума и барботажа. Показано на широкой номенклатуре отливок (150 наименований) с годовым выпуском 180 тонн, что разработанные технологии позволяют получать высококачественное художественное литье по выплавляемым моделям не только мелкого развеса, но и крупногабаритные кабинетные и скульптурные изделия массой 80... 100 кг и более. Лучшие импортные гипсовые смеси «ULTRAVEST», «CERRCAST» являются узкоспециализированными на ювелирное литье и при повышении массы отливок вызывают их брак по засорам, газовым раковинам. Себестоимость за 1кг таких формовочных масс находится в пределах 2,0...2,5 доллара США. Предлагаемые смеси на порядок дешевле, экономичны и конкурентоспособны в художественном литье из цветных сплавов. Барботажно-ультразвуковой способ изготовления высокопористых гипсовых форм в сочетании с электроимпульсной обработкой металлических расплавов обеспечивают улучшение качества машиностроительных отливок из алюминиевых сплавов, полученных литьём по вытяжным резиновым моделям.

В целом, при использовании разработанных технологий в производстве удалось более чем на 30% уменьшить толщины стенок отливок, значительно улучшить качество их тонкорельефной поверхности, на 25...30% снизить себестоимость точного литья, повысить его экологическую безопасность. Промышленное освоение разработанных технологий дало экономический эффект на ряде предприятий. Уральского региона: ЗАО «Каслинский машиностроительный завод (КМЗ)» (г. Касли), ЗАО «Уральская бронза» (г. Челябинск), производственном предприятии «Престиж, стабильность, профессионализм (ПСП)» (г. Челябинск) в размере 15 млн. руб. (в ценах 2003 г.).

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Использование полей НЭМИ позволяет эффективно воздействовать на структуру и свойства коллоидных растворов, к числу которых относятся ГРЭТС и ЖС. При этом зафиксирована глубокая мицеллярная перестройка и появление таких эффектов, как ионизация, диспергирование, аномально-резкое падение вязкости и удельного электросопротивления рассматриваемых коллоидно-дисперсных систем. Наблюдаемые изменения свойств находят свое теоретическое обоснование в рамках электрон -

радикального механизма протекания процесса импульсного радиолиза указанных связующих растворов.

2. Наибольший эффект в синтезе связующих с заранее заданным комплексом свойств может быть достигнут при воздействии НЭМИ непосредственно в ходе гидролиза ЭТС. Механизм его прохождения в этом случае связан с импульсным радиолизом воды, который обуславливает

появление в гидролизате атомов Н и радикалов О Н. Являясь химически активными частицами, водород активно отщепляет этоксильные группы от

атома кремния с образованием этилового спирта, а ОН легко присоединяется к полученному макрорадикалу =Б1*. В результате в 2,0...2,5 раза ускоряется процесс гидролиза ЭТС, что способствует образованию большего количества зародышей мицелл и формированию тонкодисперсного с низкой вязкостью связующего раствора. При этом электроимпульсная обработка интенсифицирует не только гидролиз, но и поликонденсационные процессы, приводящие при последующей выдержке ГРЭТС к агрегации его коллоидных частиц.

3. На основе проведенных теоретических и экспериментальных исследований разработан электроимпульсно-химический способ подготовки ЭТС связующих с улучшенным комплексом сзойств. Он состоит в проведении гидролиза этилсиликата водными растворами солей алюминия (А1С13 6Н20 (20...25 %) или А1(Ы03)3-9Н20 (25...30 %)) при воздействии НЭМИ с разбавлением гидролизата до необходимого содержания водными растворами высокомолекулярных ПАВ (ПВС и КМЦ-Н) при достижении отношения рг/ри = (0,8...1,4)х10~5 ДЛЯ ЭТС-40 и

Оптимальные параметры НЭМИ: удельная мощность - N = 550...650 МВт/м3, частота следования импульсов -продолжительность обработки - до момента ввода разбавителя. Использование разработанного электроимпульсно-химического способа подготовки ГРЭТС без органических растворителей в 4...5 раз повышает живучесть суспензии, увеличивает в 2,0...2,5 раза прочность керамических форм, в том числе при высоких температурах.

4. Одним из эффективных направлений повышения точности и прочности керамических форм на ЖС в «горячем» состоянии является повышение его модуля. Высокоскоростная и экономичная подготовка высокомодульного жидкостекольного связующего может быть осуществлена по принципу объединения электроимпульсной и мембранной технологий. Указанная электрофизическая обработка вызывает разрыв связей № с кремнекислородным тетраэдром и способствует увеличению в интермицеллярной жидкости коллоидного раствора ионов натрия. Это интенсифицирует процесс их «откачки» через полупроницаемую мембрану под действием тока электродиализа. В результате обеспечивается ускоренное получение высокомодульного ЖС для литья по выплавляемым моделям.

5. Для математического описания изменения удельной проводимости коллоидных растворов ЖС в процессе их электродиализа в поле НЭМИ получена система уравнений а=А(т). С ее учетом создана математическая модель кинетики электроимпульсно-мембранной обработки ЖС. Она экспериментально подтверждена и положена в основу методики расчета оптимальных технологических параметров, реализованной в компьютерной программе «EID.exe», которая позволяет в зависимости от различных условий производства при задаваемых параметрах НЭМИ выбрать величину тока электродиализа, рассчитать напряжение, подаваемое на электроды, и оптимальное время подготовки ЖС заданного модуля и свойств. За счет активации диализной обработки связующего раствора удается за 1...3 часа добиться модуля ЖС в пределах 5...8 ед. Использование такого связующего в литье по выплавляемым моделям обеспечивает увеличение в 2,0...2,5 раза прочности керамических форм в горячем состоянии, исключает пригарообразование и улучшает выбиваемость точных отливок из черных сплавов.

6. Принципиально новым направлением в решении проблемы повышения качества отливок является разработка технологий фильтрационного формообразования, основанных на активации наносекундными электромагнитными импульсами материалов и процессов в точном литье. Оптимальными свойствами для условий этого нового вида формообразования обладают фильтрационно-гелеобразующие системы: «ГРЭТС - наполнитель, плакированный смесью ЖС и ФХШ»; «ЖС - наполнитель, плакированный хлоридом алюминия». Фильтрация в этих системах обеспечивает ускоренное получение в пористом теле коагуляционных структур, обеспечивающих адгезионное "сцепление" частиц наполнителя и повышение точности и термопрочности изготавливаемых стержней и форм в точном литье. Обработка пропитывающих растворов НЭМИ по определенным режимам (N| = 300...400 МВт/м3, Тобр! = 2...6 мин

вызывает

снижение более чем в 1,5 раза их кинематической вязкости и повышение в 2,0...2,5 раза глубины пропитки в рассматриваемых фильтрзционно-гелеобразующих системах.

7. Методами рН-метрИИ, рентгенофазового анализа и инфракрасной спектроскопии установлены механизмы фильтрационного формообразования указанных гелеобразующих систем. В частности, применительно к ЭТС связующему формирование прочности смеси обусловлено массопереносом щелочных продуктов реакции из плакирующего слоя наполнителя в гидролизованный раствор этилсиликата, приводящим к повышению его рН до значения 5... 6 и огеливанию в процессе фильтрации через плакированный наполнитель. Особенностью фильтрационного формообразования, с использованием жидкостекольного связующего является выделение геля кремниевых кислот в зонах контакта между частицами плакированного наполнителя вследствие взаимодействия ЖС с хлоридом алюминия.

8. На первом этапе вязкость пропитывающего раствора при увеличении продолжительности его обработки НЭМИ уменьшается и ее изменение со временем характеризуется показательной функцией. На втором этапе в процессе фильтрации через плакированный наполнитель в результате гелеобразования наблюдается резкое повышение вязкости раствора, математически описываемое параболической зависимостью. С учетом установленных закономерностей изменения вязкости растворов со временем в процессах обработки НЭМИ и фильтрации получена модель электроимпульсно-фильтрационного формообразования. При варьировании факторов расхождение расчетных и опытных значений параметров не превышает 5...8 %. Модель позволяет для каждого типоразмера стержней и форм рассчитать оптимальные значения остаточного воздушного давления в оснастке и прогнозировать изменения вязкости связующего при обработке НЭМИ и в процессе фильтрации, определяющие характер формообразования при соблюдении условия ламинарного потока жидкости в пористой среде.

9. Результаты испытаний показывают, что разработанные технологии электроимпульсно-фильтрационного формообразования позволяют исключить осыпаемость, обеспечить неограниченный во времени срок хранения смеси, добиться повышения в 1,5...2,0 раза прочности, в особенности в горячем состоянии, увеличить более чем в 1,5 раза выбиваемость стержней и форм при их высокой размерной точности. В результате улучшается качество точных отливок. Повышение стабильности изготовления, стержней и форм достигается обработкой НЭМИ гелеобразующих растворов и соблюдением оптимального диапазона значений воздушного разряжения в оснастке 0,01...0,05 МПа или избыточного (сверх атмосферного) давления (2...3)х105 Па связующих, обеспечивающих возможность управления фильтрационными процессами.

10. Разработаны новые состазы гипсо-кремнеземистых смесей с регулируемым комплексом свойств, необходимым для эффективного воздействия ультразвука в режиме развитой кавитации и комбинированных на его основе физических методов. Изготовление стержней и форм на гипсовом связующем с улучшенными физико-механическими характеристиками достигается применением в качестве затворителей металлофосфатных водных растворов и циклонной пыли шамотного производства. Дилатометрические исследования показали, что в интервале температур 20...700°С разработанные составы имеют КТЛР 0,45-10"5 1/°С (состав I типа) И 0,23-Ю"5 1/°С (состав II типа),что в 2...4 раза меньше, чем у лучших отечественных и импортных формовочных смесей, обеспечивая этим повышение точности форм и отливок в литье по выплавляемым моделям.

11. Предложено использование ультразвуковой активации формовочных материалов и комбинированное воздействие вакуума, барботажа, ультразвука на самотвердеющие смеси и процессы формообразования. Установлено, что ультразвуковая обработкз гипсовых суспензий в 1,5...1,7 раза снижает их вязкость, на 3...5 минут увеличивает время конца схватывания и мало изменяет момент начала затвердевания

смесей, способствует повышению прочности форм в 1,9...2,0 раза и уменьшению их осыпаемости в 1,8... 1,9 раз. Оптимальный режим УЗ обработки следующий: интенсивность I = 18...20 кВт/м, частота продолжительность воздействия

12. Разработан . вакуумно-ультразвуковой способ дегазации формовочных смесей. Его использование снижает в 1,6... 1,9 раза пористость форм и повышает в 1,9...2,1 раза их прочность. С увеличением интенсивности и уменьшением частоты ультразвука эффективность дегазации возрастает. Для управления этими сложными многофакторными процессами получена математическая модель кинетики вакуумно-ультразвуковой дегазации самотвердеющих формовочных масс в виде системы уравнений, позволяющих рассчитать для различных типоразмеров форм оптимальные значения интенсивности ультразвукового поля при его резонансной частоте и остаточного воздушного давления в оснастке для обеспечения максимальной дегазации самотвердеющих гипсовых суспензий в цветном литье по выплавляемым моделям.

13. Для условий прогрессивного способа литья по вытяжным резиновым моделям предложена барботажно-ультразвуковая обработка самотвердеющих суспензий, обеспечивающая- высокопористую структуру гипсо-кремнеземистых форм. При этом за счёт барботажа смеси сжатым воздухом удаётся добиться требуемой её газонасыщенности, а последующей ультразвуковой обработкой - равномерного распределения во всем объёме воздушных пузырьков под действием кавитации и акустических течений, инициируемых ультразвуковым полем. Полученные гипсовые формы обладают повышенной газопроницаемостью 100... 110 ед., прочностью при сжатии 5...6 МПа, низким коэффициентом термического линейного расширения, равным (0,09...0,11)хЮ~5 1/ °С. Такой комплекс свойств является необходимым для изготовления точных машиностроительных отливок ответственного назначения, например турбоколес из алюминиевых сплавов

14. Воздействие НЭМИ вызывает изменение свойств расплавов АК7 и АК5М: увеличивается на 30...50% их жидкотекучесть, обеспечивается повышение на 15...20% прочности и в ряде случаев зафиксировано трехкратное увеличение пластичности алюминиевых сплавов. Электроимпульсная обработка изменяет энергетическое состояние расплавов, уменьшая на 8... 10% поверхностное натяжение на межфазной границе «кристаллы - расплав». Это сокращает критический размер зародышей и способствует формированию дополнительных центров кристаллизации, определяющих однородную мелкозернистую структуру отливок. При этом обеспечивается равномерность распределения легирующих элементов и наблюдается изменение морфологии включений кремния с игольчатой на компактную блочную.

15. В электромагнитно-импульсном поле в 2...3 раза увеличивается скорость растворения в расплавленном алюминии молибдена, титана и циркония. Этот эффект вызывается интенсификацией процессов массо- и

теплопереноса при поглощении расплавом энергии НЭМИ и обеспечивает равномерность распределения указанных элементов в алюминиевой матрице. Исследованиями на дифрактометре «ДРОН-4» установлено искажение кристаллической решетки, алюминия после его обработки хлоридом молибдена в поле НЭМИ: параметр решетки изменяется с 4,0494 до 4,0476 ангстрем. При этом наблюдается эффект увеличения при 2О...25°С предельной растворимости в алюминии Мо с 0,1% масс, до 0,4% масс, ^ и Zг с 0,15% масс, до 0,8% масс.

16. Воздействие НЭМИ вызывает глубокую «перестройку» микроструктуры исследуемых- алюминиевых сплавов. В поле НЭМИ происходит диспергирование крупных (90... 100 мкм) интерметаллидов (А13Мо), имеющих форму развитых многогранников. В результате, при электроимпульсном воздействии высокой мощности образуются компактные глобулярные мелкокристаллические интерметаллидные включения размером 5...8 мкм. Применение мелкокристаллических лигатур А1—Мо, А1-Т1, РЛ-Ъх, полученных с использованием НЭМИ, определяет увеличение пластических свойств и повышение прочностных характеристик сплавов АК7 и АК5М, улучшение их жидкотекучести. Тугоплавкие легирующие элементы оказывают модифицирующее воздействие, вызывая диспергирование микроструктуры рабочих алюминиевых сплавов.

17. Разработанные электроимпульсные и ультразвуковые технологические процессы формообразования и приготовления расплавов освоены в художественном и машиностроительном литье. За счет обеспечения высоких физико-механических свойств керамических форм на активированных НЭМИ связующих растворах решена проблема перевода производства кабинетных чугунных художественных отливок с низкопроизводительной старинной кусковой формовки на прогрессивный способ литья по выплавляемым моделям. Повышение качества тонкорельефного литья достигнуто также применением точных, легкоудаляемых стержней, изготовленных по методу электроипульсно-фильтрационного формообразования.

