автореферат диссертации по металлургии, 05.16.04, диссертация на тему:Теория и практика формирования пористых структур в литье по выплавляемым моделям

На правах рукописи УДК 621.74.

Сапченко Игорь Георгиевич

ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА ФОРМИРОВАНИЯ ПОРИСТЫХ СТРУКТУР В ЛИТЬЕ ПО ВЫПЛАВЛЯЕМЫМ МОДЕЛЯМ

Специальность 05.16.04 - Литейное производство

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

..-•• • .....

1 4 ФЕВ 2011

Комсомольск-на-Амуре - 2011

4856218

Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Институте машиноведения и металлургии Дальневосточного отделен™ РАН (УРАН ИМиМ ДВО РАН) и ГОУ ВПО Комсомольском-на-Амуре государственном техническом университете (ГОУ ВПО КнАГТУ)

Научные консультанты: доктор технических наук, профессор Петров Виктор Викторович, Заслуженный деятель науки РФ, доктор технических наук, профессор Евстигнеев Алексей Иванович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Ершов Михаил Юрьевич (г. Москва)

доктор технических наук, профессор Кулаков Борис Алексеевич (г. Челябинск)

Заслуженны!'! деятель науки РФ, доктор технических наук, профессор Ри Хосен (г. Хабаровск)

Ведущая организация: Нижегородский государственный технический университет им. P.E. Алексеева (г. Нижний Новгород)

Защита состоится «25» февраля 2011 года в 14— часов на заседании диссертационного совета Д 212.092.02 в ГОУ ВПО Комсомольском-на-Амуре государственном техническом университете (ГОУ ВПО КнАГТУ) по адресу: 681013, г. Комсомольск-на-Амуре, ул. Ленина, 27, факс (4217) 53-61-50, E-mail: dis@knastu/ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет».

Автореферат разослан «25» января 2011 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.092.02

к.т.н., доцент - „ Лейзерович Г.С.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальноетъ работы. С увеличением потребности народного хозяйства в точных отливках возрастает роль специальных способов литья. Анализ тенденций совершенствования технологических процессов получения металлоизделий показывает, что качество металла, точность н чистота поверхности отливок являются основными критериями развития литейного производства.

Литье по выплавляемым моделям (ЛВМ) - один из передовых технологических методов, позволяющий получать отливки по геометрической точности максимально приближенные к готовой детали, не требующие, в некоторых случаях, механической обработки. ЛВМ - многооперационный метод получения отливок, с широким диапазоном используемых материалов, что обусловливает высокую себестоимость продукции и недопустимость брака в ее производстве.

Брак в ЛВМ имеет место в основном на стадиях изготовления выплавляемых моделей (ВМ) и керамических оболочковых форм (КОФ), удаления моделей из КОФ, ее термообработке и заливке и обусловливается деформационными процессами, протекающими вследствие технологических особенностей производства и свойств используемых материалов. Изготовление ВМ и формирование оболочек сопровождается короблением и усадочными процессами, удаление моделей из КОФ - силовым воздействием расширяющегося при нагревании модельного состава (МС) на оболочку, термообработка КОФ -температурными деформациями в структуре последней в связи с неравномерностью ее прогрева п полиморфными превращениями, заливка КОФ - термоударом и гидродинамическим воздействием расплава металла.

Одно из направлений снижения брака, повышения качества и технологических свойств ВМ и КОФ - изменение пористости определенного вида, расположения и геометрических параметров в их структурах. Это позволит управлять деформационными процессами, и напряженно-деформированным состоянием (НДС) в структурах ВМ и КОФ при их изготовлении и применении в технологическом процессе получения отливок.

Деформационные процессы и НДС пористых структур в технологических системах «ВМ - КОФ» и «КОФ - расплав металла» при сложнонагружениом состоянии мало изучены, а их исследование является актуальным.

Работа выполнялась в соответствии с планам! АН СССР (1991-1992 гг. п. 1.11.6); РАН (1993-2000 гг. п. 2.6; 2001-2005 гг. п. 2.3.3; 2006-2008 гг. п. 2.3.7; 2009 г. П. 20); по планам НИР УРАН Института машиноведения и металлургии ДВО РАН (1992-2009 гг.); по грантам УРАН ДВО РАН (2005-2008 гг. № 06-Ш-А-03-073 «Теоретическое и экспериментальное исследование экстремальных условий НДС многокомпонентных пористых систем в ЛВМ», № 05-Ш-А-03-112 «Теоретические и экспериментальные исследования закономерностей управления структурой и свойствами многокомпонентных пористых систем в ЛВМ»), по инициативному проекту ДВО РАН (2007-2008 гг. № 21-ИН-07 «Технология повышения трещиностойкости керамических огнеупорных материалов в металлургии»), по государственному контракту № 15-И-60

на выполнение НИОКР для государственных нужд Хабаровского края по разработке «Технология повышения трещшюстойкости огнеупорных материалов в металлургии», 2008 г. Ее актуальность определяется необходимостью повышения эффективности производства при снижении себестоимости литой продукции.

Цель работы. Разработка методологии и технологии создания пористости в ВМ и КОФ, а также изучение влияния ее параметров на технологические, эксплуатационные и деформационные свойства систем «ВМ - КОФ» и «КОФ - расплав»

Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:

• разработка принципиально новой технологии получения пористых ВМ из порошковых материалов холодным прессованием, а также изучение закономерностей формирования их физико-механических и технологических свойств;

• разработка технологических вариантов изготовления КОФ с пористой структурой, исследование их физико-механических и технологических свойств;

• разработка методики и исследование деформационных процессов в структурах пористых и традиционных КОФ на этапах послойного формирования и удаления моделей;

• определение влияния пористости ВМ на деформационные процессы пористой и традиционной КОФ при их послойном формировании и выплавлении модельного состава;

• исследование динамического воздействия струи расплава на КОФ с разными вариантами пористости структур и конструкции зумпфа стояка, разработка рекомендаций для практического использования;

• определение влияния пористости ВМ и КОФ на размерную и геометрическую точность, чистоту поверхности отливок;

• оценка технико-экономических показателей использования технологий изготовления пористых ВМ и КОФ в условиях производства.

Научная новизна работы.

Предложен новый подход в технологии изготовления ВМ холодным прессованием порошковых модельных материалов с пористой структурой требуемых параметров, позволяющий управлять их физико-мехашяескими и деформационными свой ствами.

Определено влияние технологических режимов изготовления, соотношения исходных порошковых материалов и их фракционного состава на физико-механические, технологические и эксплуатационные свойства пористых ВМ.

Установлено влияние параметров пористости ВМ на деформационные процессы, формируемых плотных огнеупорных слоев оболочки и, как следствие, на их физико-механические свойства, а также на деформационные процессы в плотных КОФ при выплавлен ни МС.

Разработаны способы получения пористых структур КОФ и изучено их влияние на деформационные процессы формируемых огнеупорных слоев на пористых и плотных ВМ, а также на деформационные процессы в пористых КОФ при удалении МС.

Определено влияние степени пористости, размера пор, вида пористости (рассредоточенная, либо в виде непочки пор), расположения пор в структуре на реологические, физико-механические, теплофнзические и технологические свойства КОФ.

Физическим моделированием процесса заливки КОФ с разными конструкциями литниково-шггающих систем установлены рациональные параметры пористости их структур противостоящие динамическому воздействию струи заливаемого расплава.

Математическим моделированием выявлены особенности НДС КОФ в зависимости от параметров пористости структур при затвердевании расплава; определены рациональные параметры пористости структур КОФ, обладающие наибольшей стойкостью к разрушающему воздействию расплава металла.

Практическая значимость результатов работы.

На основании комплексного подхода к оценке технологических факторов, влияющих на физико-механические и деформационные процессы ВМ и КОФ при изготовлении отливок:

- разработаны технологические процессы: получения пористых ВМ с требуемыми физико-механическими, технологическими и эксплуатационными свойствами (патенты РФ № 2188736, 2188738, 2188735, 2188737, 2188734, 2203763, 2203764, 2203765, 2190496, 2185920, 2190498, 2185921, 2185922); изготовления пористых КОФ с требуемыми физико-механическими и технологическими свойствами, установки получения пористости в структурах КОФ (Авт. св. СССР № 1414496, 1227312).

Кроме того, повышены качество и размерно-геометрическая точность отливок на 2-4 квалитета при практически полном устранении брака ВМ и КОФ.

Разработанные рекомендации по управлению структурой и свойствами ВМ прошли опытно-промышленные испытания на ОАО «КнААПО им. Ю.А. Гагарина», КОФ - на Павловском ПО МЗ им. С.И. Кадышева.

Внедрите технологий изготовления пористых КОФ в условиях Павловского ПО МЗ им. С.И. Кадышева и Арсеньевского машиностроительного завода «Аскольд» позволило получить реальный экономический эффект.

Достоверность результатов работы обеспечивается использованием при теоретических исследованиях фундаментальных уравнений механики сплошных сред, применением современных методов исследования структуры и свойств материалов, удовлетворительным соответствием теоретических и экспериментальных данных, подтверждением результатами производственных испытаний и внедрением разработанных технологических процессов.

Личный вклад автора. В работе представлены результаты, полученные автором самостоятельно [3, 13, 48, 51, 54-58, 60-64], а также совместно с аспирантами и сотрудниками Института машиноведения и металлургии ДВО РАН, ГОУ ВПО Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета [1,2, 4-12, 14-47, 49, 50, 52, 53, 59, 65]. Автору принадлежит организа-

ция. проведение и постановка задач исследований, планирование и руководство экспериментами, личное участие в них и анализ полученных данных, оформление печатных работ. Автор также принимал непосредственное участие в опытно-промышленном опробовании и внедрении в производство результатов исследований. _

Автор выражает искреннюю признательность д.т.н. |Г.И. Тимофееву

д.т.н. А.И. Евстигнееву, д.т.н. В .И. Одинокову, д.т.н. В.В. Петрову, к.т.н. С'.Г. Жилину, к.т.н. О.Н. Комарову, к.т.н. С.А. Некрасову за помощь и содействие в выполнении работы.

Апробация работы. Основные результаты диссертации были доложены и обсуждались на научно-техническом семинаре «Повышение качества и эффективности литья по выплавляемым моделям» (Москва, 1986); Всесоюзной конференции «Механика конструкций из композиционных материалов и проблемы динамических испытаний» (Комсомольск-на-Амуре, 1990); Всероссийских научно-технических конференциях "Материалы и технологии XXI века" и "Новые химические технологии: производство и применение" (Пенза, 2001); Международной научно-технической конференции «Современные проблемы металлургического производства» (Волгоград, 2002); Международном симпозиуме «Принципы и процессы создания неорганических материалов» (Хабаровск, 2002, 2006); Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы механики сплошных сред и смежные вопросы технологии машиностроения» (Комсомольск-на-Амуре, 2003, 2005); Всероссийской научно-практической конференции «Литейное производство сегодня и завтра», посвященной 90-летию со дня рождения Б.Б. Гуляева (Санкт-Петербург, 2004); Всероссийской конференции «Фундаментальные и прикладные вопросы механики», посвященной 70-легию со дня рождения акад. Мясникова (Владивосток, 2006); общем собрании Хабаровского научного центра ДВО РАН (Хабаровск, 2002); IV Российской научно-технической конференции «Ресурс и диагностика материалов и конструкций» (Екатеринбург, 2009); Всероссйиской конференции «Успехи механики сплошных сред», приуроченной к 70-летшо акад. В.А. Левина (Владивосток, 2009); III Международной конференции «Деформация и разрушение материалов и наноматсриалов» (Москва, 2009).

Публикации. По теме диссертации опубликованы 65 работ, в том числе 4 монографии и 27 статей в журналах рекомендованных ВАК РФ. Получены 2 авторских свидетельства СССР, 14 патентов РФ и 1 свидетельство о регистрации программ для ЭВМ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, основных выводов, списка литературы (194 наименований) и приложений. Общий объем работы - 266 стр., в том числе 128 рис. и 26 табл., включенных в текст.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во сведении представлены: литературный анализ технологических вариантов изготовления ВМ и КОФ; обоснованность актуальности выбранной темы; цели и задачи исследований, решаемые в диссертационной работе; основные положения, выносимые на защиту.

Гласа I посвящена разработке принципиально нового подхода к технологии изготовления ВМ, образованию пористости в их структуре.

Литературный анализ показал отсутствие научно-обоснованных технологических вариантов комплексного устранения брака моделей в ЛВМ.

Автором предложено изготовление ВМ холодным, т.е. без предварительного нагрева, прессованием пластичных (ПС 50/50) и водорастворимых порошков (NaC'l, карбонат натрия, нитрат аммония и т.д.). Модели в данном случае отличаются отсутствием усадочных деформаций, прогнозируемым распределением физико-механических, технологических и химических свойств, повышенным качеством поверхности и размерно-геометрической точностью, наличием прогнозируемой пористости в структуре прессовки (как открытой, так и изолированной).