18. В ходе промышленных испытаний в точном литье цветных сплавов (бронзы, латуни, силумины) практически подтверждена эффективность использования предлагаемых гипсо-кремнеземистых смесей с металлофосфагными затворителями и способов их подготовки с применением ультразвука, вакуума и барботажа. Показано на широкой номенклатуре отливок (150 наименований) с годовым выпуском 180 тонн, что разработанные технологии позволяют получать высококачественное художественное литье по выплавляемым моделям не только мелкого развеса, но и крупногабаритные кабинетные и скульптурные изделия массой 80... 100 кг и более. Барботажно-ультразвуковой способ изготовления высокопористых гипсовых форм в сочетании с электроимпульсной обработкой металлических расплавов обеспечивают повышение качества изготовления литьем по вытяжным резиновым моделям

машиностроительных отливок из алюминиевых сплавов, например турбоколес компрессоров двигателей внутреннего сгорания.

19. При использовании разработанных технологий в производстве удалось более чем на 30% уменьшить толщины стенок отливок, значительно улучшить качество их тонкорельефной поверхности, на 25...30% снизить себестоимость точного литья, повысить его экологическую безопасность. Промышленное освоение элсктроимпульсных и ультразвуковых технологических процессов формообразования и приготовления расплавов дало экономический эффект на ряде предприятий Уральского региона: ЗАО «Каслинский машиностроительный завод (КМЗ)» (г. Касли), ЗАО «Уральская бронза» (г. Челябинск), производственном предприятии «Престиж, стабильность, профессионализм (ПСП)» (г. Челябинск) в размере 15 млн. руб. (в ценах 2003 г.).

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ

L Знаменский Л.Г., Александров В.М., Солодянкин А.А. АлЗнаС-процесс для изготовления стержней // Литейное производство. - 1993. - № 1. -С.13-14.

2. Знаменский Л.Г., Кулаков Б.А., Дубровин В.К. Модель и методика расчета параметров АлЗнаС-процесса формообразования // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. — 1995. - № 9. - С. 52-53.

3. Знаменский Л.Г., Кулаков Б.А., Дубровин В.К. Механизм АлЗнаС-процесса формообразования // Литейное производство. - 1995. - № 6. -С. 23-24

4. Изготовление легкоудаляемых керамических стержней / Б.А. Кулаков, В.К. Дубровин, А.Б. Кулаков, Л.Г. Знаменский //Литейное производство. - 1997. - №4. - С. 35-36.

5. Фильтрационное формообразование гелеобразующих систем в точном литье / Л.Г. Знаменский, Б.А. Кулаков, В.К. Дубровин, СВ. Рожков // Литейное производство. - 1997. - №4. - С. 34.

6. Кулаков Б.А., Дубровин В.К., Знаменский Л.Г. Влияние несинусоидальных электромагнитных импульсов на алюминиевые сплавы // Материаловедение и термическая обработка металлов: Всеросс. сб. научн. трудов. - Магнитогорск: МГТУ, 1999. - С. 21-23.

7. Знаменский Л.Г., Кулаков Б.А., Ивочкина О.В. Электроимпульсная активация гидролиза этилсиликата в точном литье // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. - 2000. - №5. - С. 37-39.

8. Знаменский Л.Г, Кулаков Б.А., Ивочкина О.В. Электроимпульсно-диализная обработка жидкого стекла в точном литье // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. - 2000. - № 11. - С. 49-51.

9. Новые электрофизические методы активации материалов и процессов в точном литье / Л.Г. Знаменский, Б.А. Кулаков, В.В. Крымский, О.В. Ивочкина // Тр. Междунар. форума по проблемам науки, техники и образования. - Москва, 2000. - С. 83-85.

10. Электроимпульсная обработка жидкого стекла и суспензий в точном литье / Л.Г. Знаменский, Б.А. Кулаков, В.В. Крымский и дрУ/ Известия вузов. Черная металлургия. - 2000. - № 3 - С. 52-54.

11. Аэрозольно-электроимпульсная обработка жидкостекольного связующего / Л.Г. Знаменский, Б.А. Кулаков, В.В. Крымский, И.Н. Ердаков // Литейное производство - 2001. - № 1. - С. 19-20.

12. Электрофизическое регулирование свойств формовочных материалов в точном литье / Л.Г. Знаменский, Б.А. Кулаков, И.Н. Ердаков, О.В. Ивочкина // Сб. тр. V съезда литейщиков России. - Москва: МИСиС, 2001.-С. 320-322.

13. Знаменский Л.Г., Ердаков И.Н. Металлофосфатные связующие в гипсовых смесях // Литейное производство. - 2001. - № 1. - С. 22-23.

14. Барботажно-ультразвуковая обработка гипсовых смесей в точном литье / Л.Г. Знаменский, Б.А. Кулаков, В.А. Романов, О.В. Ивочкина. // Литейное производство. - 2001. - № 1. - С. 24-25.

15. Знаменский Л.Г., Кулаков Б.А., Ивочкина О.В. Физико-химическое регулирование процесса поликонденсации этилсиликатных связующих // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. - 2001. - №1. -С 46-49.

16. Знаменский Л.Г., Ивочкина О.В., Кулаков Б.А. Мощные электроимпульсные поля в подготовке ЭТС связующих для точного литья // Тр. Междунар. форума по проблемам науки, техники и образования. - М.: Академия наук о земле, 2001. - Том 2. - С. 73-75.

17. Точное формообразование в художественном литье ./ Л.Г. Знаменский, В.К. Дубровин, И.Н. Ердаков, О.В. Ивочкина // Литейное производство, 2001. - № 1. - С. 32.

18. Электронно-ионная технология активации гипсовых формовочных смесей / Л.Г. Знаменский, B.C. Жабреев, О.О. Павловская, О.В. Ивочкина // Литейное производство. - 2001. - № 1. - С 18.

19. Знаменский Л.Г., Кулаков Б.А., Ердаков И.Н. Закономерности получения формовочных смесей и литейных форм из материалов на основе системы «гипс - металлофосфатный раствор» для цветного литья // Известия высших учебных заведений. Цветная металлургия. - 2002. - № 4. - С 21-26.

20. Знаменский Л.Г., Кулаков БА., Ердаков И.Н. Получение литейных форм повышенной точности из гипсовых смесей в цветном литье // Известия высших учебных заведений. Цветная металлургия. - 2002. - № 5. - С. 50-52.

21. Знаменский Л.Г. Активация этилсиликатных связующих наносекундными электромагнитными импульсами // Литейное производство. - 2002. - № 9. - С. 25-27.

22.Знаменский Л.Г. Вчп^т^пдтрачттглдо.. трн"1-""'" смесей в точном литье //Литейное производство. - I

1 библиотек* J зз 1 cuntjim *

.Jt

ОЭ Р tn I

23.3наменский Л.Г., Кулаков Б.А., Ивочкина О.В. Изготовление гипсовых литейных форм с применением барботажно-ультразвуковой обработки // Известия высших учебных заведений. Цветная металлургия. -2003.-№2.-С. 21-23.

24.Ивочкина О.В., Знаменский Л.Г., Кулаков Б.А. Электронно-ионная технология подготовки высокопрочного гипса в точном литье. / Труды VI съезда литейщиков России. - Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2003. - С. 121-124.

25. Знаменский Л.Г., Кулаков Б.А., Ивочкина О.В. Применение электромагнитно-импульсной обработки формовочных материалов и смесей при литье по выплавляемым моделям // Известия высших учебных заведений. Цветная металлургия. - № 4. - 2003. - С. 39—42.

26. Знаменский Л.Г., Кулаков Б.А., Ивочкина О.В. Электронно-ионная активация формовочных смесей при литье по выплавляемым моделям // Известия высших учебных заведений. Цветная металлургия. - 2003. - № 5. -2003.-С. 44-47.

27. Знаменский Л. Г. Теоретические и технологические основы электроимпульсной активации материалов и процессов в точном литье // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. - 2003. - № 11.-С. 56-61.

28. Знаменский Л.Г. Электронно-ионная технология подготовки высокопрочного гипса в литье по выплавляемым моделям // Литье Украины.- 2003. -№ 10.-С. 14-17.

29. Знаменский Л.Г. Активация наносекундными электромагнитными импульсами жидкостекольного связующего для точного литья // Известия высших учебных заведений. Цветная металлургия. - № 6. - 2003., С. 36-38.

30. Знаменский Л.Г. Электроимпульсные нанотехнологии активации процессов в точном литье // Заготовительные производства в машиностроении.- 2003. - № 12. - С. 3-7.

31 .Знаменский Л.Г. Обработка алюминиевых расплавов галогенидами тугоплавких металлов в поле наносекундных электромагнитных импульсов // Известия высших учебных заведений. Цветная металлургия. - 2004. - № 1. -С.39-44.

32. Наносекундные электромагнитные импульсы и их применение / Под общ. ред. В.В. Крымского. - Челябинск: Изд-во Татьяна Лурье, 2001. -110 с.

33. Знаменский Л.Г., Крымский В.В., Кулаков Б.А. Электроимпульсные нанотехнологии в литейных процессах. - Челябинск: Изд-во ЦНТИ, 2003. -130 с.

34. А.с. № 1766577. Способ подготовки материалов для изготовления керамических форм и стержней / В.М. Александров, Б.А. Кулаков, Л.Г. Знаменский, А.А. Солодянкин // Бюл. - 1992. -№ 37. - С. 42

35. Патент СССР № 1838026АЗ. Способ изготовления литейных стержней и форм по холодной оснастке- / В.М. Александров, Л.Г. Знаменский, А.А. Солодянкин, Б.А. Кулаков // Бюл. - 1993. -№32.

36. Патент РФ № 2086341. Способ изготовления литейных стержней и форм по холодной оснастке / Л.Г. Знаменский, Б.А. Кулаков, В.К. Дубровин, А.Б. Кулаков // Бюл. - 1997. - №22.

37. Патент РФ № 2088367. Способ приготовления этилсиликатного связующего / Л.Г. Знаменский, Б.А. Кулаков, В.К. Дубровин, А.Б. Кулаков // Бюл.-1997.-№24.

38. Патент РФ № 2098220. Смесь и способ изготовления литейных керамических стержней / Б.А. Кулаков, Л.Г. Знаменский, В.К. Дубровин и др.//Бюл.-1997.-№34.

39. Патент РФ № 2118223. Способ приготовления жидкостекольного связующего для изготовления литейных керамических форм по выплавляемым моделям / Знаменский Л.Г., Кулаков Б.А., Крымский В.В. // Бюл.-1998.-№24.

40. Патент РФ № 2118224. Способ приготовления этилсиликатного связующего / Знаменский Л.Г., Кулаков Б.А., Крымский В.В. // Бюл. - 1998. -№24.

41. Патент РФ № 2129932. Смесь для изготовления керамических форм и стержней при производстве отливок из цветных и драгоценных сплавов и способ ее приготовления / Л.Г. Знаменский, Б.А. Кулаков, В.В. Крымский и др.//Бюл.-1999.-№13.

42. Патент РФ № 2145265. Способ изготовления литейных стержней и форм из жидкостекольных смесей У Л.Г. Знаменский, Б.А. Кулаков, В.В. Крымский и др. // Бюл. - 2000 - № 4.

43. Патент РФ 2155114. Смесь для изготовления гипсовых форм и стержней при производстве отливок из цветных и драгоценных сплавов и способ ее приготовления / Л.Г. Знаменский, Б.А. Кулаков, С.Н. Жабреев и др.//Бюл.-2000-№24.

44. Патент РФ № 2162762. Способ приготовления смеси для изготовления гипсовых форм и стержней при производстве отливок из цветных сплавов / Л.Г. Знаменский, Б.А. Кулаков, В.А. Романов, О.В. Ивочкина. // Бюл. - 2001. - № 4.

45. Патент РФ 2163524. Способ приготовления смеси для изготовления форм и стержней на гипсовом связующем при производстве отливок из цветных и драгоценных сплавов / Знаменский Л.Г., Кулаков Б.А., Ивочкина 0.В.//Бюл.-2001.-№6.

46. Патент РФ № 2163854. Смесь для изготовления форм и стержней на гипсовом связующем при производстве отливок из цветных и драгоценных сплавов / О.В. Ивочкина, Л.Г. Знаменский, В.К. Дубровин и др. // Бюл. -2001.-№7.

47. Патент РФ № 2171728. Способ изготовления стержней и форм на гипсовом связующем при производстве отливок из цветных и черных сплавов / Л.Г. Знаменский, Б.А. Кулаков, О.В. Ивочкина, И.Н. Ердаков // Бюл.-2001.-№22.

48. Патент РФ 2175902. Смесь для изготовления форм и стержней на гипсовом связующем при производстве отливок из цветных и драгоценных сплавов / И.Н. Ердаков, Л.Г. Знаменский, Б.А. Кулаков Б.А. и др. // Бюл. -2001.-№32.

49. Патент РФ 2198945. Способ воздействия электромагнитным излучением на расплавленный металл и установка для его осуществления / В.В. Крымский, Б.А. Кулаков, Л.Г. Знаменский, В.К. Дубровин В.К. // Бюл. -2003.-№5.

50. Патент РФ № 2209127. Способ изготовления форм и стержней на гипсовом связующем при производстве отливок из цветных и драгоценных сплавов / Знаменский Л.Г. // Бюл. - 2003. - № 21.

51.Патент РФ № 2212975. Способ приготовления смеси для изготовления форм и стержней на гипсовом связующем при производстве отливок из цветных и драгоценных сплавов / Знаменский Л.Г. // Бюл. -2003.-№27.

52.Патент РФ № 2214314. Способ изготовления стержней и форм на гипсовом связующем при производстве отливок из цветных и черных сплавов / Знаменский Л.Г. // Бюл. - 2003. - № 29.

53.Решение ФИПС от 23.12.2003 о выдаче патента РФ по заявке №2002133549/02(035304) с приоритетом от 10.12.2002. Способ изготовления керамических стержней по холодной оснастке в литье по выплавляемым моделям / Знаменский Л.Г.

54.Решение ФИПС от 28 02.2004 о выдаче патента РФ по заявке №2003100965/02(000781) с приоритетом от 13 01.2003. Раствор и способ химического закрепления слоев жидкостекольного покрытия в литье по выплавляемым моделям / Знаменский Л.Г.

55.Решение ФИПС о выдаче патента РФ по заявке №2003103259/02(003275) с приоритетом от 03.02.2003. Способ приготовления лигатуры алюминий-тугоплавкий металл / Знаменский Л.Г.

Соискатель

Л.Г. Знаменский

Знаменский Леонид Геннадьевич

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ АКТИВАЦИИ ФИЗИЧЕСКИМИ ПОЛЯМИ МАТЕРИАЛОВ И ПРОЦЕССОВ В ТОЧНОМ ЛИТЬЕ

Специальность 05.16.04 - «Литейное производство»

Авт ореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Издательство Южно-Уральского государственного университета

ИД № 00200 от 28.09.99. Подписано в печать 23.03.2004. Формат 60x84 1/16. Печать офсетная. Усл.печ. л. 2,09. Уч.-изд. л.2.

_Тираж 100 экз. Заказ 59/113._

УОП Издательства. 454080, г.Челябинск, пр. им.В.ИЛенина, 76

» - е О 7 7,

Введение.

1 Состояние вопроса, цель и задачи исследований.

1.1 Современные технологии точного литья.

1.2 Способы активации материалов и процессов точного литья.

1.3 Цель и задачи исследования.

2 Активация наносекундными электромагнитными импульсами

НЭМИ) связующих материалов.

2.1 Закономерности электроимпульсного воздействия на структуру и свойства готовых связующих

2.1.1 Гидролизованные растворы этилсиликата (ГРЭТС).

2.1.2 Жидкое стекло (ЖС).

2.2 Подготовка ГРЭТС без органических растворителей в поле НЭМИ

2.2.1 Кинетика гидролиза этилсиликата.

2.2.2 Регулирование процессов поликонденсации ГРЭТС.

2.2.3 Приготовление ГРЭТС с улучшенным комплексом свойств.

2.3 Подготовка высокомодульного ЖС для точного литья.

2.3.1 Закономерности электроимпульсной активации при диализной подготовке высокомодульного ЖС.

2.3.2 Теоретические основы электроимпульсно-диализной обработки жидкого стекла.

2.3.3 Активированное высокомодульное ЖС в литье по выплавляемым моделям.

Выводы.

3 Процессы фильтрационного формообразования и их активация

НЭМИ.

3.1 Виды фильтрационного формообразования.

3.1.1. Фильтрационно-гелеобразующие системы.

3.1.2. Механизмы фильтрационного формообразования.

3.2 Теоретические и технологические основы электроимпульснофильтрационного формообразования.

3.2.1 Методики исследований.

3.2.2 Кинетика фильтрационных процессов в гелеобразующих системах, активированных НЭМИ.

3.2.3 Методики расчета параметров и технологии электроимпульсно-фильтрационного формообразования.

Выводы.

4 Комбинированные физические методы регулирования процессов точного формообразования.

4.1 Разработка составов гипсо-кремнеземистых смесей с регулируемым комплексом свойств.

4.1.1 Механизм регулирования продолжительности затвердевания системы «гипс - металлофосфатный затворитель».

4.1.2 Влияние технологических добавок на свойства гипсо-кремнеземистых форм.

4.1.3 Процессы в формовочных смесях при нагреве.

4.2 Воздействие ультразвука и вакуума на свойства самотвердеющих суспензий и процесс их дегазации.

4.2.1 Структура и свойства активированных смесей и металлофосфатных растворов.

4.2.2 Кинетика дегазации самотвердеющих суспензий.

4.2.3 Вакуумно-ультразвуковая обработка гипсо-кремнеземистых смесей.

4.3 Барботаж и ультразвук при формировании пористой структуры форм в литье по вытяжным резиновым моделям.

Выводы.

5 Электроимпульсная обработка алюминиевых расплавов

5.1 Закономерности воздействия НЭМИ на структуру и свойства расплавов.

5.2 Обработка расплавов галогенидами тугоплавких металлов в поле НЭМИ.

5.2.1 Термодинамический и кинетический анализы процессов в системе «алюминий - галогениды тугоплавких металлов».

5.2.2 Электроимпульсные способы подготовки модифицирующих лигатур и обработки расплавов.

Выводы.

6 Влияние разработанных технологий на качество отливок и их внедрение в точном литье.

6.1 Электроимпульсные способы подготовки материалов в литье черных сплавов.

6.2 Нанотехнологии формообразования и приготовления расплавов в цветном литье.

Для изготовления тонкорельефных и сложнопрофильных отливок (кабинетные художественные и ювелирные изделия, машиностроительные литые заготовки ответственного назначения и др.) перспективно литьё по выплавляемым и резиновым вытяжным моделям в керамические формы.

В этом отношении следует подчеркнуть, что художественное литье на протяжении многих веков своего существования представляется своеобразным «лицом» литейного производства, определенным критерием уровня его технологического развития [1-3]. Действительно, находясь на стыке искусства и производства, изготовление художественных отливок предполагает использование самых разнообразных технологических приемов и способов литья, характеризуется многообразием протекающих при этом физико-химических процессов [4-8].

Важно отметить, что художественная отливка является не просто литой заготовкой. Соответствующие способы литья должны обеспечить условия для получения художественного изделия, отличающегося высококачественной тонкорельефной поверхностью, минимально возможной массой и долговечностью на радость современникам и потомкам [9-12].

В связи с этим, по глубокому убеждению автора, область художественного литья является благодатным полем деятельности не только для работников сферы искусства и производственников, но и ученых-литейщиков. При этом связь науки с производством художественных отливок представляется взаимообразной.

С одной стороны, целесообразно обобщить и теоретически осмыслить огромный опыт производства художественных отливок, принесшего некогда всемирную славу уральским мастерам-литейщикам [13].

С другой стороны, назрела объективная необходимость в широком внедрении прогрессивных технологических процессов в производство художественных отливок. Тем более, что долгое время указанное производство развивалось «келейно», сопровождаясь передачей секретов технологии от отца к сыну, что приводило в большинстве случаев к их невосполнимой утрате [3,14].

Опыт проведения автором научно-исследовательских работ [15—17] на отечественных предприятиях по производству художественных отливок - ЗАО «Каслинский машиностроительный завод» («КМЗ»), ЗАО «Уральская бронза» и ПП «Престиж, стабильность, профессионализм» («ПСП») показал, что прямое перенесение в область художественного литья прогрессивных технологий, успешно зарекомендовавших себя в машиностроении, оказывается недостаточно эффективным без учета специфики этого вида литейных процессов. Наряду с этим, традиционно применяемые в художественном и ювелирном литье некоторые материалы и смеси, например на гипсовом связующем, незаслуженно «забыты» и могли бы найти более широкое применение в машиностроительном литье [18-20].

Современный этап развития соответствующих технологий основан на применении различных видов физико-химической активации процессов формообразования и приготовления расплавов. Научно-технический прогресс приводит к непрерывному совершенствованию техники генерирования физических полей с качественно новыми характеристиками, позволяющими эффективно воздействовать на тонкую структуру веществ. В этой связи, представляет теоретический и практический интерес изучение закономерностей влияния наносекундных электромагнитных импульсов (НЭМИ) и комбинированных воздействий с использованием ультразвука, вакуума и барботажа на процессы формообразования и приготовления расплавов в точном литье. Это позволит управлять структурой и свойствами формовочных материалов, смесей и сплавов, повысить качество изготовления сложнопрофильных и тонкорельефных отливок и представляется актуальной проблемой в теории и технологии литейных процессов.

В связи с изложенным, настоящая диссертационная работа имела целью разработку теоретических и технологических основ активации мощными наносе-кундными электромагнитными импульсами и комбинированными физическими воздействиями с использованием ультразвука, вакуума и барботажа процессов формообразования и приготовления расплавов в точном литье, создание эффективных методов управления соответствующими нанотехнологиями.

На защиту выносятся следующие основные положения:

- экспериментальные данные по влиянию НЭМИ на структуру и свойства крем-неземисто-коллоидных связующих материалов, электрон-радикальный механизм электроимпульсной активации процессов гидролиза и поликонденсации гидролизованных растворов этилсиликата (ГРЭТС), химические методы регулирования ее степени;

- теоретические основы электродиализа натриевых кремнеземисто-коллоидных растворов в поле НЭМИ, математическая модель и методика расчета параметров электроимпульсно-диализной подготовки высокомодульного жидкосте-кольного связующего для процессов точного литья;

- основополагающие принципы электроимпульсно-фильтрационного формообразования, аналитические зависимости, характеризующие кинетику принудительной фильтрации в гелеобразующих системах, активированных НЭМИ; теоретические и технологические основы электроимпульсно-фильтрационного формообразования, методики расчетов оптимальных технологических параметров;

- механизмы процессов формообразования, протекающих в системе «высокопрочный гипс - металлофосфатные растворы», закономерности влияния на ее структуру и свойства мощного ультразвука в режиме развитой кавитации;

- результаты дилатометрии, дериватографии и рентгенофазового анализа разработанных составов гипсо-кремнеземистых смесей с технологическими добавками - циклонной пылью шамотного производства (ЦГТТТТП) и растворами алю-мохромфосфатного связующего (АХФС) и алюмборфосфатного концентрата (АБФК), обработанными ультразвуком;

- теоретические основы комбинированных физических способов регулирования проОцессов формообразования из гипсо-кремнеземистых смесей с использованием ультразвука, вакуума и барботажа;

- составы и способы подготовки кремнеземисто-коллоидных связующих растворов и смесей, электроимпульсные и ультразвуковые нанотехнологии изготовления керамических форм и стержней с улучшенным комплексом свойств;

- закономерности воздействия электромагнитно-импульсных полей на структуру и свойства алюминиевых расплавов, результаты термодинамического и кинетического анализов процессов взаимодействия в системе «алюминий - галогениды тугоплавких металлов» и оценка влияния на них НЭМИ;

- электроимпульсные нанотехнологии приготовления мелкокристаллических модифицирующих лигатур и обработки алюминиевых расплавов для получения отливок с заданными литейными и физико-механическими характеристиками;

- результаты производственных испытаний и освоения разработанных нанотех-нологий формообразования и приготовления расплавов в точном литье сложно-профильных и тонкорельефных отливок из черных и цветных сплавов.

Диссертация состоит из введения, шести глав, основных выводов, списка литературы и приложений.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Использование полей НЭМИ позволяет эффективно воздействовать на структуру и свойства коллоидных растворов, к числу которых относятся ГРЭТС и ЖС. При этом зафиксирована глубокая мицеллярная перестройка и появление таких эффектов, как ионизация, диспергирование, аномально-резкое падение вязкости и удельного электросопротивления рассматриваемых коллоидно-дисперсных систем. Наблюдаемые изменения свойств находят свое теоретическое обоснование в рамках электрон - радикального механизма протекания процесса импульсного радиолиза указанных связующих растворов.

2. Наибольший эффект в синтезе связующих с заранее заданным комплексом свойств может быть достигнут при воздействии НЭМИ непосредственно в ходе гидролиза ЭТС. Механизм его прохождения в этом случае связан с импульсным радиолизом воды, который обуславливает появление в гидролизате атомов Н и радикалов ОН. Являясь химически активными частицами, водород активно отщепляет этоксильные группы от атома кремния с образованием этилового спирта, а ОН легко присоединяется к полученному макрорадикалу =Si*. В результате в 2,0.2,5 раза ускоряется процесс гидролиза ЭТС, что способствует образованию большего количества зародышей мицелл и формированию тонкодисперсного с низкой вязкостью связующего раствора. При этом электроимпульсная обработка интенсифицирует не только гидролиз, но и поликонденсационные процессы, приводящие при последующей выдержке ГРЭТС к агрегации его коллоидных частиц.

3. На основе проведенных теоретических и экспериментальных исследований разработан электроимпульсно-химический способ подготовки ЭТС связующих с улучшенным комплексом свойств. Он состоит в проведении гидролиза этилсиликата водными растворами солей алюминия (А1С1з-6Н20 (20.25 %) или А1(>Юз)з-9Н20 (25.30 %)) при воздействии НЭМИ с разбавлением гидролизата до необходимого содержания Si02 3.5 % водными растворами высокомолекулярных ПАВ (ПВС и КМЦ-Н) при достижении отношения рг/ри = (0,8.1,4)х10 5 для ЭТС-40 и рг/ри = (0,4.1,0)х10 ~5 для ЭТС-32. Оптимальные параметры НЭо

МИ: удельная мощность - N = 550.650 МВт/м , частота следования импульсов -/= 800. 1000 Гц, продолжительность обработки - до момента ввода разбавителя. Использование разработанного электроимпульсно-химического способа подготовки ГРЭТС без органических растворителей в 4.5 раз повышает живучесть суспензии, увеличивает в 2,0.2,5 раза прочность керамических форм, в том числе при высоких температурах.

4. Одним из эффективных направлений повышения точности и прочности керамических форм на ЖС в «горячем» состоянии является повышение его модуля. Высокоскоростная и экономичная подготовка высокомодульного жидкосте-кольного связующего может быть осуществлена по принципу объединения электроимпульсной и мембранной технологий. Указанная электрофизическая обработка вызывает разрыв связей Na+ с кремнекислородным тетраэдром и способствует увеличению в интермицеллярной жидкости коллоидного раствора ионов натрия. Это интенсифицирует процесс их «откачки» через полупроницаемую мембрану под действием тока электродиализа. В результате обеспечивается ускоренное получение высокомодульного ЖС для литья по выплавляемым моделям.

5. Для математического описания изменения удельной проводимости коллоидных растворов ЖС в процессе их электродиализа в поле НЭМИ получена система уравнений a=f(x). С ее учетом создана математическая модель кинетики электроимпульсно-мембранной обработки ЖС. Она экспериментально подтверждена и положена в основу методики расчета оптимальных технологических параметров, реализованной в компьютерной программе «ЕЮ», которая позволяет в зависимости от различных условий производства при задаваемых параметрах НЭМИ выбрать величину тока электродиализа, рассчитать напряжение, подаваемое на электроды, и оптимальное время подготовки ЖС заданного модуля и свойств. За счет активации диализной обработки связующего раствора удается за

1.3 часа добиться модуля ЖС в пределах 5.8 ед. Использование такого связующего в литье по выплавляемым моделям обеспечивает увеличение в 2,0.2,5 раза прочности керамических форм в горячем состоянии, исключает пригарообразование и улучшает выбиваемость точных отливок из черных сплавов.

6. Принципиально новым направлением в решении проблемы повышения качества отливок является разработка технологий фильтрационного формообразования, основанных на активации наносекундными электромагнитными импульсами материалов и процессов в точном литье. Оптимальными свойствами для условий этого нового вида формообразования обладают фильтрационно-гелеобразующие системы: ГРЭТС - наполнитель, плакированный смесью ЖС и ФХШ; ЖС - наполнитель, плакированный хлоридом алюминия. Фильтрация в этих системах обеспечивает ускоренное получение в пористом теле коагуляцион-ных структур, обеспечивающих адгезионное "сцепление" частиц наполнителя и повышение точности и термопрочности изготавливаемых стержней и форм в точном литье. Обработка пропитывающих растворов НЭМИ по определенным режимам: Ni = 300.400 МВт/м , Tobpi = 2.6 мин. для ГРЭТС и о

N2 = 400. .500 МВт/м , Тобр2 = 15. .20 мин. для ЖС вызывает снижение более чем в 1,5 раза их кинематической вязкости и повышение в 2,0.2,5 раза глубины пропитки в рассматриваемых фильтрационно-гелеобразующих системах.