В процессе прессования происходит оплавление трущихся частиц воскообразных компонентов по границам их зерен. Таким образом, формируется монолитный каркас пористой структуры из воскообразного ПС 50/50 материала с равномерно распределенными в норах этой структуры частицами водорастворимых компонентов.

Физико-механические свойства таких моделей зависят от их пористости, величины контактной поверхности и характера контакта между частицами. Их физико-механические свойства выше, чем у литых ВМ аналогичного химического состава.

При получении моделей одно- и многопозицнонным формованием изменение плотности и физико-механических свойств различно.

Для исследования технологических характеристик пористых ВМ в работе задействована схема одностороннего прессования.

Процесс получения пористых ВМ заданных размеров и формы складывается из следующих основных операций: расчета навески и дозировки исходных материалов; засыпки порошкового материала в формообразующую полость пресс-формы; формования (прессования); удаления готовой модели из пресс-формы.

На прессуемость порошка МС решающее влияние оказывает размер частиц. Для получения пористых ВМ заданной плотности необходимое давление прессования должно увеличиваться по мере роста фракции порошка МС. Неравномерное распределение свойств в объеме модели приводит к искажению ее формы и размеров, изменению физико-механических, технологических и эксплуатационных свойств.

На конечную плотность пористых ВМ большее влияние имеет насыпная и истинная плотность исходных компонентов смеси, подвергаемой прессованию. Получение более плотных моделей достигается при использовании мелкофракционных смесей с размерами частиц 0,4-0,63 мм. Предпочтительные значения плотности при заданных усилиях прессования достигаются в большей мере при использовании равнофракционных материалов (т.е. таких, в которых размеры водорастворимых частиц и частиц связки из ПС 50/50 равны) с 30-35 % водорастворимого компонента.

Максимальная поверхностная твердость пористых ВМ достигается при использовании в смеси равнофракционных компонентов. Так, максимальная

твердость 96 ед. наблтодаегся в пористых ВМ с 35-40 % растворимого компонента и давлением прессования 1,2-2 Ml fa, прочность', на сжатие 1,6-2,1 МПа, на разрыв 0,5 МПа.

Использование порошка модельной смеси фракции большей, чем размеры частиц водорастворимой добавки, обусловливает целесообразность снижения содержания последней с 40 до 30 % в фракционном интервале модельного состава 0,63-1,6 мм при достижении моделями максимального предела прочности на разрыв.

Чтобы получить пористую ВМ с максимальным сопротивлением разрыву и сжатию, необходимо использовать фракцию полимерного компонента ПС 50/50, равную фракции водорастворимой добавки, содержание которой в пористой ВМ должно быть 20-40 % и усилие прессования > 0,8 МПа. Этим требованиям соответствуют порошковый модельный материал с 20-40 % водорастворимой добавки фракции 0,63 (рис. 1).

Рис. 1. Прочность на сжатие (а) и на разрыв (б) пористых ВМ в зависимости от содержания водорастворимого компонента (ВК) фракции 0,63 мм в полимерной связке ПС 50/50 фракции 0,63 мм и давления прессования р

При исследовании изменения физико-механических характеристик но длине протяженных (200x10x10 мм) образцов пористых ВМ обнаружены следующие закономерности. В центре образцов и в торцовых зонах значения плотности, твердости и прочности выше, чем в зонах, равноудаленных от центра по длине ВМ. Оптимальными технологическими параметрами обладают пористые ВМ с минимальными расхождениями физико-механических свойств по длине, что наблюдается при 30-35 % водорастворимых компонентов. Максимальная прочность на изгиб > 1,2 МПа у пористых ВМ с фракцией воскообразных и водорастворимых компонентов 0,4-0,63 мм.

На рис. 2 показаны зависимости температурного расширения плотных и пористых моделей (без водорастворимого компонента) от времени их выдержки в воде при температуре 70 °С. Пористые ВМ оказывают незначительное силовое воздействие на стенки керамической оболочки на начальной стадии при тепловом расширении. В дальнейшем это воздействие прекращается. Аналогичное явление характерно для пористых ВМ с водорастворимым компонентом, который в контакте с водой растворяется, образуя крупные поры, компенсирующие температурное расширение модельного состава.

ас«, Ml

ВК, %

а

б

Прочность КОФ, полученных по пористым ВМ, до и после прокалки оказалась выше прочности КОФ, полученных по традиционным ВМ.

т. мин

Рис. 2. Зависимость объемного температурного расширения (аУ, %) плотных и пористых ВМ без водорастворимого компонента от времени (т) нагревания в воде до 70 °С: 1 - плотная литая модель; модель пористостью: 4% (2); 8% (3); 15% (4).

Исследованиями установлено, что условие качественного формообразования требует большего содержания в пористых ВМ воскообразных компонентов (т.е. материала связки), чем водорастворимых.

Предпочтительны по физико-механическим и технологическим свойствам пористые ВМ, обладающие минимальной плотностью при максимальных твердости и прочности, полученные при минимально возможных давлениях прессования равнофракционной композиции модельного порошка 0 0,63 мм. Выявлено, что этим требованиям соответствуют пористые ВМ с 20-40 % водорастворимых компонентов, причем уменьшение содержания последних ведет к снижению прочности пористых ВМ, а увеличение - к снижению формуемости, увеличению давлений прессования и появлению "рыхлот" на поверхности пористых ВМ.

В главе II рассмотрены технологические варианты управления пористым строением структуры, реологическими, физико-механическими, теплофизиче-скими и технологическими свойствами КОФ при использовании в качестве порообразователя минерального (пористого порошка вспученного перлита М-75) и полимерного органического (пенополистирола) порошков (МП и ОП соответственно), а также аэрации (барботажного приготовления и обработки этилсиликатных суспензий).

Управление пористым строением структур КОФ из кристаллического кварца на этилсиликатном связующем осуществлялось использованием минерального порошка (МП) фракции до 0,75 мм в качестве огнеупорного наполнителя суспензии с разным процентным содержанием и в качестве обсыпного материала различного фракционного состава. Варианты применения МП позволяют получать структуры слоев КОФ двух видов: с пористостью, рассредоточенной внутри огнеупорного слоя (объемной пористостью) и с пористостью в виде цепочки пор на поверхности сопряжения слоев.

Определены предельно возможные параметры пористости КОФ при использовании МП: для применения в качестве огнеупорного наполнителя суспензии диапазон технологически возможной пористости КОФ составил 22-33 %; в качестве обсыпного - 22-65%.

Исследовали влияние параметров пористости оболочек с МП на их реологические и прочностные свойства, физико-механические и теплофизические характеристики. Рассмотрены принципы управления этими параметрами. Ута-новлено закономерное снижение прочностных свойств КОФ в зависимости от формируемой структуры (рис. 3). Отмечено, что меньшей интенсивностью снижения прочности обладают КОФ с пористостью, расположенной в промежуточных слоях структуры.

оь, МПа:

3

2,5 ] 2

1,5 >--

16

Рис. 3. Зависимость предела прочности непрокаленных КОФ при статистическом изгибе: а - от объемной пористости в структуре: 1 - 4-го слоя; 2 - 3-й и 4-го слоя; 3 - 2-го; 3-го и 4-го слоя; 4 - 2-го слоя; 5 - 3-го слоя; б - 2-го и 3-го слоя; 7 - 2-го и 4-го слоя; б - при обсыпке МП: 1-2, 3, 4 слоен; 2 - 3 и 4 слоев; 3-4 слоя; 4 - 2 и 3 слоев: 5 - 2 и 4 слоев; 6-3 слоя: 7-2 слоя; А - традиционная форма.

Сравнение технологических вариантов порообразования в структуре КОФ использованием МП показало следующее:

• более технологично использование МП в качестве наполнителя этилси-ликатной суспензии, что обеспечивает менее интенсивное надеине прочностных свойств при увеличении пористости;

• керамические оболочки с пористостью, расположенной во 2-м и 3-м огнеупорном слоях, обладают рациональной прочностью и меньшей интенсивностью ее падения при увеличении пористости;

• наименьшая степень разупрочнения прокаленных оболочек при термоударе характерна для форм с пористостью, расположенной во 2-м или 3-м слое, сформированной использованием МП в качестве обсыпочного материала;

• теплофизические свойства пористых КОФ, полученных по разным технологиям использования МП, находятся в полном соответствии со строением их структур. При этом, пористость образованная МП, используемого в качестве наполнителя суспензии (рассредоточенная пористость), обладает более высокими теплоизолирующими свойствами;

• наилучшая трещиностойкость при механическом воздействии, определяемая регистрацией суммарного количества импульсов акустической эмиссии, и прокаленных КОФ с рассредоточенной пористостью внутренних слоев структуры при высокотемпературном импульсном воздействии. В прок&тен-ном состоянии большей трещшюстойкостыо обладают КОФ со структурой в виде цепочки пор промежуточных слоев. При этом, трещиностойкость пористых КОФ в 1,5-2,5 раза выше, чем у традиционных.

Изменение реологических свойств пористых КОФ, а именно, зависимость п-е, определяется понижением модуля Юнга (Е) при увеличении степени пористости. При этом, проявляется псевдопластичность, обусловленная микроразрушениями в структуре КОФ межслойных связей пористых слоев, образуемых заполнением пустот этилсиликатной суспензией порозностей МП при формировании огнеупорного слоя.

Исследованиями установлены удовлетворительные технологические параметры КОФ при формировании пористой структуры МП в промежуточных слоях: гранулометрический состав МП в обсыпке 0,6 мм с образованием степени пористости 32-37 %; содержание в качестве огнеупорного наполнителя в суспензии 1-2 % с образованием степени пористости 25-29 %. Эти параметры гарантируют повышение трещпноетойкости в 1,5-2,5 раза; повышение газопроницаемости в 1,5-2,5 раза; понижение теплопроводности на 10-20 %.

Разные параметры рассмотренных технологических вариантов использования в качестве порообразователя МП позволяют изготовлять КОФ требуемых свойств дтя получения отливок из цветных и черных сплавов при прокаливании и заливке оболочек расплавом, как в опорном наполнителе, так и без пего.

Органический порошок (ОП) использовался как обсыпной материал для образования пористости в структуре оболочек. При этом пористость имеет вид цепочки пор правильной сферической формы на границе слоев, а ее параметрами управляла фракция ОП.

Влияние параметров пористости оболочек при использовании ОП на их технологические свойства исследовали в сравнении с технологией порообразования МП, используемом в том же качестве.

В результате исследований выявлено следующее:

• ОП нельзя применять дчя обсыпки последних огнеупорных слоев форм из-за полного его газифицирования при термообработке. При этом диапазон пористости оболочек формируемой ОП составляет 22-66 %.

• оболочки при использовании ОП обладают низкими (на 40-60 %), по сравнению с ранее рассмотренными вариантами порообразования, прочностными свойствами.

• использование ОП мелкой (до 1,5 мм) фракции для обсыпки преимущественно второго слоя способствует разобщению прилежащих слоев КОФ при газифицировании материала, что предотвращает возникновение критических напряжений, приводящих к разрушению оболочек на последующих этапах технологической обработки и при заливке форм металлом;

• КОФ с пористостью, образованной ОП, показали большую стойкость к растрескиванию при механическом и высокотемпературном воздействиях, чем

при использовании МП (при аналогичной пористости) в однослойном варианте ее исполнения;

• тешгофизическне свойства КОФ такие же, как и при использовании МП для порообразования, т.е. с увеличением степени пористости и ее отдаления от 1-го слоя в структуре теплоизолирующие свойства оболочек увеличиваются.

Таким образом, определены рациональные параметры КОФ при использовании ОП 0 1,5-3 мм в качестве обсыпочного материала для промежуточных слоев при формировании структуры с пористостью 25-35 %, что приводит: к росту трещиностойкости КОФ в 1,5 раза; повышению газопроницаемости в 1,5 раза; понижению теплопроводности на 8-10 %.

Пористые КОФ могут формироваться из суспензий, приготовленных или обработанных барботажем, т.е. продувкой суспензий воздухом.

Барботажная обработка готовых этилснликатных водных растворов должна проходить при расходе воздуха 0,36 м3/ч на 1 л суспензии и дисперсности пузырьков < 3 мм при длительности продувки 20-30 мин. Установленный режим обработки огнеупорных растворов позволяет максимально сократить длительность физико-химических процессов при перемешивании и, как следствие, повысить технологические свойства изготавливаемых оболочек.

Барботажное приготовление, т.е. перемешивание ингредиентов водной суспензии воздухом, осуществляется при расходе 0,8 м7ч на 1 л раствора. Длительность процесса приготовления при этом 30-40 мни.

Барботажная технология позволяет управлять пористым строением оболочковых форм в узком диапазоне ее параметров (20 - 27%). При этом КОФ имеют структуру с объемной мелкодисперсной пористостью слоев.