7. Методами рН-метрии, рентгенофазового анализа и инфракрасной спектроскопии установлены механизмы фильтрационного формообразования указанных гелеобразующих систем. В частности, применительно к ЭТС связующему формирование прочности смеси обусловлено процессами массопереноса щелочных продуктов реакции из плакирующего слоя наполнителя в гидролизованный раствор этилсиликата, повышении его рН до значения 5.6 и огеливании в процессе фильтрации через плакированный наполнитель. Особенностью фильтрационного формообразования с использованием жидкостекольного связующего является выделение геля кремниевых кислот в зонах контакта между частицами плакированного наполнителя вследствие взаимодействия ЖС с хлоридом алюминия.

8. На первом этапе вязкость пропитывающего раствора при увеличении продолжительности его обработки НЭМИ уменьшается и ее изменение со временем характеризуется показательной функцией. На втором этапе в процессе фильтрации через плакированный наполнитель в результате гелеобразования наблюдается резкое повышение вязкости раствора, математически описываемое параболической зависимостью. С учетом установленных закономерностей изменения вязкости растворов со временем в процессах обработки НЭМИ и фильтрации получена модель электроимпульсно-фильтрационного формообразования. При варьировании факторов расхождение расчетных и опытных значений параметров не превышает 5.8 %. Модель позволяет для каждого типоразмера стержней и форм рассчитать оптимальные значения остаточного воздушного давления в оснастке и прогнозировать изменения вязкости связующего при обработке НЭМИ и в процессе фильтрации, определяющие характер формообразования при соблюдении условия ламинарного потока жидкости в пористой среде.

9. Результаты испытаний показывают, что разработанные технологии электроимпульсно-фильтрационного формообразования позволяют исключить осыпаемость, обеспечить неограниченный во времени срок хранения смеси, добиться повышения в 1,5.2,0 раза прочности, в особенности в горячем состоянии, увеличить более чем в 1,5 раза выбиваемость стержней и форм при их высокой размерной точности. В результате улучшается качество точных отливок. Повышение стабильности изготовления стержней и форм достигается обработкой НЭМИ гелеобразующих растворов и соблюдением оптимального диапазона значений воздушного разряжения в оснастке 0,01.0,05 МПа или избыточного (сверх атмосферного) давления (2.3)105 Па связующих, обеспечивающих возможность управления фильтрационными процессами.

10. Разработаны новые составы гипсо-кремнеземистых смесей с регулируемым комплексом свойств, необходимым для эффективного воздействия ультразвука в режиме развитой кавитации и комбинированных на его основе физических методов. Изготовление стержней и форм на гипсовом связующем с улучшенными физико-механическими характеристиками достигается применением в качестве затворителей металлофосфатных водных растворов и циклонной пыли шамотного производства. Дилатометрические исследования показали, что в интервале температур 20.700°С разработанные составы имеют KTJIP 0,45-Ю-5 1/°С (состав I типа) и 0,23-10"5 1/°С (состав II типа),что в 2.4 раза меньше, чем у лучших отечественных и импортных формовочных смесей, обеспечивая этим повышение точности форм и отливок в литье по выплавляемым моделям.

11. Предложено использование ультразвуковой активации формовочных материалов и комбинированное воздействие вакуума, барботажа, ультразвука на самотвердеющие смеси и процессы формообразования. Установлено, что ультразвуковая обработка гипсовых суспензий в 1,5. 1,7 раза снижает их вязкость, на 3.5 минут увеличивает время конца схватывания и мало изменяет момент начала затвердевания смесей, способствует повышению прочности форм в 1,9.2,0 раза и уменьшению их осыпаемости в 1,8. 1,9 раз. Оптимальный режим УЗ обработки следующий: интенсивность I = 18.20 кВт/м, частота /= 15. 18 кГц, продолжительность воздействия т = 7. 13 минут.

12. Разработан вакуумно-ультразвуковой способ дегазации формовочных смесей. Его использование снижает в 1,6. 1,9 раза пористость форм и повышает в 1,9.2,1 раза их прочность. С увеличением интенсивности и уменьшением частоты ультразвука эффективность дегазации возрастает. Для управления этими сложными многофакторными процессами получена математическая модель кинетики вакуумно-ультразвуковой дегазации самотвердеющих формовочных масс в виде системы уравнений, позволяющих рассчитать для различных типоразмеров форм оптимальные значения интенсивности ультразвукового поля при его резонансной частоте и остаточного воздушного давления в оснастке для обеспечения максимальной дегазации самотвердеющих гипсовых суспензий в цветном литье по выплавляемым моделям.

13. Для условий прогрессивного способа литья по вытяжным резиновым моделям предложена барботажно-ультразвуковая обработка самотвердеющих суспензий, обеспечивающая высокопористую структуру гипсо-кремнеземистых форм. При этом за счёт барботажа смеси сжатым воздухом удаётся добиться требуемой её газонасыщенности, а последующей ультразвуковой обработкой - равномерного распределения во всем объёме воздушных пузырьков под действием кавитации и акустических течений, инициируемых ультразвуковым полем. Полученные гипсовые формы обладают повышенной газопроницаемостью 100. 110 ед., прочностью при сжатии 5.6 МПа, низким коэффициентом термического линейного расширения, равным (0,09.0,11)х10-5 1/ °С. Такой комплекс свойств является необходимым для изготовления точных машиностроительных отливок ответственного назначения, например турбоколес из алюминиевых сплавов.

14. Воздействие НЭМИ вызывает изменение свойств расплавов АК7 и АК5М: увеличивается на 30.50% их жидкотекучесть, обеспечивается повышение на 15.20% прочности, в ряде случаев зафиксировано трёхкратное увеличение пластичности алюминиевых сплавов. Электроимпульсная обработка изменяет энергетическое состояние расплавов, уменьшая на 8. 10% поверхностное натяжение на межфазной границе «кристаллы - расплав». Это сокращает критический размер зародышей и способствует формированию дополнительных центров кристаллизации, определяющих однородную мелкозернистую структуру отливок. При этом обеспечивается равномерность распределения легирующих элементов и наблюдается изменение морфологии включений кремния с игольчатой на компактную блочную.

15.В электромагнитно-импульсном поле в 2.3 раза увеличивается скорость растворения в расплавленном алюминии молибдена, титана и циркония. Этот эффект вызывается интенсификацией процессов массо- и теплопереноса при поглощении расплавом энергии НЭМИ и обеспечивает равномерность распределения указанных элементов в алюминиевой матрице. Исследованиями на дифрактометре «ДРОН-4» установлено искажение кристаллической решетки алюминия после его обработки хлоридом молибдена в поле НЭМИ: параметр решетки изменяется с 4,0494 до 4,0476 ангстрем. При этом наблюдается эффект увеличения при 20.25°С предельной растворимости в алюминии Мо с 0,1% масс, до 0,4% масс. Ti и Zr с 0,15% масс, до 0,8% масс.

16. Воздействие НЭМИ вызывает глубокую «перестройку» микроструктуры исследуемых алюминиевых сплавов. В поле НЭМИ происходит диспергирование крупных (90. 100 мкм) интерметаллидов (AI3M0), имеющих форму развитых многогранников. В результате, при электроимпульсном воздействии высокой мощности образуются компактные глобулярные мелкокристаллические интерме-таллидные включения размером 5.8 мкм. Применение мелкокристаллических лигатур Al-Mo, Al-Ti, Al-Zr, полученных с использованием НЭМИ, определяет увеличение пластических свойств и повышение прочностных характеристик сплавов АК7 и АК5М, улучшение их жидкотекучести. Тугоплавкие легирующие элементы оказывают модифицирующее воздействие, вызывая диспергирование микроструктуры рабочих алюминиевых сплавов.

17. Разработанные электроимпульсные и ультразвуковые технологические процессы формообразования и приготовления расплавов освоены в художественном и машиностроительном литье. За счет обеспечения высоких физико-механических свойств керамических форм на активированных НЭМИ связующих растворах решена проблема перевода производства кабинетных чугунных художественных отливок с низкопроизводительной старинной кусковой формовки на прогрессивный способ литья по выплавляемым моделям. Повышение качества тонкорельефного литья достигнуто также применением точных, легкоудаляемых стержней, изготовленных по методу электроипульсно-фильтрационного формообразования.

18. В ходе промышленных испытаний в точном литье цветных сплавов (бронзы, латуни, силумины) практически подтверждена эффективность использования предлагаемых гипсо-кремнеземистых смесей с металлофосфатными затворителями и способов их подготовки с применением ультразвука, вакуума и барботажа. Показано на широкой номенклатуре отливок (150 наименований) с годовым выпуском 180 тонн, что разработанные технологии позволяют получать высококачественное художественное литье по выплавляемым моделям не только мелкого развеса, но и крупногабаритные кабинетные и скульптурные изделия массой 80. 100 кг и более. Барботажно-ультразвуковой способ изготовления высокопористых гипсовых форм в сочетании с электроимпульсной обработкой металлических расплавов обеспечивают повышение качества изготовления литьем по вытяжным резиновым моделям машиностроительных отливок из алюминиевых сплавов, например турбоколес компрессоров двигателей внутреннего сгорания.

19. При использовании разработанных технологий в производстве удалось более чем на 30% уменьшить толщины стенок отливок, значительно улучшить качество их тонкорельефной поверхности, на 25.30% снизить себестоимость точного литья, повысить его экологическую безопасность. Промышленное освоение электроимпульсных и ультразвуковых технологических процессов формообразования и приготовления расплавов дало экономический эффект на ряде предприятий Уральского региона (ЗАО «Каслинский машиностроительный завод (КМЗ)» (г. Касли), ЗАО «Уральская бронза» (г. Челябинск), производственном предприятии «Престиж, стабильность, профессионализм (ПСП)» (г. Челябинск) в размере 15 млн. руб. (в ценах 2003 г.).

1. Рубцов Н.Н. История литейного производства в СССР. - М.: Машиностроение, 1962. - 287 с.

2. Русанов И.А., Смолко В.А., Кулаков Б.А. Возникновение литейного производства на Южном Урале // Литейное производство. 2001. - № 1 -С. 4-5.

3. Зотов Б.Н. Художественное литье. М.: Машиностроение, 1982.288 с.

4. Оболенцев Ф.Д., Иванова Л.А., Каркин В.И., Попов С.В. О технологии художественного литья // Литейное производство. 1981. - № 3. -С. 38-39.

5. Биушкин А.А., Бречко А.А., Колосова Л.А. Изготовление сувениров литьем по выплавляемым моделям // Литейное производство .-2000. № 1 .-С.24-25.

6. Емельянов В.О., Бречко А.А. Получение отливок с развитым рельефом для художественных изделий // Литейное производство. 2000. — № 1 .— С. 25-27.

7. Магницкий О.Н., Пирайнен В.Ю. Развитие художественного литья в России // Литейное производство. 2000. - № 1. — С. 35-37.

8. Пучков В.Г. Изготовление отливок с декоративным рельефом // Литейное производство. 1992. - № 6. - С. 35-37.

9. Гуляев Б.Б. Художественное литье в Санкт-Петербурге // Литейное производство. 1992. - № 6. - С. 35-37.

10. Павловский Б.В. Декоративно-прикладное искусство промышленного Урала. М.: Искусство, 1975. - 127 с.

11. Постников И.В., Киселев Д.И., Бречко А.А., Колосова Л.А. Особенности технологии камерного художественного литья // Литейное производство. 2000. - № 1. - С. 37-38.

12. Иванова JI.А., Постников И.С. Процессы формирования отливок с тонкорельефной поверхностью // Авиационная промышленность. 1985. -№5.-С. 15-17.

13. Ефимов Ю.Н. Каслинские мастера. Челябинск: Юж.-Урал.кн. изд-во, 1977.-53 с.

14. Зотов Б.Н. Потерянная слава. Каслинск: Красное знамя, 1977.-53 с.

15. Совершенствование технологии изготовления художественных отливок в керамических формах. Отчет о НИР / Александров В.М., Солодянкин А. А., Знаменский Л.Г. № ГР 01890007029. - Челябинск: ЧПИ, 1990. - 106 с.

16. Ким Г.П., Тарасьев Э.В., Тичишвили Л.Л. Динамика затвердевания суспензий Шоу-процесса // Литейное производство. 2000. - № 4. - С. 21-22.

17. Салем А.О., Рыбкин В.А. Изготовление выплавляемых моделей повышенных точности и теплоустойчивости // Литейное производство. -2000.-№ 8.-С. 27-28.

18. Новые электрофизические методы обработки материалов в точном литье / Л.Г. Знаменский, Б.А. Кулаков, В.В. Крымский, И.Н. Ердаков // Маши-ностоение-97. Прогрессивные технологии: Тез.докл. I Междунар. научн.-техн. конф-Челябинск, 1997. С. 71.

19. Рускол В.И. Технология нового тысячелетия // Литейное производство. 2002. - № 5. - С. 37-38.

20. Ребонен В.Н., Косилов А.А., Лисовой А.А. Прогрессивные способы литья в современных условиях // Литейное производство. 2002. — № 5. -С. 19-20.

21. Investment Mold Preparation for Reactive Metals // Foundry management & technology. 1998. - January. - P. E-6-E-7.

22. Dean M. Peters. Moldmaking'97 // Foundry management & technology. -1997.-October.-P. 30.

23. Литьё по выплавляемым моделям / Под общ. ред. Я.И. Шкленника, В.А. Озерова. М.: Машиностроение, 1984. - 408 с.

24. Козик В.Ф., Сокол И.Б., Беляев В.Д. Технология и оборудование для получения прецизионных отливок колёс компрессора // Литейное производство. 1997. - № 10. - С. 19-20.

25. Рускол В.И. Технологические аспекты литья по выплавляемым моделям // Литейное производство. 1989. - № 7. - С. 22-23.

26. Иерархия структур и качество оболочковых форм по выплавляемым моделям / А.И. Евстигнеев, В.В. Петров, В.В. Васин и др. // Известия высших учебных заведений. Чёрная металлургия. 1992. -№ 2. - С. 59-61.

27. Специальные способы литья: Справочник / Под общ. ред. В.А. Ефимова. М.: Машиностроение, 1991. - 436 с.

28. Лакеев А.С., Щегловитов Л.А., Кузьмин Ю.Д. Прогрессивные способы изготовления точных отливок. К.: Техника, 1984. - 160 с.

29. Формовочные материалы и технология литейной формы: Справочник / Под общ. ред. С.С. Жуковского. М.: Машиностроение, 1993. - 432 с.

30. Стрюченко А.А., Захарченко Э.В. Керамические формы в точном литье по постоянным моделям. М.: Машиностроение, 1988. - 128 с.

31. Стабильность свойств этилсиликатных связующих / В.Ф. Гаранин, В.Г. Фирсов, В.М. Копылов и др. // Тезисы докладов IV съезда литейщиков России.-М.: «Радуница», 20-24 сентября 1999 г. С. 250-251.