Сравнительный анализ традиционной и барботажной технологий показал, что при 20 - 27% степени пористости оболочки, изготовленные барботажной технологией, имеют: превосходящую в 1,5 - 2 раза прочность; меньший на 10 % показатель разупрочнения при технологической обработке; удовлетворительную трещиностойкость; повышенную в 1,5-2 раза газопроницаемость; пониженную на 9-10 % теплопроводность.

Барботажная технология изготовления пористых КОФ универсальна и проста в осуществлении, что снимает какие-либо ограничения на ее использование в J1BM в диапазоне формируемых свойств.

В главе III представлены результаты исследований деформационных процессов КОФ из кристаллического кварца на этилснликатной водной суспензии, с учетом влияния разных условий формообразования и последующего выплавления модели из ПС 50/50.

Исследованиями определялся характер деформационных процессов в слоях КОФ при ее сушке и выплавлении моделей.

Характер изменения деформаций в слоях КОФ дает представление о механизме их протекания в оболочке, что позволяет судить о возникающих напряжениях. Напряжения, возникающие в КОФ, инициируют появление трещин и приводят к нарушению ее целостности, а в некоторых случаях - и к разрушению оболочки.

Выявлено, что в процессе сушки огнеупорных слоев происходит накопление деформаций в КОФ (рис. 4).

Рис. 4. Деформации в слоях традиционной КОФ, изготовленной по традиционной ВМ.

5), что привело к их снижению на 10-14 ВМ (рис. 4).

В момент нанесения 2-го слоя в 1-ом слое резко снижаются на 75-78% деформации в результате проникновения в него жидкой составляющей. При нанесении 3-го слоя

традиционной КОФ в результате смачивания суспензией также резко снижаются деформации и составляют в 1-ом слое - 51-53%, во 2-м слое - 62-64%. При таком характере изменения деформаций увеличивается вероятность

зарождения н развития в структуре КОФ трещин.

В результате применения ВМ из ПС 50/50 с 15% пористостью структуры без водорастворимого компонента в слоях КОФ изменяется характер деформаций (рис. 'о, по сравнению с традиционными

т. ч т, мин

Рис. 5. Деформации в 1-м слое КОФ: 1 - традиционная КОФ и традиционная ВМ;

2 - пористая КОФ и традиционная ВМ; 3 - традиционная КОФ и пористая ВМ;

4 - пористая КОФ и пористая ВМ. Изготовление пористых КОФ по традиционным ВМ сопровождалось изменением деформаций в слоях. По сравнению с традиционными, в пористых КОФ с промежуточным пористым слоем и порами 0 1,6 мм деформации снизились на 10% и на 9-13% - с порами 0 0,63 мм.

Максимальны деформации при нанесении 2-го слоя пористой КОФ, т.е. слоя из пористого МП, меньше максимального значения деформаций 2-го слоя традиционной КОФ, что является результатом большего пропитывания гранул МП жидкой составляющей суспензии и ее последующего дозирования в поли-

меризующийся слой огнеупорного покрытия и сокращает деформации в формируемом и последующих слоях.

Таким образом, удовлетворительным является диаметр пор < 0,63 мм по причине менее динамичного изменения деформаций в слоях КОФ при сушке.

Отличительная особенность изменения деформаций в случае применения пористых КОФ, изготовленных по пористым ВМ - более плавное их увеличение в 1-м слое при нанесении 3-го слоя в результате значительного снижения интенсивности сушки. Снижение интенсивности сушки происходит из-за большей влажности оболочки за счет большего, чем при традиционной технологии ее пропитывания пористой ВМ и пористого слоя КОФ жидкой составляющей суспензии.

Анализ результатов исследований показал, что изготовление пористых КОФ по пористым ВМ, позволяет на 14-17 % снизить возникающие в оболочке деформации. Кроме того, менее резкое изменение деформаций в КОФ уменьшает возможность трещинообразования в их структуре.

Одна из главных причин зарождения трещин в КОФ является давление модельного материала на оболочку в результате температурного расширения при его выплавлении (см. рис. 2). Применение пористых ВМ позволит предотвратить распирающее воздействие расплава модельной массы на стенки оболочки на этапе их удаления, а также обеспечить направленное выплавление моделей из КОФ.

На рис. 5 представлены деформации, возникающие в 1-м слое трехслойной КОФ при ее сушке и выплавлении модели. Из графика видно, что при погружении традиционной КОФ, изготовлешюй по традиционным ВМ, в горячую воду происходит резкое снижение напряжений, накопленных на стадии формирования оболочки. Затем, в результате температурного расширения модели, и, как следствие, распирающего воздействия на стенки оболочки, в ней резко увеличиваются деформации, которые затем снижаются, по мере расплавления модельного материала.

Одновременно с силовым воздействием модельного материала на стенки оболочки в ней возникают деформации в результате температурного расширения самой оболочки.

Также происходит более плавное возрастание деформаций во 2-м и 3-м слоях КОФ из-за меньшей, чем у традиционной теплопроводности пористой оболочки. Так, расплавление модели начинается при использовании традиционной КОФ на 2-й мин, а при использовании пористой КОФ на 2,5-й мин выплавления. Из рис. 5 видно, что, если скачкообразное изменение деформаций при сушке КОФ имеет длительный характер, то на стадии выплавления традиционной КОФ скачок деформаций происходит за меньший промежуток времени. При таком характере изменения деформаций в КОФ на стадии выплавления ВМ увеличивается возможность трещинообразования в структуре оболочки. При выплавлении традиционной ВМ из традиционной КОФ, возникающие при этом, в некоторых случаях, максимальные деформации достигают критических значений, при которых КОФ разрушается.

Установлено, что предпочтительно изготовление пористой КОФ по пористой ВМ, поскольку изменение деформаций в ней имеет более сглаженный

характер и значительно ниже, чем в традиционной КОФ, изготовленной по традиционной ВМ.

Анализ данных изменения деформаций в 1-м слое КОФ, изготовленной по пористой ВМ, и 1-м слое пористой КОФ, изготовленной по пористой ВМ, позволяет утверждать, что в данном случае в оболочке возникают деформации только в результате ее температурного расширения.

Глава IV посвящена экспериментальным исследованиям влияния конструктивных параметров КОФ, а именно, конструкции зумпфа-стояка литнико-во-иитающей системы на гидродинамическое давление заливаемого расплава во взаимосвязи с трещиностойкостью КОФ при высокотемпературном, импульсном и механическом воздействиях.

Одна из опасных технологических операций с точки зрения трещинооб-разования и разрушения КОФ, процесс ее заливки, который сопровождается термо- и гидродинамическим воздействием струи металла. На заливку КОФ поступает с накопленными на предшествующих этапах обработки напряжениями и дефектами. При 'заливке КОФ важными факторами являются высота

заливки, диаметр струи расплава и конструктивное исполнение зумпфа, р.

кПа 110

80

40

0

-40

Р>

кПа 120 80 40 0

-40

)

5 .. - ^ AjVz/M^iX'ftA,

I

О 0,5 1 ; 5 2 2.

Г, С

а

1

1

1 1,5 2 2,5 3

Т, С

б

Рис. б. Изменение гидромеханического давления при заливке КОФ с полусферическим зумпфом (а) и зумпфом в виде половины тора (б).

Изменением конструкции зумпфа КОФ можно значительно снизить максимальное гидродинамическое давление струи расплава. Исследования проводились со стояками КОФ разных конструкций зумпфа: цилиндрической, конусной, полусферической и в виде половины тора.

Установлено, что при заливке в результате гидродинамического удара струи моделирующей жидкости о зумпф КОФ при заливке резко увеличивается гидродинамическое давление, значительно превышающее гидростатическое давление после заливки блока (рис. 6,а): КОФ с цилиндрическим зумпфом - на 69,1 %; с кошгческим - на 64 %; с полусферическим - на 56,7 %. Во время заливки КОФ наблюдается повтор гидродинамического удара, как следствие отражения струи от поверхности зумпфа и ее падения.

Такой характер изменения гидродинамического давления во время заливки КОФ расплавом вместе с термодинамическим воздействием может привести к зарождению и развитию трещин в ее структуре или разрушению оболочки.

Выявлено, что из известных конструкций зумпфов КОФ, при использовании которых форма подвергается наименьшему гидродинамическому удару струи металла (на 17-19 % меньше по сравнению с КОФ с цилиндрическим зумпфом) является полусферический зумпф (рис. 6, а).

Для снижения гидроудара в момент заливки КОФ была разработана конструкция зумпфа в виде половины тора, обеспечивающая плавное возрастание гидродинамического воздействия (рис. 7, б) в результате рассечения струи заливаемого расплава. При этом гидродинамическое давление на 20,9 % превышает гидростатическое давление расплава после его заливки в форму. Снижение максимального значеши гидродинамического удара при заливке расплава приводит к снижению вероятности образования трещин и сколов керамики. Применение зумпфа в виде половины тора позволило снизить гидродинамическое давление в КОФ при ее заливке на 62-64 % по сравнению с полусферическим зумпфом, и на 69-72 %, по сравнению с цилиндрическим.

Определены зависимости максимального гидродинамического давления струи моделирующей жидкости от ее диаметра и высоты заливки КОФ, которые описывается следующими уравнениям!, для КОФ::

-с цилиндрическим зумпфом

р = - 947117,5 • к • Н + 337253,6 • к • Н0'5 + 750485,4 • Н • к0'5;

-с коническим зумпфом

р - - 969018,6 • к • Н + 332439,9 • к • Н0 3 + 751416,8 • Я • к0,5;

- с полусферическим зумпфом

р = - 954118,2 • к • Н + 286187,3 • к • Н°"5 + 748913,8 ■ Н • к0'5;

- с зумпфом в виде половины тора

р = 343779,2 • к • Н + 84683,5 • к • Н0'5 + 282106,4 • Н • к°%

где к = 1)с / Г)ст, (13с - диаметр струи; Г)ст - диаметр стояка); Н - высота падения струи, м.

Экспериментально определено максимальное гидродинамическое давление возникающее в КОФ при ее заливке свинцом. Так, при заливке КОФ

(Dc/Dcr = 0,575 м; H = 0,27 м) с полусферическим зумпфом р = 1,03 МПа, с зумпфом в виде половины тора р = 0,338 МПа.

Полученные результаты позволили определить коэффициент подобия для использования представленных уравнений при определении реальных значений гидродинамического давления разных сплавов. Таким образом, максимальное гидродинамическое давление расплава стали Ст45Л при Н = i м составляет для полусферического зумпфа > 3,5 МПа, для зумпфа в виде половины тора- 1,05 МПа.

В настоящее время в производстве отливок ЛВМ широко применяют пя-тнслойные КОФ, из кристаллического кварца на этилсиликатной связке с прочностью иа изгиб ст„ < 3 МПа. Такая прочность КОФ с полусферическим зумпфом достаточна, чтобы выдержать гидростатическое давление расплава без опорного наполнителя.

Таким образом, возникающее при заливке металлом КОФ с цилиндрическим зумпфом максимальное гидродинамическое давление превышает прочность оболочки (сгп = 3 МПа). При таком воздействии на КОФ при ее заливке расплавом без опорного наполнителя (совместно с температурными и наследственными напряжениями) значительно возрастает вероятность ее разрушения.

В случае применения КОФ с зумпфом в виде половины тора максимальное гидродинамическое давление струи металла не превышает прочности оболочки. Разработанная конструкция зумпфа позволяет значительно снизить гидродинамическое воздействие струи расплава на КОФ при заливке и, как следствие, вероятность ее разрушения.

Механическое воздействие струи расплава на оболочковую форму, релаксация напряжений возникающих вследствие удара, исследовалось измерением суммарного количества импульсов акустической эмиссии, возникающих в КОФ при высокотемпературном импульсном и механическом воздействиях. Установлено, что пористые КОФ менее подвержены разрушеншо при ударном воздействии струи расплава. Так. наибольшей стойкостью к растрескиванию обладают КОФ с 32-37% пористостью и размером пор 0,6 - 0,8 мм во 2-м или 3-м огнеупорных слоях. Высокотемпературное импульсное воздействие, моделирующее тепловое воздействие струи расплава, показало аналогичную закономерность распределения результатов экспериментов.

Таким образом, КОФ из кристаллического кварца па этилсиликатной основе с пористой структурой обладают большей трещииостойкостью при механическом, высокотемпературном импульсном воздействиях и, в большинстве случаев, превышают трещиностойкость традиционных форм в 1,5 - 2,5 раза. Это дает основание считать, в совокупности с приведенными исследованиями, что пористые КОФ могут быть использованы ддя заливки расплавом стали без опорного наполнителя.

В главе V приводятся теоретические исследования и расчеты НДС КОФ при затвердевании отливок.

Для эффективной реализации этой технологии необходимо выбрать оптимальную структуру многослойной пористой формы, то есть определить, какие нз слоев будут нанесены по традиционной технологии, а какие - с порообра-

зующими добавками. Также необходимо определить оптимальную степень пористости последних.

В работе строится математическая модель процесса затвердевания металла в пятислойной КОФ для различных типов её структур.

Форма, состоящая из сферической и цилиндрической частей, засыпается опорпым наполнителем (кварцевый песок) и нагревается до определенной температуры. В процессе затвердевания жидкого метатла мы имеем трехком-поненгную систему: жидкий металл, закристаллизовавшийся металл, многослойная КОФ с включением пористых слоев. Пористые слои моделируются заданием измененных, по сравнению с плотной керамикой, теплофнзических и механических свойств, в зависимости от степени пористости Л . Принимались следующие зависимости: коэффициент линейного расширения = а(1],в);

теплопроводность ; модуль сдвига G„=G(iьв) ; коэффициент

объемного сжатия

По экспериментальным данным, построена функциональная зависимость между степенью пористости Л керамики и толщиной h наносимого слоя:

hn = 2.5324■ г}1 -1.09 • г/ +1.0822 (мм).

Толщина слоя условно плотной керамики получается из этой формулы при степени пористости Л = 0-2, что объясняется наличием капиллярной пористости просушенной керамической формы. Таким образом, толщина слоя условно плотной керамики 1 мм, а общая толщина пятислойной формы, изготовленной по традиционной технологии, 5 мм. Толщина пористых слоев выше н составляет: для слоя пористостью 50% - 1,2 мм, для слоя пористостью 70% -1,6 мм, для слоя пористостью 90% - 2,1 мм.

Используя теорию малых упругих деформаций, уравнение теплопроводности и Эйлерову систему координат, запишем для каждой из областей (рис. 7) систему уравнений. Область I (жидкий металл):

G\\~aii=(Jn=a = P'

где р - гидростатическое давление столба жидкого металла, а\ - коэффициент

температуропроводности жидкого металла, V2 - оператор Лапласа.

Области Г1, III, IV (закристаллизовавшийся металл, плотная керамика формы, пористая керамика формы): <rVJ = 0, (i, j = 1,2,3);

еи=Зк,-о + За,'(в-е0); ev=^(uu+u„); (2)

в = агУ2в\

здесь индекс / — 2,3,4 _ номер области ( / = 2 - закристаллизовавшийся металл, / — 3 - плотная керамика формы, / — 4 - пористая керамика фор-

мы).

Рис. 7. Расчетная схема стояка КОФ в опорном нашлншеле:: I - жидкий металл, II - корочка затвердевшего металла, III - условно плотная керамический слой формы, IV - пористый керамический слой формы

В уравнениях (1) - (2) ®у - компоненты тензора напряжений, С — гидростатическое напряжение, коэффициенты: а[ -температуропроводности, - объемного сжатия, а/ - линейного расширения; $ц - символ Кронеке-

в, _

ра, - модули сдвига, °г>'

& а —1,-1

компоненты тензора деформаций, 9 - текущая

температура формы или закристаллизовавшегося металла, 0о - начальная температура формы или закристаллизовавшегося металла, м, - проекции перемещений по координатным осям ; в формулах (2) имеет место суммирование по повторяющимся индексам; "г,у .

Если в процессе охлаждения жидкого металла его температура на границе с формой опустилась до температуры кристаллизации е*, определяется толщина затвердевшего слоя из решения уравнения межфазового перехода

¿е, , . ¿/А

• --:— к-, = — • • р ^

с1п

— ■Х2 = — ь • р

с!п с1т

где и 02 - температура, соответственно, твердой и жидкой фаз, и ~/'-2 -коэффициенты теплопроводности в соответствующих фазах, Д - толщина корочки, Ь - скрытая теплота плавления, Р - плотность металла, П - нормаль к границе раздела двух фаз.

Время процесса кристаллизации разбивается на малые шаги Ах» (М -номер временного шага). На каждом временном шаге вычисляется прирост толщины твердой (¡¡азы Д„ в предположении, что температура твердой фазы по толщине изменяется по линейному закону и градиент температуры в жидкой фазе равен нулю. С учетом этого, решение уравнения (3) дает следующую зависимость для определения прироста по толщине закристаллизовавшейся корочки на временном шаге ,,

2-(А9,)-л1

А"=У р-1 -Дт"> <4>

где А61 _ перепад температур в твердой фазе вблизи фронта кристаллик

зации. Общая толщина корочки вычисляется как сумма ^ , к - число

п=\

шагов по времени.

Начальные условия задачи:

^|г=0 = ^ - отсутствие твердой фазы металла;

1 г=0 = 9т - начальная температура жидкого металла;

^ш,1у\т_0 - - начальная температура формы. Граничные условия задачи (см. рис. 7):

=°' = ~Ч> ■ (/'Л, ) • СОБ ),

<=0< = °> Ыь =0' (5)

где - тепловой поток через поверхность , - поверхность за-

стывшего металла, соприкасающаяся с жидким металлом (на первых шагах по времени, когда твердая фаза еще отсутствует, поверхность совпадает с внутренней поверхностью формы), V - параметр, характеризующий условия

трения между формой и песком, - скорость скольжения материала формы относительно песка ~~ ^ ^^, Ах - временной шаг), ^п - норми-

ругощая скорость. В (5) принято граничное условие, согласно которому тепловой поток Я„ Is, = 0, температура внешней грани формы 0 постоянна и равна начальной температуре прогрева формы. Это предположение справедливо, учитывая наличие опорного наполнителя, который препятствует чрезмерно интенсивному охлаждению поверхности формы воздухом.

Для решения системы уравнений (1)-(2), при наличии начальных и граничных условий (5), и для решения уравнения теплопроводности использовались численные методы, разработанные В.И. Одшюковым. В расчете использовались теплофизические и механические параметры Ст45Л при 1550 °С и формы из кристаллического кварца, прокаленной до 900 °С.

Геометрические параметры формы: высота цилиндрической части формы Н — 485 мм, внутренний радиус шаровой части формы R =15 мм. Толщина формы hv = 5Ц, в зависимости от количества, пористости и расположения пористых слоев.

Реализация алгоритмов численного моделирования напряженного состояния многослойной керамической оболочковой формы проведена в среде Compaq Visual Fortran 6.0.

Расчеты с использованием разработанной программы показывают, что в процессе застывания металла во внутренних слоях формы возникают большие сжимающие напряжения с22 и <">;,з (принятую систему координат см. на рис. 7), не выходящие, однако, за пределы прочности формы условно плотной керамики. Эти напряжения стабилизируются в первые мгновения процесса и мало изменяются до полного застывания металла. Во внешних же слоях формы

возникают растягивающие напряжения <") 22 и , которые практически монотонно нарастают до определенной длительности процесса с последующим падением, а для традиционной формы быстро достигают критических значений, после чего происходит растрескивание материала формы (предел прочности формы на растяжение 2,5-3,0 МПа). Напряжения 1 все время процесса для всех рассмотренных пористых структур остаются несущественно малыми

по сравнению с С22 и азз , которые практически совпадают. Максимальные о 22 возникшие на оси симметрии во внешнем слое сегмента ABCD формы, для каждого временного шага представлены в таблице.

Расчеты также показывают, что до определенного времени напряжения в ЬСОФ возрастают с последующим падением, что свидетельствует об образовании твердой корочки, которая воспршншает гидростатическую нагрузку и КОФ утрачивает свое функциональное назначение, т.е. если даже произойдет ее растрескивание, металл не выльется из формы.

Таким образом, математическим моделированием пока зано, что причина растрескивания керамических форм в процессе затвердевания металла - растягивающие напряжения во внешних слоях формы. Исходя из этого проводилась оценка трещииостойкости рассматриваемых вариантов структур пористых форм. Моделировались пористые слои со степенью пористости от 0,5 до 0,9. Согласно рассчитанным напряжениям, представленным в таблице, установле-

ны следующие рекомендации для подбора рационалдьных структур пористых КОФ:

• использование порообразующих материалов, обеспечивающих степень пористости слоя ниже 0,5 нецелесообразно;

• при использовании порообразующих материалов, обеспечивающих степень пористости слоя от 0,5 до 0,7 (пористость КОФ 33-42 %) целесообразен вариант со 2-м и 3-м пористыми слоями; создание слоев с такой степенью пористости снижает возникающие напряжения до 2 раз, по сравнению с традиционной формой;

• при использовании порообразующих материалов, обеспечивающих степень пористости слоя от 0,7 рекомендуется введение их во 2-й и 3-й слои формы или создание высокопористого (со степенью пористости 0.9) 2-го слоя формы (пористость КОФ 35,6 %).При использовании таких типов структур достигается эффект снижения напряжений в несколько раз, до значений, не превышающих предел прочности формы. Для первого из них (пятислойная форма, пористые слон 2 и 3) при пористости 70% толщина формы составляет около 6,2 мм, общая толщина пористой керамики 3,2 мм, расстояние от пористых слоев до внутренней поверхности формы 1мм, до внешней 2 мм. Для второго (пятислойная форма, пористый слой 2) при пористости 90% толщина формы 6,1 мм, общая толщина пористой керамики 2,1 мм, расстояние от пористого слоя до внутренней поверхности формы 1мм, до внешней 3 мм.

Таблица.

Пористости слоя, Ц Пористость КОФ, % М> ПС Напряжения СГ 22 (МПа) на внешней грани формы для времени процесса г, с

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25

0,5 27,6 2 1.58 2,80 3.62 3,87 3,87 3.69 3,32 2.73 2,07 2.36 1.96 1,38 0.75

27.6 3 1.63 2,69 3.48 3,84 3,91 3.67 3,32 2.83 2,31 2.77 2.49 2,00 1.45

27.6 4 2.54 3,10 3,39 3,33 3.11 2.94 2,59 2.26 2,08 2.72 2.56 2,18 1.71

33.2 2.3 1.13 1.66 2.28 2.68 2,99 3.17 3,18 2,94 2,67 2.83 2.53 2.10 1,63

33,2 3.4 1,69 2.36 2,63 2.63 2.60 2,50 2.42 2.16 1,97 2,49 2.34 2.02 1,64

33,2 2,4 1,64 2.55 2,83 2.61 2,56 2.50 2.38 2.00 1.61 2,06 1,80 1.40 0.95

38,8 2.3.4 1.31 1.74 2.12 2.17 2.19 2.16 2.06 1.75 1,47 1.69 1,43 1.05 0,68

0,7 31.6 2 0.93 1,62 2,40 3,06 3.4!) 3.69 3,77 3.64 3,37 3.36 3.07 2,70 2.33

31.6 3 1.33 1,90 2.39 2,83 3,22 3.56 3,71 3.73 3,70 4,06 3.97 3,78 3.53

31,6 4 2.55 2.77 г.вэ 2,84 2,95 2.94 3,14 3.17 3,09 3.61 3,65 3.60 3.56

41,2 2,3 0,54 0.97 1,10 1.26 1.36 1,51 1.65 1.76 1,78 1,94 1.94 1.89 1,86

41,2 3.4 1,52 1.91 1,95 1.87 1,87 1,95 1,97 1,99 2,07 2,35 2,37 2.42 2,32

41.2 2.4 0,91 1.37 1,90 2.37 2.55 2,49 2.19 1,81 1.47 1,61 1,42 1.22 1,13

50.8 2.3.4 1.00 1.15 1,27 1.37 1,32 1.31 1.28 1,20 1.03 1,03 0,90 0.68 0.52

0.9 35.6 2 0.67 0,77 0.91 1.11 1.36 1.63 1,90 2.16 2,38 2.38 1.87 1,08 0.42

35.6 3 1.22 1,46 1,58 1.71 1,94 2.19 2,44 2.66 2,96 3.15 3.33 2,86 1.98

35.6 4 2.59 2,58 2.59 2.60 2,70 3.06 3,40 3.52 3,47 3.23 3 02 3,17 2.55

49,2 2, 3 0.8! 0.86 0,89 0,91 0,93 0,94 0.95 0.97 0.95 0.94 0.91) 0.82 0.70

49.2 3,4 1,60 1.91 1,92 1.88 1.93 2,05 2.09 2,18 ■у -- 2.44 3.67 2.47 2,18

49.2 2.4 0,78 0.88 1,02 1.21 1.45 1,69 1.93 2,13 2.29 2,33 2,17 2.02 1,88

52.8 2.3.4 1.02 1.10 1,14 1,17 1.20 1.20 1.19 1,17 1.11 1,01 0.89 0.65 0,40

ТФ 22 - 2.46 3,80 4.46 4,32 3.83 3.19 2,40 1.60 0,89 0.69 0.42 0.37 0.22

Примечание: ПС - пористый слой, ТФ - традиционная форма (изготовленная по традиционной технологии)

Это рациональные варианты и они могут предотвратить брак по растрескиванию форм, в том числе и при заливке без опорного наполнителя.

В данном случае механизм НДС пористых КОФ представляется следующим. При достижении в пористом слое предельно допустимых напряжений в

нем образуется трещина разобщающая контактирующие слои. Разобщение слоев происходит по фронту пор структуры КОФ так, что образуется оболочка в оболочке без нарушения целостности формы. Вследствие действия такого механизма релаксации напряжений в структуре формы, последние приобретают значения, существенно ниже допустимых, что предотвращает растрескивание КОФ и ее разрушение.