32. Герасимов С.П., Пикунов М.В. О технологии художественного литья // Известия высших учебных заведений: Цветная металлургия. 1998. - № 4. — С. 35—40.

33. Hans J. Heine. Today's Method of producing Art Castings // Foundry management & technology .- 1990. January. - P. 48-52.

34. Кривицкий B.C. Об экологических проблемах литейного производства // Литейное производство. 1998. - № 1. - С. 35-39.

35. Этилсиликаты и продукты на их основе / В.М. Копылов, А.В. Лохан-кин, Е.А. Озеренко и др. // Литейное производство. 1990. - № 3. -С. 21-22.

36. Совершенствование процесса изготовления керамических форм / Т.В. Иванова, Г.А. Киселёва, Т.М. Кириллова и др. // Литейное производство — 1992.-№7.-С. 18-19.

37. Отечественное готовое связующее для изготовления форм по выплавляемым моделям / В.Г. Полывьяный, В.М. Копылов, Н.И. Алексеева и др.// Литейное производство. 1990. - № 8. - С. 13-14.

38. Изготовление форм по выплавляемым моделям с использованием готовых этилсиликатных связующих / В.А. Озеров, В.Ф. Гаранин, А.С. Муркина и др. // Литейное производство. 1990. - № 7. - С. 18-20.

39. John R. Wright. Investment Casting Technology Review // Foundry management & technology. 1996. - February. - P. 42-47.

40. Гаранин В.Ф., Муркина A.C., Куренкова O.A. Водные этилсиликат-ные связующие в литье по выплавляемым моделям // Литейное производство. 1997. -№ 4. - С. 31.

41. Суслов А.Е. Некоторые аспекты технологии ЛВМ // Литейное производство. 2001. - № 11. - С. 24-25.

42. Производство точных отливок / И. Дошкарж, Я. Габриель, М. Го-ушть и др. М.: Машиностроение, 1979. - 296 с.

43. Фам Нгок Чук, Овчинников Ю.М., Гамов Е.С. Проблема повышения удельной прочности жидкостекольных смесей // Тезисы докладов IV съезда литейщиков России М.: «Радуница», 20-24 сентября 1999 г. - С. 238-242.

44. Ким Г.П., Маркина Н.В., Зубкова Н.Б. Использование разнослойных оболочковых форм // Литейное производство. 2002. - № 4. - С. 17-18.

45. Грузман В.М. Улучшение выбиваемости жидкостекольных смесей // Литейное производство. 1999. - № 11. - С. 30-31.

46. Кукуй Д.М., Шевчук В.В., Корженевич М.Н. Автоклавное модифицирование жидкого стекла высокомолекулярными соединениями // Литейное производство. 1989. - № 2. - С. 10-11.

47. Высококремнезёмное жидкостекольное связующее для литейного производства / А.В. Афонаскин, В.А. Богма, С.А. Никифоров и др. // Тезисы докладов IV съезда литейщиков России- М.: «Радуница», 20-24 сентября 1999 г.-С. 232-234.

48. Никифоров С.А., Никифоров П.А., Закиров Ф.А. Отечественные кремнезоли для литейного производства // Литейное производство. 2001. -№ 1.-С. 27-28.

49. Иванов В.Н., Гагин И.Н. Кремнезольное связующее для литья по выплавляем моделям // Литейное производство. 2000. — № 10. - С. 29.

50. Иванов В.Н., Гагин И.Н. Перспективы использования кремнезольно-го связующего // Литейное производство. 2000. - № 7. - С. 42-43.

51. Повышение термостойкости комбинированных оболочковых форм в литье по выплавляемым моделям на Челябинском тракторном заводе / Береснев В.В., Никифоров С.А., Клименченко B.C. и др. // Литейное производство. -2001. -№5. -С. 27-29.

52. Применение кремнезоля при изготовлении оболочковых форм в условиях массового производства / Ю.Г. Хмелёв, Г.А. Дубровская, Е.Н. Лебедев и др. // Литейное производство. 1989. - № 3. - С. 18-19.

53. Айлер Р. Химия кремнезёма. Пер. с англ. М. Мир, 1982. - 1128 с.

54. Мир художественного литья: История технологий / Под общ. ред.

55. B.А. Васильева. М.: Металлург, 1997. - 272 с.

56. Магницкий О.Н., Пирайнен В.Ю. Художественное литье. СПб.: Политехника, 1996. - 231 с.

57. Смирнов Г.А., Герасимов С.П. Технология получения художественных отливок в гипсошамотных формах // Литейное производство. 2000. -№ 9. - С. 44-45.

58. Дубровин В.К., Ердаков И.Н., Ивочкина О.В. Точное формообразование в художественном литье // Литейное производство. 2001. - № 1.1. C. 32.

59. Филинков М.Д. Основы технологии литейного производства. Иркутск: Издательство Иркутского университета, 1988. - 138 с.

60. Оболенцев Ф.Д., Иванова Л.А. Формирование тонкорельефной литой поверхности // Литейное производство. 1982. - № 5. - С. 11-12.

61. Озеров В.А., Гаранин В.Ф. Литье повышенной точности по разовым моделям. М.: Высшая школа, 1988. - 85 с.

62. Иванова Л.А. Методы формообразования тонкорельефных отливок. -М.: ВНИТЭМР, 1988. С. 2-19.

63. Лакеев А.С. Формообразование в точном литье. К.: Наукова Думка, 1986.-256 с.

64. Урвачев В.П., Кочетков В.В., Горина Н.Б. Ювелирное и художественное литье по выплавляемым моделям сплавов меди. Челябинск: Металлургия, 1991.- 168 с

65. Зелеранский Я.В., Вышемирский М.М. Изготовление стержней. Д.: Машиностроение, 1980. - 87 с.

66. Илларионов И.Е., Васин Ю.П. Формовочные материалы и смеси. -Чебоксары: Изд-во Чуваш.ун-та, 1992. 223 с.

67. Дорошенко С.П. Формовочные материалы и смеси. К.: Вища школа, 1990.-415 с.

68. Бречко А.А., Великанов Г.Ф. Формовочные и стержневые смеси с заданными свойствами. Д.: Машиностроение, 1982. - 216 с.

69. Изготовление форм и стержней по холодной оснастке / Аннот. указатель отеч. и иност. лит-ры. М.: НИИ Информтяжмаш, 1975. - 35 с.

70. Нагибин С.Ф., Сыч Б.И. Скоростная технология получения стержней по СОг-процессу // Литейное производство. 1992. - № 10. - С. 19.

71. Дорошенко С.П., Ващенко К.И. Наливная формовка: Монография. -К.: Вища школа, 1980. 176 с.

72. Изготовление стержней по нагреваемой оснастке / Аннот. указатель отеч. и иност. лит-ры. М.: НИИ Информтяжмаш, 1974. - 24 с.

73. Жуковский С.С. Прочность литейной формы. М.: Машиностроение, 1989. - 281 с.

74. Абранс Н.Д. Технология изготовления керамических стержней для литья по выплавляемым моделям // Литейное производство. 1960. - № 1. -С. 5-7.

75. Косняну К., Видя М. Литье в керамические формы. М.: Машиностроение, 1980.-200 с.

76. Steqq A.J. The Show process. Foundry Trade J., 1980, № 3197, p. 429-430, 433, 436-^38.

77. Пивинский Ю.Е., Ромашин А.Г. Кварцевая керамика. М.: Металлургия, 1984. - 264 с.

78. Матусевич И.С. О спекании керамических форм и стержней // Литейное производство. 1976. № 9. - С. 29-31.

79. Будников П.П., Гислинг A.M. Реакции в смесях твердых веществ. — М.: Стройиздат, 1971. 486 с.

80. Брагии Д.Я., Гольфарб И.П. Усовершенствование процесса изготовления тонкостенных отливок по выплавляемым моделям с применением керамических стержней // Специальные способы литья. Д.: Машиностроение, 1971.-С. 203-207.

81. Спекание керамических стержней для пустотелых лопаток ГТД / JI.M. Ланда, С.С. Шиндлер, Я.И. Портной, Р.Ф. Машнев // Литейное производство. 1977. - № 3. - С. 9-11.

82. Ceramic cours: nucleus fov precision internal section. Modern Castinq, 1985, т. 75, №7, p. 2-31.

83. Шестопал B.M. Литейное производство за рубежом. К.: Наукова думка, 1983.-263 с.

84. Иванов В.Н., Зарецкая Г.М. Литье в керамические формы по постоянным моделям. -М.: Машиностроение, 1985. 136 с.

85. Фирсов В.Г., Гаранин В.Ф., Озеров В.А. Повышение точности керамических форм // Литейное производство. 1990. — № 5. - С. 17-18.

86. Максимов В.П., Корнюшкин О.А., Кузин А.В. Разработка составов смесей для керамических стержней с улучшенными технологическими свойствами // Литейное производство. 1988. - № 9. - С. 24, 25.

87. Максимов В.П., Корнюшкин О.А., Кузин А.В. Гидролиз этилсиликата без органического растворителя и выбор гелеобразователя // Литейное производство. 1986. - № 2. - С. 26-28.

88. Козлов Г.Я., Карепин Л.П., Апеллинский В.В. Повышение прочности керамических стержней пропиткой эпоксидной смолой // Литейное производство. 1977.-№ 3.-С. 16.

89. Снижение брака оболочек при их прокаливании / А.И. Евстигнеев, В.В. Петров, В.И. Куренков, В.В. Васин // Литейное производство. — 1992-№ 4.- С. 20-22.

90. Защитно-упрочняющее покрытие для оболочковых форм / Ю.П. Васин, Ю.М. Иткин, А.Н. Логиновский, А.И, Копылов // Литейное производство.- 1990.-№4.-С. 17, 18.

91. Каршенштейн В.Х. Разработка процесса упрочнения литейных стержней полимерами. Автореф. дис.канд. техн. наук. Москва, 1983. - 22 с.

92. Новожилов Н.Ю. Разработка огнеупорных покрытий на основе изучения взаимодействия их с металлом и продуктами его окисления с целью устранения пригара на поверхности крупных стальных отливок. Дис. канд. техн. наук. - Свердловск, 1985. - 169 с.

93. Ceramic cours: nuclens fov precision internal section. Modern Castinq, 1985. -т. 75.- № 7. - p. 29-31.

94. Anonym. Show Ceramic Castinq Techniques, Enqinecv, London, 1962, №5568-p. 648-650.

95. Жуков С.Ю., Евсеева T.M. Трещиноустойчивость и термостойкость керамических форм по постоянным моделям // Вопросы теории и технологии литейных процессов. Темат. сб. науч. тр. / Под ред. В.М.Александрова. Челябинск: ЧГТУ, 1991. - С. 75-78.

96. Оболенцев Ф.Д. ГПСМО-процесс и его применение для фасонного литья // Точность и качество поверхности отливок. М.: Машгиз, 1962. — С. 116-131.

97. Матусевич И.С. Керамические стержни и формы // Литейное производство. 1972. - № 2. - С. 3.

98. Волосатов В.А., Сорокин Л.Ф. Ультразвуковая интенсификация удаления керамических стержней из полых отливок. Л.: ЛДНТП, 1984. - 27с.

99. Сорокин Л.Ф., Ефимов В.М. Ультразвуковое удаление керамических стержней из литых отливок // Энергомашиностроение. 1988. — № 7. — С. 23-26.

100. Знаменский Л.Г., Дубровин В.К. Теоретические основы АлЗнаС-процесса изготовления стержней // Вопросы теории и технологии литейных процессов: Темат. сб. науч. тр. Челябинск: ЧГТУ, 1993. - С. 83-90.

101. Сон П.Д., Попель П.С., Сидоров В.Е. Структура жидких металлов и сплавов и возможности ее регулирования для повышения качества отливок // Литейщик России-2002. -№2. С. 14-16.

102. Brodova I.G., Popel P.S., Eskin G.I. Liquid Metal Processing: Application to Aluminium Alloy Production, Taylor&Francis.London-New York.-2001.-269p.

103. Brazhkin V.V., Voloshin R.N., Popova S.V., Umnov A.G. Phys.Lett-1991.-A 154, 413.

104. Brazhkin V.V., Popova S.V., Voloshin R.N. Physica.-1999.- В 265, 64.

105. Francese G., Malescio G., Skibinsky A., Buldyrev S., Stanley H. Nature.-2001.-409,692.

106. Matus A.S., Patashinsri A.Z., Sov. Phys. JETP, 53, 798(1981); Phys.Lett. 1982. -87A, 179.

107. Dahiborg U., Calvop- Dahiborg M., Popel P., Sidorov V. European Physical Journal-2000. В 14, 639

108. Голик В.И. Научно-технические и экономические аспекты активации материалов // Известия высших учебных заведений. Цветная металлургия.- 1994. № 3. - С. 16-25.

109. Экспресс-контроль гидролиза этилсиликата без органических растворителей / В.М. Александров, A.M. Каркарин, В.А. Иоговский и др. // Литейное производство. 1992. - № 1. - С. 20-21.

110. Применение кварца, обработанного плазмой, в стержневых смесях / Н.А. Серова, Б.Р. Лобжанидзе, Г.С. Исаев и др. // Литейное производство. -1990.-№5.-С. 14-15.

111. Влияние Мелкокристаллической лигатуры Al-Ti на прочность заэв-тектического силумина АК21М2,5Н2,5 / К.В. Никитин, А.Г. Ивашкевич и др.// Литейное производство. 2000. - № 10.- С. 12-13.

112. Кандалова Е.Г., Никитин К.В. Влияние структурных параметров лигатуры A-Ti на свойства А1-сплавов // Литейное производство— 2000— №10.-С. 21-22.

113. Особенности применения мелкокристаллической лигатуры Al-Ti на АО «АВТОВАЗ» / В.И. Никитин, А.Н. Лесницкий, К.В. Никитин и др. // Литейное производство. 2000 - №10.- С. 7-8.

114. Никитин К.В. Наследственное влияние вида лигатур-модификаторов на структуру алюминия // Наследственность в литых сплавах: Тез.докл. IV науч.-техн.семинара. -Куйбышев: КптИ.- 1990 С.39-41.

115. Никитин К.В. Наследственное влияние мелкокристаллических модификаторов на свойства алюминиевых сплавов // Литейное производство. -2002.-№10.- С.16-18.

116. Применение технологий генной инженерии при получении чушкового сплава АК12М2 / К.В. Никитин, В.А. Кечин, С.Е. Салобуто и др. // Литейное производство. 2000. - № 10 - С. 19-20.

117. Никитин К.В., Бельтюков А.Л. Особенности плавления и кристаллизации сплава АК6М2 // VI съезд литейщиков России: Сб. науч. тр. Екатеринбург: Изд-во УГТУ-УПИ. - 2003.

118. Li Peijie, Nikitin V.I , Kandalova E.G., Nikitin K.V. Effect of melt overheating, cooling and solidification rates on Al-16wt.%Si alloy structure // Materials Science and Engineering. A332 2002.— pp. 371-374.