Глава VI посвящена сравнительному анализу размерно-геометрической точности пористых ВМ и отливок, полученных традиционным и разработанными методами, рассматриваются возможности реализации технологии изготовления пористых ВМ в условиях производства и стойкость к растрескиванию пористых КОФ на технологических стадиях и при заливке расплавом, как в опорном наполнителе, гак и без него.

Установлено, что пористые ВМ, полученные холодным прессованием модельного материала, отличаются от традиционных отсугствием внешних усадочных дефектов, меньшими радиусами скруглений внешних и внутренних углов, образованных взаимно-перпендикулярными поверхностями модели. Радиус скругления взаимно-перпендикулярных поверхностей пористых ВМ 0,8 мм, что на 0,6 мм меньше, чем у традиционных ВМ.

Экспериментально установлено, что размерно-геометрическая точность пористых ВМ с 30-40 % водорастворимых компонентов соответствует 6-8-му квалитету, что выше, чем у традиционных ВМ, точность которых соответствовала 10-12-ому квалитету. Сравнительным анализом определено, что отливки, полученные по экспериментальным пористым ВМ, соответствуют 6-8-ому квалитету, что на 2 - 4 квалитета выше, чем у традиционных отливок.

Исследование технологии изготовления КОФ с промежуточным пористым слоем показало их высокую стойкость к растрескиванию на всех этапах технологической обработки.

Анализ макроструктуры КОФ в местах излома выявил, что после прокаливания в опорном наполнителе, как традиционных КОФ, так и КОФ с экспериментальным зумпфом, происходит отслаивание внутреннего слоя керамики; после прокаливания и заливки пористых КОФ без опорного наполнителя такой эффект не наблюдается, образующиеся трещины локализуются в порах промежуточного слоя, что предотвращает разрушение КОФ.

Исследования показали, что стойкость КОФ при заливке металлом с экспериментальным зумпфом без опорного наполнителя составляет 32-40 % и, в отличие от традиционных КОФ, оболочки не разрушаются при попадании первой порции металла, а заливаются до верхнего яруса отливок и после образования трещины в нижней части зумпфа металл выходит из формы.

Исследованиям! установлено, что КОФ с пористостью промежуточного слоя 32-37 % обладают высокой трещиностойкостью при заливке без опорного наполнителя. Стойкость форм при заливке металлом составила 88-94 %. При этом были случаи прорыва металлом зумпфа КОФ.

Установлено, что наибольшей (94-100 %) стойкостью к заливке металлом без опорного наполнителя обладают шестиелойные керамические оболочки с пористым 3-м слоем и зумпфом в виде половины тора.

Технология изготовления пористых КОФ внедрена на ППО МЗ им. С.й. Кадышева (г. Павлово-на-Оке) и заводе «Аскольд» (г. Арсеньев) с реальным экономическим эффектом.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Разработанная технология изготовления пористых ВМ холодным прессованием модельного материала из воскообразного состава ПС 50/50 с 20-40 % водорастворимых компонентов (хлорид натрия, карбонат натрия, нитрат аммония и т.д.) позволяет предотвратить брак при изготовлении, повысить их размерно-геометрическую точность и точность отливок на 2-4 квалитета.

2. Установлено, что физико-механические свойства пористых ВМ обусловливаются давлением прессования, содержанием, а также фракцией воскообразных компонентов и водорастворимой добавки. Оптимальными свойствами обладают пористые ВМ с 30-40 % водорастворимого порошка фракции 0,40,63 мм с материалом связки фракции 0,63-1,0 мм, полученные прессованием при давлении 0,8-1,6 МПа. Физико-механические свойства пористых ВМ при соблюдении установленных рекомендаций принимают значения: твердость -55-96 ед; прочность: на сжатие - 1,4-2,8 МПа; на разрыв - 0,3-0,42 МПа; на изгиб - 5-5,75 МПа.

3. Введением пористого МП в этилеиликатную суспензию, обсыпкой МП и ОП формируемых огнеупорных слоев, продувкой этилсиликатных суспензий воздухом разработаны приемы образования и управления пористостью структуры КОФ в диапазонах, соответственно: 22-33; 22-65; 22-66; 20-27%.

4. Выявлен характер возникновения деформации в последовательно формируемых слоях КОФ. Определено, что в момент нанесения 2-го слоя КОФ, в

1-м - резко снижаются деформации (на 75-78 %) с последующим их восстановлением и даже превышением при высыхании слоев. При нанесении 3-го слоя КОФ происходит резкое снижение деформаций: в 1-м слое на 51-53%, во

2-м - на 62-64%. Такой циклический характер уменьшения и нарастания деформаций огнеупорных слоев при изготовлении КОФ провоцирует появление трещин или приводит к разрушению формы.

5. Исследованиями определен характер появления деформации в структуре изготавливаемых КОФ с промежуточными (2-ми) пористыми слоями. Циклический характер изменения деформаций в структурах при сушке пористых КОФ снижается на 9-13 % (по максимальному значению) при использовании пористого МП фракции 0,63 мм в обсыпке промежуточного слоя. Увеличение фракции МП приводит к увеличению деформаций растяжения.

6. Использованием пористых ВМ достигается снижение максимальных деформаций в КОФ на 10-14 % при их послойном изготовлении. Наиболее плавное изменение деформаций характерно для пористых КОФ при их изготовлении обсыпкой огнеупорных слоев МП, максимальные значения которых уменьшаются на 14-17 %. Пористые ВМ и пористый МП пропитываются жидкой составляющей этилсиликатных суспензий при нанесении огнеупорных слоев КОФ, что обеспечивает снижение деформации в формируемых слоях.

7. Экспериментально определено, что на стадии выплавления ВМ при погружении КОФ в горячую воду деформации, образованные при сушке в струк-

туре КОФ, снижаются на 30-34 %. Дальнейшее резкое увеличение деформаций в КОФ происходит из-за температурного расширения ВМ и ее воздействия на оболочку, разрушению КОФ.

8. Изготовлением пористой КОФ обсыпкой промежуточного слоя МП фракции 0,63 мм достигнуто снижение деформаций на 12-15 % от силового воздействия модельного материала на оболочку при выплавлении модели. Оболочка с пористым слоем в структуре имеет большую проницаемость, что обеспечивает лучшую фильтрацию расплава модельного материала и снижение деформаций в КОФ.

9. Выплавлением пористой ВМ из КОФ установлено незначительное силовое воздействие расплава модельного материала на стенки оболочки, или его полное отсутствие. Расплав модельного материала под действием капиллярных сил пропитывает структуру пористой ВМ, устраняя силовое воздействие на КОФ. Появление незначительных деформаций в структуре КОФ объясняется тепловым расширением модели до ее оплавления и собственным температурным расширением материала оболочки.

10. На основании уравнений механики сплошных сред при использовании численного метода построена математическая модель НДС многослойной КОФ, позволяющая рассчитывать напряжения в структурах с разным расположением пористых слоев и параметрами пористости при температурном и гидростатическом давлении затвердевающего металла до образования твердой корочки толщиной, достаточной для восприятия металлостатической нагрузки. Выявлен характер распределения напряжений в структурах пористых КОФ, наиболее вероятные участки релаксации напряжений и разрушения оболочек. Максимальные напряжения возникают в плотных слоях, минимальные - в пористых. Релаксация напряжений происходит на границе сопряжения плотных и пористых слоев оболочки. На основании расчетных данных наиболее рациональной представляется структура КОФ с пористостью 35,6 % расположенной во 2-м слое с пористостью слоя 90 %.

11. Теоретическими расчетами и экспериментальными исследованиями установлены оптимальные параметры структур пористых КОФ, а именно: пористость 32 - 37 %, расположенная во 2-м или 3-м огнеупорных слоях в виде цепочки пор 0 0,6-1,0 мм. Такие КОФ обладают удовлетворительными физико-механическими свойствами, что позволяет получать отливки высокой размерной и геометрической точности заливкой форм без опорного наполнителя.

12. Установлено, что на брак КОФ по трещинам при их заливке, как в опорном наполнителе, так и без него, значительное влияние оказывает динамическое воздействие струи жидкого металла на оболочку. Выявлен характер изменения г идродинамическою давления при заливке КОФ с различной конструкцией литниково-питающей системы. Экспериментально установлено влияние диаметра струи моделирующей жидкости при фиксированном объеме формы и высоты заливки КОФ на гидродинамическое воздействие струи жидкого металла. Разработана новая конструкция литниково-питающей системы с зумпфом в виде половины тора, позволяющая значительно снизить гидродинамическое воздействие струи жидкого металла при заливке КОФ.

13. Промышленными испытаниями н внедрением технологических приемов изготовления пористых ВМ и КОФ было достигнуто: значительное снижение брака ВМ и КОФ; повышение размерной и геометрической точности отливок; реализована заливка КОФ из кристаллического кварца без опорного наполнителя, что обеспечило сокращение себестоимости отливок и производственного цикла. Полученный реальный экономический эффект за счет снижения потерь оболочек и повышения качества литья составил 18074 руб. в год в ценах 1988 г.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО МАТЕРИАЛАМ ДИССЕРТАЦИИ

1. Тимофеев Г.И. Барботажная технология и установки приготовления связующих и суспензий для литья по выплавляемым моделям / Г.И. Тимофеев,

A.И. Евстигнеев, И.Г. Сапченко. - Владивосток: Дальнаука, 1989. - 112 с.

2. Тимофеев Г.И. Совершенствование технологических процессов формообразования керамических форм /' Тимофее» Г.И., Евстигнеев А.И., Сапченко И.Г. и др. Хабаровск: НТО «Машпром», 1990. - 48 с.

3. Сапченко И.Г. Структура и свойства пористых оболочковых форм в литье по выплавляемым моделям. Владивосток: Дальнаука. 2003. - 162 с.

4. Сапченко И.Г. Напряженно-деформированное состояние оболочковых форм в литье по выплавляемым моделям / Сапченко II.Г., Некрасов С.А., Жилин С.Г., Штерн М.В. Комсомольск-на-Амуре: ИМиМ ДВО РАН. 2005. - 156 е.

5. Евстигнеев А.И. Выплавление моделей ш оболочковых форм. Теория. Эксперимент. Практика: Монография / А.И. Евстшпеев, В.В. Петров, И.Г. Сапченко. - Комсомольск-на-Амуре: ИМиМ ДВО РАН. 2010. - 84 с.

6. Евстигнеев А.И., Васин В.В., Куренков В.В., Черномас В.В., Сапченко И.Г., Суриц Г.И., Шабович В.М. Отработка и опыт освоения барботажной технологии приготовления этилсиликатных суспензии /V Авиационная промышленность. - 1990. - № 6. - С. 60-61.

7. Евстигнеев А.И., Сапченко И.Г., Тышкевич В.Н., Васин В.В. Влияние пористости на прочность оболочковых форм по выплавляемым моделям /7 Известия ВУЗов. Черная металлургия. - 1991. - № 8. - С. 51 -53.

8. Евстигнеев A.II., Тышкевич В.Н., Сапченко И.Г., Васин В.В., Куренков

B.И. Определение механических характеристик оболочковых форм с учетом их слоистости // Известия ВУЗов. Черная металлургия. - 1991. - № 2. - С. 6467.

9. Евстигнеев А.И., Петров В.В., Васин В.В., Куренков В.И., Сапченко И.Г., Черномас В.В. Иерархия структур и качество оболочковых форм по выплавляемым моделям // Известия ВУЗов. Черная металлургия. - 1992. -№ 2. -

C. 59-62.

10. Евстигнеев А.И., Сапченко И.Г., Тышкевич В.Н., Тимофеев Г.И. Определение механических характеристик слоистых оболочковых форм // Литейное производство. - 1992. - № 8. - С. 25.

11. Евстигнеев А.И., Дмитриевский И.П., Сапченко И.Г., Тимофеев Г.И. Исследование закономерностей процесса выплавления моделей из оболочковых форм//Литейное производство. - 1994. - Ni 3. - С. 17-18.

12. Тимофеев Г.И., Сапченко И.Г., Евстигнеев A.II. Применение органического порообразующего материала при изготовлении оболочковых форм по выплавляемым моделям /У Литейное производство. - 1996. - № 3. - С. 48-50.

13. Санченко И.Г. Пористые оболочковые формы /7 Литейное производство. - 1996. -№ 8. - С. 24-26.

14. Санченко И.Г., Евстигнеев А.И.. Верхотуров А.Д. Структура и свойства отливок, получаемых в литье по выплавляемым моделям // Литейное производство. - 1998.' - № 9. - С. 22-23.

15. Сапченко И.Г., Евстигнеев А.И. Технологические особенности управления процессом удаления моделей из оболочковых форм в ЛВМ // Литейное производство. - 1999. - № 12. - С. 26-27.

16. Сапчеико И.Г'., Евстигнеев А.И., Костина Т.В. Особенности выплавления моделей из оболочковых форм различных конструкций// Литейное производство. - 1999. - № 6. - С. 25-26.

17. Санченко И.Г., Евстигнеев А.И., Костина Т.В. Влияние теплопроводности оболочковых форм на удаление выплавляемых моделей // Литейное производство. - 2000. - № 3. - С. 40-41.

18. Сапченко И.Г. Евстигнеев А.И., Петров В.В., Технологические особенности формирования структур и свойств оболочковых форм в литье по выплавляемым моделям//Материаловедение.- 2000. -X« 11.-С. 51-53.

19. Сапченко И.Г., Жилин С.Г., Евстигнеев А.И. Исследование процесса удаления моделей из оболочковых форм // Литейное производство. - 2002. - № 7. - С.21-22.

20. Сапченко И.Г., Евстигнеев А.И., Салнна М.В. Влияние технологических параметров па качество форм, изготавливаемых по выплавляемым моделям // Литейное производство. - 2002. - № 4. - С. 19-20.

21. Евстишеев А.И., Петров В В.. Аласкаров H.H., Сапченко И.Г., Курен-ков В.И. Влияние структуры на свойства оболочковых форм для литья по выплавляемым моделям // Известия ВУЗов. Черная металлургия. - 2001. -№ 12. - С. 22-24.

22. Евстигнеев А.И., Сапченко И.Г., Некрасов С.А. Динамические процессы при заливке оболочковых форм в литье по выплавляемым моделям // Литейное производство. - 2002. 9. - С. 23-25.

23. Сапченко И.Г., Жилин С.Г. Влияние пористости удаляемых моделей на их свойства, качество оболочковых форм и отливок в литье по выплавляемым моделям // Литейное производство. - 2003. - № 4. - С. 24-27.

24. Сапчеико И.Г., Жшшн С.Г., Штерн М.В. Точность удаляемых моделей и качество форм в литье но выплавляемым моделям // Литейное производство. -2005,-№2.-С. 20-22.

25. Сапченко И.Г., Жилин С.Г., Комаров О.Н., Штерн М.В. Математическое моделирование процессов получения полимерных моделей // Литейное производство. - 2006. - № 1. - С. 31-32.

26. Сапченко И.Г., Жилин С.Г., Некрасов С.А., Комаров О.Н. Влияние конструкции оболочковой формы на гидродинамическое давление расплава // Литейное производство. - 2006. - № 7. - С. 22-24.

27. Сапченко И.Г., Жилин С.Г., Комаров ОН. Определение свойств пористых удаляемых моделей // Литейное производство. - 2006. - № 7. - С. 2930.

28. Сапченко И.Г., Жилин С.Г., Комаров О.Н., Штерн М.В. Математическое моделирование процесса затвердевания отливки в пористой оболочковой форме И Вестник СамГТУ. Серия «Физ.-мат науки». - 2006. Вып. 42. - С. 193195.

29. Сапченко Й.Г., Жилин С.Г. Технологические особенности повышения стойкости оболочковых форм в литье по выплавляемым моделям при заливке металлом /7 Вестник машиностроения. - 2009. - №9. - С. 35-40.

30. Сапченко И.Г., Жилин С.Г., Комаров О.Н. Улучшение экологических показателей при литье по выплавляемым моделям с использованием пористых удаляемых моделей // Безопасность жизнедеятельности. - 2009. - №2. - С.29-33.

31. Сапченко И.Г., Жшнш С.Г., Комаров О.Н. Усовершенствование технологии получения точных металлоизделий в литье по выплавляемым моделям II Заготовительные производства в машиностроении. - 2009. - №4. - С. 912.

32. Сапченко И.Г., Жилин С.Г., Евстигнеев А.И. Об особенностях проектирования и использования оснастки при изготовлешт пористых выплавляемых моделей // Литейное производство. — 2010. - №2. - С. 26-31.

33. Сапченко И.Г., Некрасов С.А. Определение динамики процесса заливки оболочковых форм в литье по выплавляемым моделям // Металл и литье Украины. - 2001. - № 1-2. - С. 60.

34. Сапченко И.Г., Жилин С.Г. Экологические аспекты применения моделей с водорастворимыми добавками в цехах литья по выплавляемым моделям // Металл и литье Украины. - 2001. - № 1 -2. - С. 60.

35. Сапченко И.Г., Жилин С.Г., Комаров О.Н. Повышение точности пористых моделей в литье по выплавляемым моделям // Литье и металлургия. -2005.-№ 1.-С. 100-102.

36. Сапченко ПЛ ., Жилин С.Г., Комаров О.Н. Методы получения протяженных тонкостенных пористых моделей в литье по выплавляемым моделям // Литье и металлургия. - 2005. - № 1. - С. 42-44.

37. Евстигнеев А.И., Сапченко И.Г., Тышкевич В.Н. Разрешающая система уравнений напряженно-деформированного состояния модифицированных структур оболочковых форм // Моделирование, управление и прогнозирование в технических системах: Материалы региональной конференции: Владивосток: ИАПУ ДВО АН СССР. - 1991. - С. 37-39.

38. Евстигнеев А.И., Сапченко И.Г., Куренков В.И., Васин В.В., Петров В.В. Акустические методы контроля качества оболочковых форм по выплавляемым моделям // Методы контроля и исследования в производстве отливок по выплавляемым моделям: Материалы Всероссийского семинара литейщиков: Москва, НДНТГ1. - 1992. - С. 34-38.

39. Сапченко И.Г., Евстигнеев А.И., Тышкевич В.Н. Температурные напряжения в пористых оболочковых формах // Технология получения и применения новых материалов в порошковой металлургии и машиностроении: Сб.

научных трудов ИМнМ ДВО РАН: Владивосток: ДВО РАН. - 1992. - С. 125137.

40. Сапченко И.Г., Жилин С.Г., Евстигнеев А.И. Влияние пористости моделей на процесс их удаления из оболочковых форм // Прикладные задачи механики деформируемого твердого тела и прогрессивные технологии в машиностроении: Сб. научных трудов ИМнМ ДВО РАН: Владивосток: Дальнаука -2001. - Вып. 2. - С.37-44.

41. Сапченко И.Г., Жилин С.Г., Комаров О.Н. Технологии использования порошковых материалов в литье по выплавляемым моделям // Литье и металлургия. - 2003. - № 3. - С. 38-39.

42. Сапченко И.Г., Жилин С.Г., Комаров О.Н., Гончаров C.B. Влияние свойств исходных модельных материалов на качество пористых комбинированных удаляемых моделей // Фундаментальные и прикладные вопросы механики: Сб. докладов международной конференции: Хабаровск: Изд-во ХГТУ. -2003. -С.703-711.

43. Сапченко И.Г., Комаров О.Н. Физико-механические свойства материалов, применяемых при получении отливок с применением термитных смесей // Фундаментальные и прикладные вопросы механики: Сб. докладов международной конференции: Хабаровск: Изд-во ХГТУ. - 2003. - С.724-729

44. Сапченко И.Г., Штерн М.В. Напряженно-деформированное состояние пористых оболочковых форм в литье по выплавляемым моделям // Фундаментальные и прикладные вопросы механики: Сб. докладов международной конференции: Хабаровск: Изд-во ХГТУ. - 2003. - С.761-771

45. Сапченко И.Г., Некрасов С.А., Жилин С.Г., Штерн М.В. Деформационные процессы в керамических оболочковых формах при их формировании по выплавляемым моделям // Проблемы механики сплошных сред и смежные вопросы машиностроения: Сб. докладов третьей всероссийской конференции: Владивосток - Комсомольск-на-Амуре: ИМиМ ДВО РАН. - 2005. -С.229-232.

46. Сапченко И.Г., Жилин С.Г., Комаров О.Н. Учет упругого последействия прессовок при расчете пресс-форм в литье по выплавляемым моделям И Принципы и процессы создания неорганических материалов: Международный Симпозиум (III С'амсоновские чтения): Материалы симпозиума. Хабаровск. -2006. - С.343-344.

47. Сапченко И.Г., Жилин С.Г., Комаров О.Н. Влияние содержания поро-образующего компонента на физико-механические и технологические свойства прессовок в литье по выплавляемым моделям // Фундаментальные и прикладные вопросы механики: материалы Всероссийской конф., посвященной 70-летию со дня рождения академика В.П. Мясникова // Владивосток. - 2006. -С. 96-98.

48. Сапченко И.Г. Деформационные процессы в структуре многослойной керамической оболочки при ее изготовлении / Успехи механики сплошных сред: к 70-летию академика В.А. Левина: Сб. научн. тр. — Владивосток: Дать-наука. - 2008. - С.674-679.

49. Авторское свидетельство 1227312 (СССР). Установка для приготовления связующих и суспензий / Евстигнеев А.И., Сапченко И.Г. Опубл. 1986.

50. Авторское свидетельство 1414496 (СССР). Установка для приготовления связующих и суспензий / Евстигнеев Л.И., Сапченко И.Г. Опубл. 1988.

51. Патент РФ № 2188736. Способ изготовления выплавляемых моделей / Сапченко И.Г. Опубл. 10.09.02. Бюл. № 25.

52. Патент' РФ № 2188738. Способ изготовления удаляемых моделей / Сапченко И.Г., Жилин С.Г. Опубл. 10.09.02. Бюл. № 25.

53. Патент РФ № 2188735. Способ изготовления выплавляемых моделей / Сапченко И.Г., Жилин С.Г., Костина Т.В., Некрасов С.А. Опубл. 10.0.9.02. Бюл. № 25.

54. Патент РФ № 2188737. Способ изготовления удаляемых моделей /' Сапченко И.Г. Опубл. 10.09.02. Бюл. № 25.

55. Патент РФ № 2188734. Способ изготовления выплавляемых моделей / Сапченко И.Г. Опубл. 10.09.02. Бюл. № 25.

56. Патент РФ № 2203763. Способ изготовления выплавляемых моделей / Сапченко И.Г. Опубл. 10.05.03. Бюл. № 13.

57. Патент РФ № 2203764. Способ изготовления выплавляемых моделей / Сапченко И.Г. Опубл. 10.05.03. Бюл. № 13.

58. Патент РФ № 2203765. Способ изготовления выплавляемых моделей / Сапченко И.Г. Опубл. 10.05.03. Бюл. № 13.

59. Патент РФ № 2218234. Литниково-питающая система оболочковых форм в литье по выплавляемым моделям / Сапченко И.Г., Жилин С.Г., Некрасов С.А., Штерн М.В. Опубл. 10.12.03. Бюл. № 34.

60. Патент РФ № 2185922. Способ изготовления удаляемых моделей / Сапченко И.Г., Опубл. 27.07.02. Бюл. № 18.

61. Патент РФ № 2185921. Способ изготовления удаляемых моделей / Сапченко И.Г., Опубл. 27.07.02. Бюл. № 18.

62. Патент РФ № 2190498. Способ изготовления удаляемых моделей / Сапченко И.Г., Опубл. 10.10.02. Бюл. № 18.

63. Патент РФ № 2185920. Способ изготовления удаляемых моделей / Сапченко И.Г., Опубл. 27.07.02. Бюл. № 18.

64. Патент РФ № 219496. Способ изготовления удаляемых моделей /' Сапченко И.Г., Опубл. 10.10.02. Бюл. № 31.

65. Свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ № 2010611774. Математическое моделирование процессов заливки и затвердевания стали в многослойной огнеупорной керамической форме со слоями пористой керамики / Одиноков В.И., Сапченко Й.Г., Севастьянов Г.М. Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 5.03.2010.

Саичешю Игорь Георгиевич

Автореферат

Подписано в печать 17.012011. Формат 60 х 84 1\16. Бумага писчая. Ризограф RISO RZ 370ЕР. Усл. печ. л. 2,0. Уч.-изд. л 1,86. Тираж 110. Заказ 23781.

Полиграфическая лаборатория Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет» 681013, Комсомольск-на-Амуре, пр. Ленина, 27.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СТРУКТУРА И СВОЙСТВА ПОРИСТЫХ ВЫПЛАВЛЯЕМЫХ МОДЕЛЕЙ.

1.1. Обоснование выбора технологического процесса изготовления пористых выплавляемых моделей прессованием.

1.2. Обоснование выбора модельных составов для получения пористых выплавляемых моделей прессованием.

1.3. Технологические особенности изготовления и свойства пористых выплавляемых моделей.

1.4 Исследование взаимодействия пористых выплавляемых моделей и керамических оболочковых форм.

1.5. Выводы.

ГЛАВА 2. СТРУКТУРА И СВОЙСТВА ПОРИСТЫХ КЕРАМИЧЕСКИХ ОБОЛОЧКОВЫХ ФОРМ.

2.1. Структура и свойства керамических оболочковых форм при использовании минеральных порообразующих порошков.

2.1.1. Свойства керамических оболочковых форм при использовании минерального порошка в качестве компонента суспензии.

2.1.2. Свойства керамических оболочковых форм при использовании минерального порошка в качестве обсыпочного материала.