119. Модифицирование вторичных силуминов барием и сурьмой / И.Н. Ганиев, Х.А. Махмадуллоев, М.М. Хакдодов и др.// Литейщик России. 2002.-№2- С.27-28.

120. Механизм растворения иттрия и скандия в жидком алюминии / Т.С. Убайдуллоев, И.Н. Ганиев, А.Э. Бердиев, Н.И. Ганиев // Литейщик России-2002.- №2. С. 28-29.

121. Никитин К.В. Исследование и разработка технологических основ избирательного модифицирования силуминов. Автореф.дис.канд.техн.наук.-Владимир, 2003. 32 с.

122. Кулаков Б.А., Никифоров С.А., Фролова Н.Ю. Повышение термостойкости оболочковых форм в литье по выплавляемым моделям // Литейное производство. 1997. - № 4. - С. 37-38.

123. Паршукова Н.Ю. Повышение технологических свойств керамических форм в литье по выплавляемым моделям // Литейное производство. -2001. -№ Ю.-С. 18-19.

124. Малыгин Ю.Д., Шаврин О.И., Малыгин П.Ю. Безгидролизная активизация этилсиликата в суспензиях для форм ЛВМ // Литейное производство. 1999. -№ 12.-С. 18-20.

125. Чулкова А.Д., Иванов В.Н. Изготовление форм с использованием новых связующих // Литейное производство. 1989. - № 7. - С. 13-14.

126. Эффективный способ улучшения выбиваемости жидкостекольных смесей / В.А. Марков, Г.А. Мустафин, В.Н. Афанасьев и др. // Труды пятого съезда литейщиков России М.: «Радуница», 21-25 мая 2001 г. - С. 334-340.

127. Илларионов И.Е. Влияние физико-химической активации на свойства фосфатных смесей // Литейное производство. 1990. - № 11.- С. 16-18.

128. Илларионов И.Е. Теоретические и технологические основы получения активированных фосфатных связующих и смесей // Литейное производство. 1990. -№ 3. -С. 16-17.

129. Евстратова К.И., Купина Н.А., Малахова Е.Е. Физическая и коллоидная химия. М.: Высш. шк., 1990. - 487 с.

130. Миненко Г.Н. Воздействие электрического поля на поверхностное натяжение глинистой суспензии // Литейное производство. 1999. - № 12. -С. 25-26.

131. Дорофеев А.В., Килин А.Б., Тертишников А.С. Обработка алюминиевых расплавов электротоком // Литейщик России,- 2002 № 2 - С. 19-20.

132. Балакин Ю.А., Гладков М.И. Фундаментальный физический критерий внешних энергозатрат на кристаллизацию металлов // Литейщик России. -2002.-№2.-С. 18-19.

133. Основы физики и техники ультразвука / Б.А. Агранат, М.Н. Дубровин, Н.Н. Хавский и др. М.: Высш. шк., 1987. - 352 с.

134. Абрамов О.В., Хорбенко И.Г., Швегла Ш. Ультразвуковая обработка материалов. М.: Машиностроение, 1984. - 280 с.

135. Применение ультразвука в промышленности / Под. ред. А.И. Маркова. М.: Машиностроение, 1975. - 240 с.

136. Абрамов О.В. Кристаллизация металлов в ультразвуковом поле. -М., 1972.-315 с.

137. Иванов А.А., Крушенко Г.Г. О механизме влияния упругих колебаний на алюминиево-кремниевые сплавы // Литейное производство.- 2003. -№2.-С. 12-14.

138. Мамина Л.И. Теоретические основы литейного производства. Кристаллизация сплавов и затвердевание отливок: Учеб.пособие / ГАЦМиЗ. -Красноярск, 2002. 140 с.

139. Мамина Л.И. Теория плавки и свойства жидких сплавов: Учеб.пособие / ГАЦМиЗ. Красноярск, 1997. - 160 с.

140. Ультразвуковая технология / Б.А. Агранат, В.И. Башкиров, Ю.И. Китайгородский, Н.Н. Хавский. — М., 1974. 315 с.

141. Воздействие ультразвука на межфазную поверхность металлов и сплавов. // В.И. Добаткин, Г.И. Эскин, О.В. Абрамов и др.- М., 1986. -265 с.

142. Физические основы ультразвуковой технологии / Под ред. Розен-берга Л.А. М., 1970.- 380с.

143. Глазьев С.Ю. Теория долгосрочного технико-экономического развития. М.: ВлаДар, 1993. - 310 с.

144. Васильева И.Н. Экономические основы технологического развития: Учеб. пособие для вузов. М.: Банки и биржи, ЮНИТИ, 1995. - 160 с.

145. Бортников М.М. исследование влияния магнитной активации на прочность сырых формовочных смесей. Дис. . канд. техн. наук. — Челябинск, 1971.- 160 с.

146. Березовский Ф.М. Исследование влияния акустической обработки суспензии и магнитной активации этилсиликата на прочность оболочек в точном литье по выплавляемым моделям. Дис. . канд. техн. наук. - Челябинск, 1974.-120 с.

147. Разработка теории и исследование возможностей создания технических устройств на основе взаимодействия электромагнитного поля и сред с зарядными кластерами // Отчёт по НИР гос. per. № 1.01.970003320, инв. № 02.990003307. Челябинск: ЮУрГУ, 1998.

148. Крымский В.В., Бухарин В.А., Заляпин В.И. Теория несинусоидальных электромагнитных волн. Челябинск: ЧГТУ, 1995. - 128 с.

149. Исследование влияния мощных наносекундных электромагнитных импульсов на химические вещества и биологические объекты // Отчёт по НИР гос. per. № 01.96.0009487, инв. № 02.97.0001651. Челябинск: ЧГТУ, 1996.

150. Наносекундные электромагнитные импульсы и их применение / Под ред. В.В. Крымского. Челябинск, 2001. - 110 с.

151. Патент № 2030097 РФ, МКИ H03K3/33, КЗ/45. Формирователь наносекундных импульсов / Белкин B.C., Шульженко Г.И. Заявл. 17.01.92.

152. Krymsky V.V. Application of the nanocecound pulses // Radio Physics and Radio Astronomy.- 2002. Vol.7 - No 4 - P. 351-354.

153. Krymsky V.V. Calculation of electromagnetic fields from lightning discharges // Proceedans of Int. Sump. On Electromagnetic compatibility. Beiging, 1992.-P. 294-295.

154. Krymsky V.V. Calculation for non-sinusoidal fields of linear antenna. Antennas and Propagation. Int. Sump. Sapporo, 1992. - P. 34-344.

155. Знаменский Л.Г. Обработка алюминиевых расплавов галогенидами тугоплавких металлов в поле наносекундных электромагнитных импульсов // Известия высших учебных заведений. Цветная металлургия. 2004. - № 1. -С. 39-44.

156. Крымский В.В., Балакирев В.Ф., Воздействие наносекундных электромагнитных импульсов на свойства веществ // Доклады академии наук. -2002. Т.385. - № 6. - С. 786-787.

157. Рабинович В.А., Хавин З.Я. Краткий химический справочник. Л.: Химия, 1978.-392 с.

158. Рэмсден Э.Н. Начала современной химии. Л.: Химия, 1989.784 с.

159. Посыпайко В.И., Козырёв Н.А., Логачёва Ю.П. Химические методы анализа. М.: Высш. шк., 1989. - 448 с.

160. Крешков А.П. Основы аналитической химии: Физические и физико-химические (инструментальные) методы анализа. М.: Машиностроение, 1977.-472 с.

161. Хмелёв Ю.Г. Исследование структуры этилсиликатных форм методом инфракрасного спектрального анализа // Литейное производство. — 1989. -№ 3. С. 31.

162. Грибов Л.А. Теория инфракрасных спектров полимеров. М.: Наука, 1977.-240 с.

163. Левшин Л.В., Салецкий A.M. Оптические методы исследования молекулярных систем. Ч. 1. Молекулярная спектроскопия. М.: Изд-во МГУ, 1994.-320 с.

164. Савельев И.В. Курс общей физики. Т.2. М.: Наука, 1978. - С. 99.

165. Теоретические основы литейной технологии / Под ред. А. Ветишка. Пер. с чешек. Киев: Вища школа, 1981. - 320 с.

166. Металлофосфатные связующие и смеси: Монография / Под общ. ред. Илларионова И.Е. Чебоксары: Изд-во при Чуваш, ун-те, 1995. 524 с.

167. Иванов В.Н. Контроль при литье по выплавляемым моделям. // Литейное производство. 1993. - № 12. - С. 17-19.

168. Глинка Н.Л. Общая химия. Л.: Химия, 1983. 704 с.

169. Пикаев А.К. Современная радиационная химия. Основные положения. Экспериментальная техника и методы. М.: Наука, 1885. - 380 с.

170. Пикаев А.К. Современная радиационная химия. Радиолиз газов и жидкостей. М.: Наука, 1986. - 439 с.

171. Пикаев А.К. Сольватированный электрон в радиационной химии. -М.: Наука, 1969. 234 с. Харт Э., Анбар М. Гидратированный электрон: Пер. с англ. - М.: Атомиздат, 1973. - 280 с.

172. Харт Э., Анбар М. Гидратированный электрон: Пер. с англ. М.: Атомиздат, 1973. - 280 с.

173. Пикаев А.К., Кабакчи С.А. Реакционная способность первичных продуктов радиолиза воды: Справочник. М.: Энергоиздат, 1982. - 201 с.

174. Клосс А.И. Электрон-радикальная диссоциация и механизм активации воды // ДАН СССР. Серия Ф-Х. 1989. - № 8. - С. 1403-1407.

175. Пикаев А.К. Современная радиационная химия. Твёрдое тело и полимеры. Прикладные аспекты. М.: Наука, 1987. - 447 с.

176. Пшежецкий С.Я. Излучения и химия. М.: Энергоатомиздат, 1983.-88 с.

177. Оленин А.В., Христюк А.Д., Голубев В.Б. // Высокомолекулярные соединения, 1983, Т. 25А. С. 423-429.

178. Импульсный радиолиз и его применение / Под общ. ред. А.К. Пи-каева. М.: Атомиздат, 1980. - 280 с.

179. Накамото К. ИК-спектры и спектры КР неорганических и координационных соединений: Пер. с англ. М.: Мир, 1991. - 536 с.

180. Инфракрасные спектры полимеров и вспомогательных веществ / Под. ред. В.М. Чулановского. Л.: Химия, 1969. - 356 с.

181. Плюснина И.И. Инфракрасные спектры минералов. М.: МГТУ, 1979.-139 с.

182. Юрченко Э.Н., Меркульева Л.Е., Танкелевич Б.Ш. Применение инфракрасной спектроскопии для контроля процесса гидролиза этилсиликата // Литейное производство. 1970. - № 4. - С. 44.

183. Фридрисхберг А. Курс коллоидной химии.-Л.: Химия, 1974.-352 с.

184. Фролов Ю.Г. Курс коллоидной химии (поверхностные явления и дисперсные системы). М.: Химия, 1982. - 400 с.

185. Гуляев Б.Б., Корнюшкин О.А., Кузин А.В. Формовочные процессы. Л.: Машиностроение, 1987. - 264 с.

186. Борсук П.А., Лясс A.M. Жидкие самотвердеющие смеси. М.: Машиностроение, 1979. -255 с.

187. О структуре связующего в жидкостекольных формовочных смесях по данным инфракрасных спектров (икс) / Ю.Ф. Боровский, И.В. Шергин, М.А. Иоффе и др. // Тезисы докладов IV съезда литейщиков России М.: «Радуница», 20-24 сентября 1999 г. - С. 219-222.

188. Временные органические связки в производстве керамических изделий / Ю.И. Сидоров, А.А. Киричек, Д.В. Костюк и др. // Стекло и керамика. 1989. -№3.- С. 20-22.

189. Этилсиликатные суспензии для керамических форм / Т.Б. Гуляева, М.А. Иоффе, В.Н. Максимков и др. // Литейное производство. 1992. - № 6. -С. 18.

190. Аксёнов А.Т., Танкелевич Б.Ш., Паршин А.Н. Водорастворимые составы для стержней на основе полимеров. // Литейное производство. -1993.-№6.-С. 28-29.

191. Кристаллизация муллита в смесях, полученных по золь-гель технологии / О.Б. Скородумова, Г.Д. Семченко, Р.А. Тарнопольская и др. // Стекло и керамика. 1989. - № 8. - С. 18-19.

192. Аппен А.А. Химия стекла. Л.: Химия, 1970. - 352 с.

193. Мирзаев Д.А., Гойхенберг Ю.Н. Рентгеноструктурный фазовый анализ: Методическое руководство к лабораторным работам. Челябинск: ЧПИ, 1977.- 14 с.

194. Михеев В.И., Сальдау Э.П. Рентгенометрический определитель минералов. Л.: Недра, 1965. - 363 с.

195. Дериватограммы, инфракрасные и мессбауэровские спектры стандартных образцов фазового состава / Е.Л. Розинова, Л.Г. Кузнецова, B.C. Козлов и др. Дополнение к каталогу СПб., 1992. - 159 с.

196. Шапошник В.А. Кинетика электродиализа. Воронеж: ВГУ, 1989.176 с.

197. Девис С., Джеймс А. Электрохимический словарь: Пер с англ. -М.: Мир, 1979.-286 с.

198. Добош Д. Электрохимические константы. М.: Мир, 1980. - 365 с.

199. Данко П.Е., Попов А.Г., Кожевникова Т.Я. Высшая математика в упражнениях и задачах. Ч. 2. - М.: Высш. школа, 1980. - 365 с.

200. Ионообменные мембраны в электродиализе / Под ред. К.М. Салдад-зе. Л.: Химия, 1970. - 288 с.

201. Швецов В.И., Изосимов В.А. Организация эксперимента и проведение научных исследований. Челябинск: ЧПИ, 1989. - 61 с.

202. Точность и качество поверхности отливок /Под ред. Ф.Д.Оболенцева. -М.: Машгиз, 1962. 152 с.

203. Оболенцев Ф.Д. Качество литых поверхностей. М.: Машгиз, 1961.- 183 с.

204. Тамаровский В.И. Исследования прочности холоднотвердеющих керамических смесей с полиэтоксилоксанами. Дис.канд.техн.наук. - Челябинск, 1970. - 174 с.

205. Чизмаджев Ю.А., Маркин B.C., Тарасевич М.Р., Чирков Ю.Г. Макрокинетика процессов в пористых средах. М.: наука, 1971. - 364 с.

206. Коллинз Р. Течение жидкостей через пористые материалы. Пер. с англ. М.: Мир, 1964. - 350 с.

207. Лейбензон Л. движение природных жидкостей и газов в пористой среде. М.: ОГИЗ, 1947. - 244 с.

208. Миркин Л.И. Справочник по рентгеноструктурному анализу у поликристаллов. М.: Изд-во физико-математической литературы, 1961. -С. 481,513.