2.2. Структура и свойства керамических оболочковых форм при использовании органических порообразующих порошков.

2.3. Барботажные технологии порообразования в структуре керамических оболочковых форм.

2.3.1. Свойства пористых керамических оболочковых форм из суспензий обработанных барботажем.

2.3.2. Свойства пористых керамических оболочковых форм из суспензий, полученных барботажем.

2.4. Выводы.

ГЛАВА 3. ДЕФОРМАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ В КЕРАМИЧЕСКИХ ОБОЛОЧКОВЫХ ФОРМАХ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ.

3.1. Методика тензопзмерений деформационных процессов в керамических оболочковых формах.

3.2. Деформационные процессы при сушке огнеупорных слоев керамических оболочковых форм.

3.3. Деформационные процессы в керамических оболочковых формах при выплавлении моделей.

3.4. Выводы.

ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ КОНСТРУКЦИИ КЕРАМИЧЕСКИХ ОБОЛОЧКОВЫХ ФОРМ НА ГИДРОМЕХАНИЧЕСКОЕ ДАВЛЕНИЕ ПРИ ЗАЛИВКЕ РАСПЛАВОМ.

4.1. Методика определения гидромеханического давления струи расплавленного металла при заливке керамических оболочковых форм.

4.2. Влияние конструкции зумпфа керамической оболочковой формы на гидродинамическое давление расплава.

4.2.1. Моделирование заливки керамических оболочковых форм с различными конструкциями литниково-питающих систем.

4.2.2. Моделирование заливки керамической оболочковой формы с экспериментальной конструкцией литниково-питающей системы.

4.3. Влияние технологических параметров заливки керамических оболочковых форм расплавом на величину гидромеханического давления расплава.

4.4. Выводы.

ГЛАВА 5. НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ КЕРАМИЧЕСКИХ ОБОЛОЧКОВЫХ ФОРМ ПРИ ЗАТВЕРДЕВАНИИ ОТЛИВОК.

5.1. Инженерная постановка задачи.

5.2. Математическая постановка задачи.

5.2.1. Численная схема решения задачи.

5.2.2. Алгоритм решения задачи:.

5.3. Математическое моделирование заливки керамической оболочковой формы расплавом стали.

5.4. Выводы.

ГЛАВА 6. ПРОМЫШЛЕННОЕ ОПРОБОВАНИЕ И ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ.

6.1. Анализ качества пористых выплавляемых моделей в условиях производства.

6.2. Особенности изготовления и использования пористых керамических оболочковых форм в условиях производства.

6.3. Анализ качества отливок.

6.3.1. Качество отливок, получаемых по пористым выплавляемым моделям.

6.3.2. Качество отливок, получаемых в пористых оболочковых формах.

6.4. Технико-экономические показатели использования пористых керамических оболочковых форм.

6.5. Выводы.

ОБШИЕ ВЫВОДЫ.

С увеличением потребности народного хозяйства в точных отливках возрастает роль специальных способов литья. Анализ тенденций совершенствования технологических процессов получения металлоизделий показывает, что качество металла, точность и чистота поверхности отливок являются основными критериями развития литейного производства.

Литье по выплавляемым моделям (JTBM) -передовой технологический метод, позволяющий получать отливки по геометрической точности соответствующие 10-12 квалитетам (по ГОСТ 2534-82), и шероховатости поверхности от Rz = 20 мкм до Ra = 1,25 мкм (ГОСТ 2789-73), максимально приближенные к готовой детали, не требующие, в некоторых случаях, механической обработки.

JTBM - многооперационный метод получения отливок, с широким диапазоном используемых материалов, что определяет высокую себестоимость продукции и недопустимость брака в ее производстве.

Брак в JTBM (табл. 1) имеет место на стадиях изготовления выплавляемых моделей (ВМ) и керамических оболочковых форм (КОФ), удаления моделей из КОФ, термообработки КОФ, заливки КОФ расплавом металла и обуславливается деформационными процессами, протекающими вследствие технологических особенностей производства и свойств используемых материалов. Так, изготовление ВМ и формирование керамических оболочек сопровождается усадочными процессами используемых материалов: удаление ВМ из КОФ - силовым воздействием расширяющегос при нагревании модельного состава (MC) на керамическую оболочку, термообработка КОФ -температурными деформациями в структуре последней в связи с неравномерностью ее прогрева и полиморфными превращениями; заливка КОФ -термоударом и гидродинамическим воздействием расплава металла.

В мировой практике разработано множество технологических приемов, позволяющих снизить влияние отмеченных (табл. 1) недостатков. Главенствующая роль в этом вопросе принадлежит отечественным ученым. Значительный вклад в разработку теории и практики метода JTBM внесли Борисов Г.П., Васильев В.А., Васин Ю.П., Гуляев Б.Б., Евстигнеев А.И., Иванов В.Н., Илларионов И.В., Корнюшкин O.A., Кулаков Б.А., Курении В.И., Лакеев A.C., Озеров В.А., Писарев И.Е., Рубцов H.H., Рыбкин В.А., Тимофеев Г.И., Шагеев A.C., Шипулин Н.В., Шкленник Я.И., Юсипов Р.Ф. и др., которые сформулировали основные представления о напряженно-деформпрованном состоянии (НДС) ВМ и КОФ, предложили критерии его оценки.

Таблица 1.

Брак в литье по выплавляемым моделям и причины его возникновения

Технологическая операция Виды дефектов (брака) Причины возникновения дефектов (брака) Доля брака, %

Изготовление ВМ. 1. Недоливы, поверхностные газовые раковины. 1. Избыточное содержание воздуха в модельной массе; нарушение режима заполнения полости пресс-формы; нарушение температурного режима МС. 2. Нарушение режима заполнения пресс-формы; нарушение температурного режима МС. 3. Нарушение температурного режима МС. 4. Износ пресс-формы; нарушение режима заполнения пресс формы (высокое давление запрессовки); нарушение температурного режима МС. 2-11

2. Шероховатость поверхности, наличие волнистости (захлестывание модельной массы). 3. Утяжины. 4. Облой по поверхности разъема пресс-формы. 10-30 2-10 10-70

5. Нарушение геометрической и размерной точности (коробление) ВМ при хранении. 5. Нарушение температурного режима хранения ВМ; нарушение температурного режима МС (релаксация усадочных напряжений). 10-80

Послойное изготовление КОФ. 1. Растрескивание и отслаивание формируемых слоев. 2. Обламывание моделей отливок. 1. Низкое качество огнеупорной суспензии; нарушение режима сушки огнеупорных слоев; изменение температурного режима при сушке огнеупорных слоев, приводящее к короблению ВМ. 2. Нарушение режимов работы технологического оборудования; избыточное содержание воздуха в ВМ; нарушение температурного режима МС. 1-15 до 10

Выплавление ВМ из КОФ. 1. Образование раскрытых магистральных трещин, разрушение КОФ. 1. Недостаточное содержание воздуха в ВМ (температурное расширение ВМ не компенсируется пористостью); нарушение температурного режима выплавления ВМ. 1-12

Прокаливание КОФ. 1. Образование магистральных трещин, разрушение КОФ и отслаивание фрагментов керамики. 1. Нарушение температурного режима прокаливания КОФ (резкий нагрев); избыточное содержание МС в структуре КОФ (температурное расширение и вскипание МС при резком нагреве). 32-40

Изготовление отливок. 1. Поверхностные раковины и шероховатость. 2. Наличие заусенцев и гребешков. 3. Наличие неметаллических включений. 4. Нарушение геометрической и размерной точности. 1. Низкая газопроницаемость КОФ; нарушение температурного режима формы или расплава; низкое качество поверхности КОФ или высокое газосодержание огнеупорной суспензии. 2. Растрескивание КОФ при прокаливании. 3. Отслоение облицовочных слоев КОФ при прокаливании; попадание опорного наполнителя в полость формы. 4. Нарушение размерной и геометрической точности ВМ; нарушение геометрической и размерной точности КОФ на стадиях изготовления и технологической подготовки; нарушение температурного режима расплава. 15-50 до 2 2-10 10-80

Направлениями сокращения брака отливок и затрат на их получение в ЛВМ является: понижение затрат на приготовление модельной массы и разработка новых МС, упрощение технологических операций изготовления ВМ, снижение брака ВМ и КОФ при осуществлении технологических операций их использования (формирование КОФ на ВМ, удаление ВМ из КОФ); повышение размерной и геометрической точности КОФ и их прочностных свойств; получение отливок с необходимостью минимальной механической обработки [1-5] или ее отсутствием.

Одной из причин образования брака в ЛВМ является несовершенство технологии изготовления ВМ, в частности из воскообразных составов.

В работах [6 - 12] представлены некоторые технологические варианты устранения дефектов ВМ применением различных составов, способствующих повышению качества отливок и эффективности ЛВМ.

Широко используемые в ЛВМ ВМ из парафиностеариновых составов, обладающие хорошими реологическими свойствами в пастообразном состоянии, имеют: малую прочность и теплостойкость. В состав таких моделей помимо парафина предложено вводить синтетические полимеры [6, 13], основное назначение которых - повышение теплоустойчивости и прочностных свойств ВМ и, в ряде случаев, снижение и стабилизация их усадки. Такие ВМ обладают усадкой, а их удаление сопровождается короблением и растрескиванием КОФ.

Для изготовления массивных и крупногабаритных ВМ с целью предотвращения усадочных процессов и коробления при хранении предлагается: армирование ВМ различными вставками [6, 13, 14]; изготавливать модели пустотелыми или пористыми; использовать МС в виде порошка, оплавляемого при запрессовке в пресс-форму [15]; в расплав МС вводить порошок того же состава [16].

Армирование ВМ определяет наличие дополнительной технологической оснастки и операций установки арматуры в пресс-форму. Пустотелые ВМ подвержены короблению при хранении из-за релаксационных процессов, проходящих в их структуре. Образование пористости в структуре ВМ, осуществляемое замешиванием в МС воздуха, характеризуется непрогнозируе-мостью ее распределения и может стать причиной недолива моделей, разрушения при образовании концентрированной поры, сопоставимого с сечением модели.

Изготовление пустотелых и пористых ВМ представляется предпочтительным. Использование пустотелых и поритсых ВМ устраняет растрескивание КОФ при их выплавлении. В данном случае, пористотсь и пустотелость моделей компенсирует температурное расширение МС и силовое воздействие на КОФ не происходит [13, 17, 18]. Данный метод не устраняет брак ВМ по недоливам, облоям, растрескиванию формируемых огнеупорных слоев КОФ, нарушению размерной и геометрической точности отливок.

Изготовление ВМ из порошка МС разогреваемого до температуры плавления или вводимого в расплав при запрессовке в пресс-форму, также имеет отмеченные недостатки.

ВМ изготовленные из воскообразной основы, в которую введены различные порошки (например, из синтетических смол или тугоплавких восков), материалы (в т.ч. вода), обладающие соответствующей основе плотностью, отличаются повышенной точностью [6, 20]. Однако, использование этих ВМ не сокращает брак КОФ по трещинам и сколам при их изготовлении.

ВМ, изготовленные из МС на основе натуральных и синтетических смол [6] - прочны и теплоустойчивы. Р1спользование таких ВМ в производстве ограничено из-за высокой температуры плавления и вязкости расплава МС, что определяет низкую выплавляемость из форм. При выплавлении таких моделей КОФ испытывают нарастающее давление расширяющегося МС и должна обладать высокой прочностью, что требует дополнительных затрат на процесс производства отливок.

Изготовление модели из углеводородных материалов [21] для получения многослойных КОФ технологически сложно и связано с дополнительными затратами на оборудование и оснастку. Предлагаемая технология, как утверждают авторы, позволяет снизить брак КОФ по растрескиванию при удалении модели. Однако, углеводородные материалы подвержены терморасширению до расплавления при прогреве слоев, поэтому достигнутый авторами эффект представляется сомнительным.

В качестве модельного материала могут использоваться легкоплавкие металлы и сплавы, свободно заливаемые в пресс-формы [6]. Однако широкого распространения в мировой практике ЛВМ данный метод не получил вследствие высокой токсичности паров и высокой стоимости модельного материала.

Технологий формирования точных выжигаемых моделей, применяемые материалы и зависимость их размерной точности от объемной массы, гранулометрического состава и линейной усадки материалов приведены в работах [22 - 27]. Показано, что на линейную усадку оказывают влияние способ спекания модели, величина давления в пресс-форме, время выдержки готовой модели и другие сложноосуществимые или сложноконтролируемые технологические параметры.

МС на основе термопластов также применяют для изготовления выжигаемых моделей [6]. Теплоустойчивость выжигаемых моделей позволяет изготавливать слои КОФ при повышенных температурах. Они обладают достаточной прочностью. Точность получаемых деталей превосходит, достигаемую при ЛВМ из легкоплавких МС [6]. Однако повышенная точность таких моделей может быть обеспечена сложноосуществимыми условиями их изготовления. Кроме того, такие модели не податливы и способствуют растрескиванию КОФ при их послойном формировании, что является результатом усадки огнеупорных слоев.