209. Получение отливок по моделям из фотополистиринового композита для ювелирно-художественных изделий / В.А. Васильев, В.В. Морозов, А.В. Евсеев, Н.М. Новиков // Литейное производство. 2000. - № 8. - С. 15-17

210. Лясс A.M. Быстротвердеющие формовочные смеси. М.: Машиностроение, 1965. - 332 с.

211. Васин Ю.П. Пригар на отливках и противопригарные покрытия для стержней и форм: учебное пособие. Челябинск: ЧПИ, 1986. - 61 с.

212. Кулаков Б.А., Крымский В.В., Ердаков И.Н. Аэрозольно-электроимпульсная обработка жидкостекольного связующего // Литейное производство. 2001. - № 1. с. 19-20.

213. Хейфец Л.И., Неймарк А.В. Многофазные процессы в пористых средах. М.: Химия, 1982. - 320 с.

214. Хлынов В.В., Фурман Е.Л., Пастухов Б.А. Кинетические закономерности проникновения жидкости в пористые тела // Адгезия расплавов и пайка материалов. 1980. - № 6. - С. 30-32.

215. Дульнев Г.Н., Новиков В.В. Процессы переноса в неоднородных средах. Л.: Энергоиздат, 1991. - 247 с.

216. Требин Г.Ф. Фильтрация жидкостей и газов в пористых средах. -М.: Гостоптехиздат, 1959. 157 с.

217. Абдуйвагибов Н.И. О режимах движения жидкостей и газов в пористой среде // Изв. вузов. Нефть и газ. 1961. - № 2. - С. 5-7.

218. Смолко В.А. Исследование процессов образования пригара на крупных стальных отливках в жидкостекольных формах. -Дис.канд.техн.наук. Челябинск, 1972. - 158 с.

219. Васин Ю.П. Газопроводность литейной формы // Новые формовочные материалы в литейном производстве: Тез.докл.науч.-техн.конф. Челябинск, 1989.-С. 6-8.

220. Александров В.М. Теория и технология обработки литейных формуглеводородными газами. Автореф.докт.техн.наук. - Ленинград, 1979. 33 с.

221. Павловская Е.И., Шабриев Б.Д. Металлокерамические фильтры. -М.: Недра, 1967.-169 с.

222. Очистка расплава магниевого чугуна зернистыми фильтрами / Э.Б. Тен, М.А. Воеводина, Р. Сафин и др. // Известия вузов. Черная металлургия. -1992.-№3.-С. 58-61.

223. Иванов В.Н., Чуйкова А.Д. Контроль и методы исследования процесса получения оболочковых форм при литье по выплавляемым моделям // Литейное производство. 1976. - № 9. - С. 25-28.

224. А.с. 1752480 (СССР). Способ приготовления этилсиликатного связующего / В.М.Александров, А.М.Каркарин, Б.А.Кулаков и др. Бюл. № 29, 1992.

225. Солодянкин А.А. Разработка технологии изготовления керамических форм с повышенной химической устойчивостью к заливаемым титановым сплавам. Дис. .канд.техн.наук. - Свердловск, 1989. - 206 с.

226. Возкин Ю.В., Бельский В.И. Технологические свойства керамических смесей и методы контроля их качества// Литейное производство. — 1974-№ 7. С. 26-28.

227. Дмитрович A.M., Гедян Ю.П., Кукуй Д.М. Исследование электрической проводимости связующих веществ // Прогрессивные методы изготовления литейных форм: Тез.докл.П Всесоюз.Межвуз.науч.конф. Челябинск: ЧПИ, 1973.-С. 41-42.

228. Васин Ю.П. Формовочные материалы: Учебное пособие к лаб. работам. Челябинск: ЧПИ, 1985. - 138 с.

229. Физико-химические основы получения литейных форм для специальных сплавов: Методические указания к лабораторным работам. -1, II части/ Под ред. В.М.Александрова. Челябинск: ЧПИ, 1982. - 42 с.

230. Художественное литье из драгоценных сплавов / Л.А. Гутов, Е.Л. Бабляк, А.А. Изотко и др. / Под ред Гутова Л.А. Л.: Машиностроение. Ле-нингр.отд-ние, 1988. - 224 с.

231. Фридрихсберг Д.А. Курс коллоидной химии. Л.: «Химия», 1974.352 с.

232. Знаменский Л.Г., Ердаков И.Н. Металлофосфатные связующие в гипсовых смесях // Литейное производство. 2001. - № 1. - С. 22-23.

233. Патент РФ № 2118224 / Способ приготовления этилсиликатного связующего // Знаменский Л.Г., Кулаков Б.А., Крымский В.В. Бюл. №24, 1998.

234. Волженский А.В., Ферронская А.В. Гипсовые вяжущие изделия. -М.: Стройиздат, 1984. 328 с.

235. Кайнарский И.С. Процессы технологии огнеупоров. Изд-во «Металлургия», 1969. - 352 с.

236. Бабушкин В.И. Термодинамика силикатов. М.: Стройиздат, 196595 с.

237. Тихонова Л.А., Глебов С.В. Огнеупоры, 1957, № 6. С. 252.

238. Патент РФ № 2129932 / Смесь для изготовления керамических форм и стержней при производстве отливок из цветных и драгоценных сплавов и способ ее приготовления // Знаменский Л.Г., Кулаков Б.А., Крымский В.В. и др. Бюл. №13, 1999.

239. Патент РФ № 2171728 / Способ изготовления стержней и форм на гипсовом связующем при производстве отливок из цветных и черных сплавов// Знаменский Л.Г., Кулаков Б.А., Ивочкина О.В., Ердаков И.Н. Бюл. №22, 2001.

240. Патент РФ № 2163854. Смесь для изготовления форм и стержней на гипсовом связующем при производстве отливок из цветных и драгоценных сплавов / Ивочкина О.В., Знаменский Л.Г., Дубровин В.К. и др. Бюл. № 7, 2001.

241. Влияние клеящей способности металлофосфатных связующих на прочность смесей / Фокин В.И., Багрова Н.В., Королёв Г.П. и др. // Литейное производство. 1998. - № 9. - С. 17-18.

242. Копейкин З.А., Петрова А.П., Рашкован И.Л. Материалы на основе металлофосфатов. -М.: Химия, 1976. 199 с.

243. Волженский А.В. Минеральные вяжущие вещества. М.: Стройиз-дат, 1986. - 464 с.

244. Воробьёв Х.С. Гипсовые вяжущие и изделия. М.: Стройиздат, 1983.-200 с.

245. Уваров Б.И., Чернышов Е.А., Озеров В.А. Флотационные особенности барботажного способа приготовления суспензии. // Известия высших учебных заведений. Чёрная металлургия. 1991. - № 2. - С. 72-75.

246. Иванов В.Н. Словарь-справочник по литейному производству. М.: Машиностроение, 2001. - 464 с.

247. Теория формирования отливки: Учебное пособие к практическим и лабораторным работам / Б.А. Кулаков, В.А. Изосимов, Л.Г. Знаменский и др. -Челябинск: ЧГТУ, 1995. Ч. I. - 126 с.

248. Патент РФ № 2162762. Способ приготовления смеси для изготовления гипсовых форм и стержней при производстве отливок из цветных сплавов / Л.Г. Знаменский, Б.А. Кулаков, В.А. Романов, О.В. Ивочкина. Бюл. № 4, 2001.

249. Производство отливок из сплавов цветных металлов / А.В. Курдю-мов, М.В. Пикунов, В.М. Чурсин и др. М.: МИСИС, 1996. - 504 с.

250. Барботажно-ультразвуковая обработка гипсовых смесей в точном литье / Л.Г. Знаменский, Б.А. Кулаков, В.А. Романов, О.В. Ивочкина. Литейное производство. - 2001. - № 1. - С. 24-25.

251. Аэрогидродинамика / Под общ. ред. A.M. Мхитаряна. М.: Машиностроение, 1984. - 352 с.

252. Френкель Я.И. Кинетическая теория жидкостей. Л.: Наука, 1975592 с.

253. Архаров В.И., Новохатский И.А. О внутренней адсорбции в расплавах // Доклады Академии наук СССР-1969.- Т. 185- Вып. 5.- С. 1069-1071.

254. Структурные микронеоднородности расплавов / В.И. Ладьянов, В.И. Архаров, И.А. Новохатский и др. // Физика металлов и металловедение -1972.- Т.34. Вып.5. - С. 1060-1065.

255. Колобнев И.Ф., Крымов В.В., Мельников А.В. Справочник литейщика. Цветное литье из легких сплавов / Изд. 2-е, переработ, и доп. М.: Машиностроение, 1974.-416 с.

256. Разрушение алюминиевых сплавов при растягивающих напряжениях / Коллективная монография. М.: Изд-во Наука, 1973. - 215 с.

257. Уикс К.Е., Блок Ф.Е. Термодинамические свойства 65-элементов, их окислов, галогенидов, карбидов и нитридов. М.: Металлургия, 1965 - 223 с.

258. Румер Ю.Б., Рыбкин М.Ш., Термодинамика, статистическая физика и кинетика М.: Наука, 1977. - 552 с.

259. Бердов Г.И., Полев С.А. Физико-химические основы синтеза тугоплавких соединений в электрическом поле высокой частоты // Физико-химические исследования металлургических процессов: Межвузовский сборник научных трудов. Свердловск, 1988. - С. 116-126.

260. Знаменский Л.Г., Мострюйов А.В. Технология ускоренного изготовления керамических оболочковых форм // Вопросы теории и технологии литейных процессов: Сб. научных трудов Челябинск: ЧГТУ, 1991.-С. 66-75.

261. Знаменский Л.Г., Солодянкин А.А. Совершенствование термообразования в производстве крупного художественного литья по выплавляемым моделям // Вопросы теории и технологии литейных процессов: Сб. научных трудов Челябинск: ЧГТУ, 1993. - С. 73-83.

262. Знаменский Л.Г., Александров В.М., Солодянкин А. АлЗнаС-процесс для изготовления стержней // Литейное производство.- 1993. № 1. — С.13-14.

263. Знаменский Л.Г. Кулаков Б.А., Дубровин В.К. Модель и методика расчета параметров АлЗнаС-процесса формообразования // Известия вузов. Черная металлургия. 1995. - № 9. - С. 52-53.

264. Знаменский Л.Г., Кулаков Б.А., Дубровин В.К. Механизм АлЗнаС-процесса формообразования // Литейное производство. 1995. — № 6. — С. 23-24

265. Кулаков Б.А., Знаменский Л.Г., Дубровин В.К. Теоретические и технологические основы АлЗнаС-процесса формообразования // Высокотемпературные расплавы: Международный электронный журнал. Челябинск: ЧГТУ, 1995. -№ 1.-С. 108-113.

266. Дубровин В.К., Кулаков Б.А., Знаменский Л.Г. Влияние материала формы на процесс формирования отливок // Управление строением отливок и слитков: Сборник научных трудов Нижний Новгород: НГТУ, 1996. -С.104-106

267. Знаменский Л.Г., Кулаков Б.А. Фильтрационное формообразование с применением плакированных наполнителей // Вопросы теории и технологии литейных процессов: Сборник научных трудов Челябинск: ЧГТУ, 1996. -С. 34-45.

268. Кулаков Б.А., Знаменский Л.Г., Дубровин В.К. Каслинское художественное литье: проблемы и перспективы развития // Вопросы теории и технологии литейных процессов: Сборник научных трудов Челябинск: ЧГТУ, 1996.-С. 3-14.

269. Дубровин В.К., Кулаков Б.А., Знаменский Л.Г. Перспективы развития прогрессивных технологий литья лопаток газотурбинных двигателей // Вопросы теории и технологии литейных процессов: Сборник научных трудов.-Челябинск: ЧГТУ, 1996.-С. 14-20.

270. Знаменский Л.Г. Обработка алюминиевых расплавов галогенидами тугоплавких металлов в поле наносекундных электромагнитных импульсов // Известия высших учебных заведений. Цветная металлургия. 2004. - № 1. -С. 39-44.

271. Знаменский Л.Г., Кулаков Б.А. Плакированные зернистые материалы в литье по выплавляемым моделям. // «Металлургия-96»: Тезисы докладов Международной конференции. Челябинск: 1996. - С. 38-39.

272. Знаменский Л.Г., Солодянкин А.А. Закономерности АлЗнаС-процесса формообразования для тонкорельефных отливок // Тезисы докладов Всероссийской конференции Миасс: 1996. - С. 73-75.

273. Знаменский Л.Г., Солодянкин А.А. Способ подготовки связующего для АлЗнаС-процесса формообразования // Тезисы докладов Всероссийской конференции. Миасс: 1996 - С. 71-73.

274. Изготовление легкоудаляемых керамических стержней / Б.А. Кулаков, В.К. Дубровин, А.Б. Кулаков, Л.Г. Знаменский //Литейное производство. -1997.-№4.-С. 35-36.

275. Фильтрационное формообразование гелеобразующих систем в точном литье / Л.Г. Знаменский, Б.А. Кулаков, В.К. Дубровин, С.В. Рожков // Литейное производство. 1997. - №4. - С. 34.

276. Пути снижения дефектности отливок из никелевых сплавов при литье по выплавляемым моделям / Б.А. Кулаков, В.К. Дубровин, А.Б. Кулаков, Л.Г. Знаменский // Литейное производство. 1995. - № 10. - С. 24-25.

277. Технология изготовления отливок из жаропрочных никелевых сплавов / Б.А. Кулаков, В.К. Дубровин, Л.Г. Знаменский, А.Б. Кулаков // «Металлургия-96»: Тез. докл. Междунар. конф.- Челябинск, 1996 С. 39.

278. Znamenskij L.G., Kulakov В.А., Shestaev А.А. Filtration manufacter of ceramic cores for investment casting Thesiss copacity capillarity. Tesiss of reports NTC-97, "Hiqh temperature capilisity". - 29 june-2 july, 1997 p. 67-68.

279. Оценка работоспособности керамических стержней / Б.А. Кулаков, В.А. Смолко, В.К. Дубровин, Л.Г. Знаменский // Совершенствование литейных процессов: Сб. науч. трудов. Екатеринбург: УГТУ, 1997. - С. 85-90.

280. Критерии оценки работоспособности керамических стержней в точном литье / А.Б. Кулаков, В.А. Смолко, Л.Г. Знаменский и др. // XVI Российская школа по проблемам проектирования неоднородных конструкций: Тез. докл. Всеросс. конф. Миасс, 1997. - С. 65.

281. Новая технология приготовления этил силикатных связующих / Л.Г. Знаменский, Б.А. Кулаков, В.К. Дубровин и др. // Новые технологические процессы в литейном производстве: Тез. докл. Всеросс. конф. Омск, 1997. — С.9.

282. Дубровин В.К., Кулаков Б.А., Знаменский Л.Г. Кварце-корундовые стержни для отливок из жаропрочных сплавов // Новые технологические процессы в литейном производстве: Тез. докл. Всеросс. конф Омск, 1997 - С. 8.

283. Литье лопаток газотурбинных двигателей и установок / Б.А. Кулаков, В.К. Дубровин, А.Б. Кулаков, Л.Г. Знаменский // Машиностроение прогрессивные технологии: Тез. докл. I Междунар. науч.-техн. конф. - Челябинск, 1997.-С.70.

284. Повышение качества точных литых заготовок / В.К. Дубровин, А.Б. Кулаков, Л.Г. Знаменский, Б.А. Кулаков // Машиностроение-98: Тез. докл. II Междунар. специализир. конф. Челябинск, 1998. - С. 66.

285. Огнеупорный наполнитель для керамических форм и стержней /

286. B.К. Дубровин, Б.А. Кулаков, Л.Г. Знаменский и др. // Десятилетие природоохранной службы РФ. Проблемы. Решения. Перспективы: Тез. докл. Всеросс. науч. конф. Челябинск, 1998. - С. 88.

287. Подготовка этил силикатных связующих под действием несинусоидальных электромагнитных импульсов / Л.Г. Знаменский, Б.А. Кулаков, В.К. Дубровин, О.В. Ивочкина // Тез. докл. IV съезда литейщиков России. Москва, 1999. - С. 271-272.

288. Кулаков Б.А., Дубровин В.К., Знаменский Л.Г. Выщелачиваемые керамические стержня для лопаток газотурбинных двигателей // Тез. докл. IV съезда литейщиков России Москва, 1999. - С. 273-275.

289. Аэрозольно-электроимпульсная обработка жидкостекольного связующего / Л.Г. Знаменский, Б.А. Кулаков, В.В. Крымский, И.Н. Ердаков // Литейное производство -2001. № 1. - С. 19-20.

290. Электрофизическая активацда жидкостекольного связующего в точном литье / Л.Г. Знаменский, Б.А. Кулаков, В.К. Дубровин, О.В. Ивочкина// Материаловедение и термическая обработка металлов: Всеросс. сб. науч. трудов. Магнитогорск: МГТУ, 1999. - С. 23-27.

291. Электроимпульсная подготовка этилсиликатных связующих в точном литье / Л.Г. Знаменский, Б.А. Кулаков, В.К. Дубровин, О.В. Ивочкина// Литейные процессы: Всеросс. сб. науч. трудов, Магнитогорск: МГТУ, 2000.1. C. 94-98.

292. Дубровин В.К., Кулаков Б.А., Знаменский Л.Г. Применение защитных атмосфер в плавильно-заливочных установках при литье жаропрочныхсплавов // Литейные процессы: Всеросс. сб. науч. трудов. Магнитогорск: МГТУ, 2000.-С. 64-67.

293. Знаменский Л.Г., Кулаков Б.А., Ивочкина О.В. Электроимпульсная активация гидролиза этилсиликата в точном литье // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 2000. - № 5. - С. 37-39.

294. Знаменский Л.Г., Кулаков Б.А., Ивочкина О.В. Электроимпульсно-диализная обработка жидкого стекла в точном литье // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 2000. - № 11. - С. 49-51.

295. Знаменский Л.Г., Кулаков Б.А., Ивочкина О.В. Физико-химическое регулирование процесса поликонденсации этилсиликатных связующих // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. -2001. №1. -С 46-49.

296. Новые электрофизические методы активации материалов и процессов в точном литье / Л.Г. Знаменский, Б.А. Кулаков, В.В. Крымский, О.В. Ивочкина // Труды Междунар. форума по проблемам науки, техники и образования. Москва, 2000. - С. 83-85.

297. Знаменский Л.Г., Кулаков Б.А., Ивочкина О.В. Применение электромагнитно-импульсной обработки формовочных материалов и смесей при литье по выплавляемым моделям // Известия высших учебных заведений. Цветная металлургия. 2003. - № 4. -С. 39—42.

298. Знаменский Л.Г., Кулаков Б.А., Ивочкина О.В. Электронно-ионная активация формовочных смесей при литье по выплавляемым моделям // Известия высших учебных заведений. Цветная металлургия.— 2003. — № 5. -С. 44-47

299. Электрофизическое регулирование свойств формовочных материалов в точном литье / Л.Г. Знаменский, Б.А. Кулаков, И.Н. Ердаков, О.В. Ивочкина // Сборник трудов V съезда литейщиков России. Москва: МИСиС, 2001.-С. 320-322.

300. Закономерности электронно-ионной подготовки связующих в точном литье / Л.Г. Знаменский, Б.А. Кулаков, В.В. Крымский, О.В. Ивочкина // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Металлургия. Выпуск 1. -2001. -№ 2. С. 115-117.

301. Решение ФИПС от 23.12.2003 о выдаче патента РФ по заявке №2002133549/02(035304) с приоритетом от 10.12.2002. Способ изготовления керамических стержней по холодной оснастке в литье по выплавляемым моделям / Знаменский Л.Г.

302. Ивочкина О.В., Знаменский Л.Г., Кулаков Б.А. Электронно-радикальный механизм активации этилсиликатных связующих // Литейные процессы: Всеросс. сборник науч. трудов. Выпуск 2. -Магнитогорск: МГТУ им. Носова, 2002. - С. 161-166.

303. Ердаков И.Н., Знаменский Л.Г. Фильтрационное формообразование с использованием наносекундных электромагнитных импульсов // Литейные процессы: Всеросс. сборник науч. трудов. Выпуск 2. - Магнитогорск: МГТУ им. Носова, 2002. - С. 152-156.

304. Знаменский Л.Г., Ивочкина О.В., Кулаков Б.А. Мощные электроимпульсные поля в подготовке ЭТС связующих для точного литья -.International firum on problems of science, technoloqu anet education / Том 2- M,2001.-C. 73-75.

305. Знаменский Л.Г. Активация этилситликатных связующих наносе-кундными электромагнирными импульсам // Литейное производство 2002. -№ 9.- С. 25-27.

306. Знаменский Л.Г. Теоретические и технологические основы электроимпульсной активации материалов и процессов в точном литье // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 2003. - № 11. - С. 56-61.

307. Процесс выщелачивания из отливок кварце-корундовых стержней / Б.А. Кулаков, Л.Г. Знаменский, В.К. Дубровин, А.В. Карпинский // Тез. Всеросс. научн.-технич. конф. Рыбинск: РГАТА, 2002. - С. 11-13.

308. Знаменский Л.Г. Электронно-ионная технология подготовки высокопрочного гипса в литье по выплавляемым моделям // Литье Украины. —2003. -№ Ю.-С. 14-17.

309. А.с. 1766577. Способ подготовки материалов для изготовления керамических форм и стержней / Александров В.М., Кулаков Б.А., Знаменский Л.Г., Солодянкин А.А. Бюл. № 37, -1992. С. 42.

310. Патент РФ № 1838026A3. Способ изготовления литейных стержней и форм по холодной оснастке / Александров В.М., Солодянкин А.А., Знаменский Л.Г., Кулаков Б.А. Бюл. №32- 1993.

311. Патент РФ № 2086341. Способ изготовления литейных стержней и форм по холодной оснастке / Знаменский Л.Г., Кулаков Б.А., Дубровин В.К., Кулаков А.Б. Бюл. №22,1997.

312. Патент РФ № 2988367. Способ приготовления этилсиликатного связующего / Знаменский Л.Г., Кулаков Б.А., Дубровин В.К., Кулаков А.Б. Бюл. № 24, 1997.

313. Патент РФ № 2098220. Смесь и способ изготовления литейных керамических стержней / Кулаков Б.А., Знаменский Л.Г., Дубровин В.К., Кулаков А.Б., Кочетова Г.Х. Бюл. № 34, 1997.

314. Патент РФ № 2118223. Способ приготовления жидкостекольного связующего для изготовления литейных керамических форм по выплавляемым моделям / Знаменский Л.Г., Кулаков Б.А., Крымский В.В. Бюл.№24, 1998.

315. Патент РФ № 2132760. Смесь для изготовления литейных керамических стержней / Кулаков Б.А., Дубровин В.К., Кулаков А.Б., Знаменский Л.Г., Кочетова Г.Х., Колосов А.В. Бюл. № 19, 1999.

316. Способ приготовления этилсиликатного связующего / Л.Г. Знаменский, Б.А. Кулаков, В.К. Дубровин, А.Б. Кулаков // Информационный листок о научно-техническом достижении, № 98-1. Серия Р61.55.29.

317. Способ изготовления литейных стержней и форм по холодной оснастке / Л.Г. Знаменский, Б.А. Кулаков, В.К. Дубровин, А.Б. Кулаков // Информационный листок № 98-9. Серия Р.55.15.23.

318. Патент РФ № 2145265 Способ изготовления литейных стержней и форм из жидкостекольных смесей / Знаменский Л.Г., Кулаков Б.А., Крымский

319. B.В., Каркарин A.M., Ивочкина О.В., Ердаков И.Н. Бюл. № 4, 2000.

320. Новые процессы и материалы в художественном литье / Л.Г. Знаменский, Б.А. Кулаков, В.К. Дубровин и др. // Совершенствование литейных процессов: Тез. докл. Междунар. науч.-технич. конф. Екатеринбург: УГТУ, 1999.-С. 42-45.

321. Керамические стержни на основе SiC>2 для литья турбинных лопаток/ В.К. Дубровин, Б.А. Кулаков, Л.Г. Знаменский и др. // Тез. докл. Междунар. науч.-технич. конф. Екатеринбург: УГТУ, 1999. - С. 40—41.

322. Точное формообразование в художественном литье / Л.Г. Знаменский, В.К. Дубровин, И.Н. Ердаков, О.В. Ивочкина// Литейное производство-2001.-№ 1.-С. 32.

323. Электроимпульсная обработка жидкого стекла и суспензий в точном литье / Л.Г. Знаменский, Б.А. Кулаков, В.В. Крымский и др. // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 2000.- № 3 - С. 52—54.

324. Знаменский Л.Г., Ердаков И.Н., Солодянкин А.А. Гипсовые формы для точнолитых заготовок в машиностроении // XVIII Российская школа по проблемам проектирования неоднородных конструкций: Тез. докл. Всеросс. науч.-технич. конф.-Миасс, 1999.-С. 167.

325. Электронно-ионная технология активации гипсовых формовочных смесей / Л.Г. Знаменский, B.C. Жабреев, О.О. Павловская, О.В. Ивочкина // Литейное производство. 2001. - № 1.-С 18.

326. Ультразвуковая технология изготовления гипсовых форм в точном литье / Л.Г. Знаменский, Б.А. Кулаков, О.В. Ивочкина, И.Н. Ердаков // Маши-ностроении-99: Тез. докл. Междунар. науч.-технич. конф. Челябинск, 1999.1. C. 77-78.

327. Знаменский Л.Г., Ердаков И.Н., Солодянкин А.А. Гипсовые формы для точнолитых заготовок в машиностроении // Проблемы проектирования неоднородных конструкций: Всеросс. сб. науч. трудов. Миасс: ЮУрГУ, 1999. -С. 151-156.

328. Знаменский Л.Г., Кулаков Б.А., Ердаков И.Н. Получение литейных форм повышенной точности из гипсовых смесей в цветном литье // Известия высших учебных заведений. Цветная металлургия. 2002 - № 5. - С. 50-52.

329. Знаменский Л.Г., Кулаков Б.А., Ивочкина О.В. Изготовление гипсовых литейных форм с применением барботажно-ультразвуковой обработки// Известия высших учебных заведений. Цветная металлургия. 2003. - № 2 — С. 21-23.

330. Знаменский Л.Г., Кулаков Б.А., Ердаков И.Н. Формовочные процессы в системе «гипс-металлофосфатный раствор» для художественного литья. // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Металлургия.- Выпуск 1.-2001.-№2.-С. 103-106.

331. Решение ФИПС от 28.02.2004 о выдаче патента РФ по заявке №2003100965/02(000781) с приоритетом от 13.01.2003. Раствор и способ химического закрепления слоев жидкостекольнош покрытия в литье по выплавляемым моделям / Знаменский Л.Г.

332. Знаменский Л.Г. Вакуумно-ультразвуковая дегазация гипсовых смесей в точном литье // Литейное производство». 2002. - № 10. - С. 26-28.

333. Ивочкина О.В., Знаменский Л.Г., Кулаков Б.А. Электронно-ионная технология подготовки высокопрочного гипса в точном литье / Труды VI съезда литейщиков России Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2003. - С. 121-124.

334. Гипсовые и цементные смеси в точном литье / И.Н. Ердаков, В.К. Дубровин, Л.Г. Знаменский, Б.А. Кулаков // Труды VI съезда литейщиков России Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2003. - С. 198-206.

335. Кулаков Б.А., Дубровин В.К., Знаменский Л.Г. Влияние несинусоидальных электромагнитных импульсов на алюминиевые сплавы // Материаловедение и термическая обработка металлов: Всеросс. сб. науч. трудов. Магнитогорск: МГТУ, 1999.- С. 21-23.

336. Знаменский Л.Г. Электроимпульсные нанотехнологии активации процессов в точном литье для машиностроения // Заготовительные производства в машиностроении 2003. - № 12. - С. 15-19.

337. Знаменский Л.Г., Крымский В.В., Кулаков Б.А. Электроимпульсные нанотехнологии в литейных процессах / Монография. Международная академия авторов научных открытий и изобретений. Челябинск: ЦНТИ, 2003.-130 с.

338. Патент РФ 2163524. Способ приготовления смеси для изготовления форм и стержней на гипсовом связующем при производстве отливок из цветных и драгоценных сплавов / Знаменский Л.Г., Кулаков Б.А., Ивочкина О.В. Бюл. №6, 2001.

339. Патент РФ 2175902. Смесь для изготовления форм и стержней на гипсовом связующем при производстве отливок из цветных и драгоценных сплавов / Ердаков И.Н., Знаменский Л.Г., Кулаков Б.А., Дубровин В.К., Зорин С.А., Бобер В.И. Бюл. №32,2001.

340. Патент РФ 2198945. Способ воздействия электромагнитным излучением на расплавленный металл и установка для его осуществления / Крымский В.В., Кулаков Б.А., Знаменский Л.Г., Дубровин В.К. Бюл. № 5, 2003.

341. Патент РФ № 2209127. Способ изготовления форм и стержней на гипсовом связующем при производстве отливок из цветных и драгоценных сплавов / Знаменский Л.Г. Бюл. № 21, 2003.

342. Патент РФ № 2212975. Способ приготовления смеси для изготовления форм и стержней на гипсовом связующем при производстве отливок из цветных и драгоценных сплавов / Знаменский Л.Г. Бюл. № 27, 2003.

343. Патент РФ № 2214314. Способ изготовления стержней и форм на гипсовом связующем при производстве отливок из цветных и черных сплавов / Знаменский Л.Г. Бюл. № 29, 2003.