Водорастворимые модели [6, 13, 28 - 37] теплоустойчивы. МС имеют малую линейную усадку, обладают высокой текучестью в расплавленном состоянии, что позволяет получать сложные и тонкостенные модели методом свободной заливки расплава.

Использование таких моделей ограничено их гигроскопичностью, хрупкостью, сравнительно высокой температурой плавления, большой плотностью, непригодностью для повторного использования (после растворения) и трудностью утилизации раствора теплоносителя и МС.

Изготовление ВМ на основе МС, представляющих собой механические смеси или сплавы различных по природе материалов (например, водорастворимых и воскообразных) по данным Н.С. Севостьянова и В.В. Апиллинского позволяет уменьшить недостатки составляющих их компонентов при раздельном использовании. Однако применение таких ВМ не позволяет полностью устранить брак КОФ по трещинам и сколам на стадии их изготовления и выплавления МС.

Одним из путей повышения размерной точности КОФ является изготовление комбинированных моделей [38], обладающих высокими прочностными и теплофизическими свойствами, хорошей смачиваемостью и высокой стабильностью размеров. Данный метод заключается в формировании тела моделей спеканием пенополистирола, а их поверхности - воскообразным МС. Однако механизм взаимодействия модели с КОФ при их деформировании и удалении МС изучен недостаточно глубоко и всесторонне.

Опыт изготовления моделей из МС, содержащих полые сферические гранулы, которые разрушаются в процессе выплавления, представляется перспективным [18]. Разрушение гранул создает множество пустот в выплавляемой модели, что предотвращает ее силовое воздействие на КОФ, компенсируя термическое расширение МС. Однако, разработанный метод малоэффективен при использовании МС с температурой плавления ниже температуры разрушения гранул, т.к. его расширяющее воздействие на КОФ не устраняется.

Таким образом, проведенным анализом существующих методов изготовления выплапвляемых и удаляемых моделей установлена предпочтительность использования в технологиях точного литья пористых моделей, пористость которых образуется при изготовлении модели или в начале процесса их удаления из КОФ при контакте с вплавляющей средой. При этом технология изготовления пористых ВМ требует более тщательного изучения и детальной проработки. С целью обеспечения требований предъявляемых к качеству и себестоимости получаемого литья.

Удаление моделей из КОФ представляет собой сложный технологический процесс, сопровождающийся силовым и тепловым взаимодействиями между моделью и оболочкой.

Определением напряжений, возникающих в КОФ при удалении МС Лакеевым А.С. [39], Шагеевым З.А. [40], авторами работы [41] сделан вывод, что предупредить появление трещин и их разрушение можно выбором рациональных режимов выплавления и использованием МС с низким коэффициентом температурного расширения (КТР). Низкий КТР ВМ, как отмечено ранее, может быть обеспечен пористостью структуры последних, что снижает или полностью устраняет силовое воздействие на КОФ в процессе удаления МС. При этом брак КОФ по трещинам при послойном их формировании не устраняется.

Основным критерием рациональности режима выплавления моделей является создание зазора между ВМ и КОФ на начальной стадии процесса, что обеспечивает устранение силового воздействия МС вследствие температурного расширения на керамическую оболочку.

На использовании этого принципа разработано большинство технологических приемов удаления МС. На практике наибольшее распространение получили способы удаления МС из КОФ в горячей воде, горячим воздухом, перегретым паром в автоклаве, в расплаве МС или в среде высококипящих жидкостей и др.

Для создания зазора между выжигаемой моделью и стенками КОФ Померанцем А.А. предложено на модель наносить керамическую оболочку, затем КОФ устанавливать в герметичную нагревательную камеру и подвергать обжатию газом или жидкостью под давлением, вызывающим деформацию модели [42].

Известен и способ удаления выжигаемых моделей парами органического растворителя [43], а также газовыми горелками [44].

Однако, удаление моделей в горячей воде [39, 45, 46] разупрочняет КОФ вследствие проникновения воды в поры покрытия. Использование горячего воздуха не нашло широкого распространения из-за брака КОФ по трещинам. Выплавление моделей в автоклаве сдерживается невозможностью создания непрерывного автоматизированного техпроцесса. Выплавление моделей в расплавах МС приводит к большим потерям последнего, необходимости более длительного прокаливания КОФ для выжигания МС [41]. Попытки применить в этом технологическом процессе высококипящие жидкости (полиэтиленгликоль, глицерин и др.) оказались безуспешными из-за высокой стоимости выплавляющей среды и больших ее потерь в результате интенсивного испарения [13, 47].

Наиболее перспективным способом выплавления МС является сверхвысокочастотный нагрев. В высокочастотном поле нагревается КОФ, что приводит к образованию компенсационного зазора между внутренней стенкой формы и моделью. Это обеспечивает быстрое и полное удаление МС без разрушения КОФ [48 - 54]. Однако, данный метод не нашел широкого распространения в производстве ЛВМ, т.к. обладает цикличностью и большой энергоемкостью, что обусловливает высокую себестоимость получаемого литья.

Определению рациональных режимов выплавления МС из КОФ с целью снижения силового взаимодействия модели и оболочки, посвящены работы по изучению динамики процесса с учетом конструкции литниково-питающей системы формы и технологической оснастки [55 - 58].

Динамика выплавления МС зависит от ориентации КОФ в выплавляющей среде, от ее конструкции и влияет на конечную прочность оболочки. Прочность КОФ, ориентированных при выплавлении воронкой вверх значительно ниже [55] оболочек обрабатываемых в перевернутом состоянии.

Наименьшей длительностью цикла выплавления моделей обладают КОФ с круглым сечением стояка и менее подвержены растрескиванию, чем с прямоугольным, квадратным и треугольным сечениями [56].

В работах [57, 58], авторы предлагают использование полых стояков из бумаги или сплава, запоминающего свою форму. Эти технологические приемы обеспечивают свободный выход модельного расплава из полости КОФ, что позволяет избежать трещинообразования.

Известны способы совмещения формовки и прокалки КОФ с удалением модели [6, 13, 59].

На основании проведенного анализа установлено, что попытки снизить расширяющее воздействие удаляемой модели на КОФ с целью предотвращения ее растрескивания и разупрочнения представляются сложноосуществи-мыми, требующими значительных материальных затрат и не всегда достигают поставленной цели в полном объеме.

Причиной появления трещин и нарушение целостности (разрушение) КОФ являются напряжения, возникающие и в самой оболочке, что в дальнейшем снижает ее эксплутационные характеристики и приводит к браку отливок.

При нанесении на модель первого слоя огнеупорной суспензии КОФ в результате испарения жидкой составляющей в нем образуется градиент температур и напряжения по толщине [13, 60, 61], которые увеличиваются в результате усадки [62, 63]. Кроме того, различные по величине деформации в самом слое КОФ вызывает его неоднородность по толщине. Таким образом, уже на первом этапе формообразования в КОФ, состоящей из подобных слоев (от 4 до 12 слоев), возникает сложное объемное напряженное состояние.

Брак КОФ при изготовлении имеет место по причине различия температур суспензии (18-20 °С) й среды сушки огнеупорных слоев (20-24 °С), в результате чего возникают температурные деформации моделей [64], воздействующие на КОФ.

Сушка огнеупорных слоев КОФ не редко сопровождается их растрескиванием и отслаиванием [13, 65, 66].

На основании вышеизложенного процесс формирования огнеупорных слоев КОФ и технологии их сушки оказывают главенствующее влияние на свойства последних.

Озеровым В.А. и Шкленником Я.И. [13] предложено использование газо - или парообразного аммиака атмосферного давления при сушке огнеупорных слоев КОФ или в вакууме. Способ основан на снижении температуры испарения жидкостей с понижением давления и может быть реализован при вакуумно-аммиачной сушке.

Сушка КОФ воздухом, который направляют двумя последовательными потоками с различными скоростями [67] позволяет повысить качество КОФ за счет устранения дефектов, связанных с перегревом моделей и возникновением внутренних напряжений в слоях покрытия.

Калмыковым В.Ф. разработан технологический процесс формообразования, характеризующийся интенсификацией "догидролиза" и отверждения связующего в слоях КОФ путем обработки каждого слоя в водном растворе аммиака или других гелеобразующих реагентов [68]. Для интенсификации операции сушки и снижения при этом НДС оболочек предлагается их нагрев энергией СВЧ [69].

Предложенный Бушуевой Л.Н. способ сушки предусматривает повторение циклов конвективного нагрева КОФ и последующего импульсного ва-куумирования, что повышает их трещиностойкость [70]. Согласно [71] создание пониженного давления при сушке позволяет избежать образования трещин в КОФ.

К недостаткам рассмотренных способов можно отнести их воздействие на физико-механические свойства КОФ при снижении размерной точности из-за коробления модели и возникновения напряжений в структуре.

Проведенным анализом установлено отсутствие методов эффективного понижения НДС формируемых КОФ. Значительное НДС оболочки формируется в процессе прокаливания и заливки металлом, структура которой уже имеет приобретенные на предыдущих этапах формообразования внутренние напряжение или их последствия, т.е. трещины.

Для расчетов НДС и других параметров технологического процесса применяют математические модели, построенные на основе фундаментальных теорий методами математической физики и упрощенные математические модели (или расчетные методики), составленные специально разработанными способами математических описаний того или иного процесса [13, 72-81].

Влиянию температурного фактора на НДС КОФ, определению КТР, непосредственному определению напряжений в КОФ, силовому взаимодействию опорного материала с формой при ЛВМ посвящены работы [64, 82 -89].

Методами понижения брака КОФ являются оптимизация свойств применяемых исходных материалов и строения их структур.

Основными свойствами материалов КОФ, определяющими физико-механические свойства последних на стадиях технологической обработки, являются КТР (а) и модуль упругости (Е) [90, 91]. Поэтому, использование в формировании оболочек материалов с низкими КТР и требуемым модулем упругости может быть решением возникших проблем.

Материалами, обладающими требуемыми свойствами, являются плавленный кварц (аморфный) 8Ю2, электрокорунд а АЬ03, магнезит Mg02 и их соединениями [13, 6, 92]. Использованию этих материалов для изготовления оболочек по выплавляемым моделям, а также в различных соотношениях с другими материалами, уделено значительное внимание и проведены исследования влияния последних па технологические свойства форм [93 - 102]. Однако, их применение сдерживается высокой стоимостью и дефицитностью, особенно плавленого кварца. Для данных материалов характерен общий недостаток. Последние не исключают растрескивания и отслаивания формируемых огнеупорных слоев при сушке, что значительно повлияло на ограниченность их использования.

Наибольшее рапространение в ЛВМ отечественной промышленности нашел кристаллический кварц [6, 13], наиболее часто встречающийся в природе. Однако, КОФ изготавливаемые на его основе, обладают неудовлетворительной прочностью, трещиностойкостью, термостойкостью.

Для предотвращения этих недостатков и повышения эффективности использования кристаллического кварца было разработано множество технологий изготовления КОФ на его основе. Увеличение относительной толщины КОФ способствует некоторому повышению надежности технологического процесса литья [103 - 105], и может быть достигнуто за счет увеличения количества слоев обсыпки моделей без изменения их структуры, а также использованием более дисперсного обсыпочного материала без изменения количества слоев [106 — 107].

Недостатками метода увеличения количества огнеупорных слоёв КОФ является их растрескивание при сушке.

Аналогичные и многие другие недостатки характерны при упрочнении КОФ заливкой жидконаливной самотвердеющей смесью в разъемных опоках [6, 13, 108].

Таким образом, рассмотренные методы повышения качества оболочковых форм не могут быть признаны рациональными.

Требуемого качества КОФ можно достичь повышением собственной прочности связующего, с увеличением количества контактных поверхностей (перемычек) зерен основы на единицу площади поперечного сечения оболочки, а также при уменьшении толщины пленки связующего на зернах [109].

Повышение собственной прочности связующего осуществляется выбором оптимальной рецептуры, режимом и способом проведения гидролиза этилсиликата, а также соблюдением соответствующего режима сушки слоев огнеупорного покрытия [110 — 119]. Кроме того, на прочность КОФ оказывают влияние параметры термообработки [120].

Увеличение количества контактных поверхностей в единице площади поперечного сечения оболочки можно осуществить увеличением дисперсности огнеупорного наполнителя и повышением его количества в суспензии [102,106,109,120- 124].

Рассмотренные методы повышения качества КОФ просты в осуществлении и не требуют существенных дополнительных затрат. Однако, прочностные характеристики получаемых оболочек, их трещиностойкость не удовлетворяют предъявляемым требованиям. Исключение, в данном случае, составляет барботажная технология приготовления эти л силикатных суспензий [116-119]. Эта технология представляется перспективной, но малоизученной.

Повышение технологических свойств КОФ можно достичь пропиткой последних различными упрочняющими составами, которые заполняют капилляры оболочки [97, 125 - 127].

Рассмотренные методы позволяют достигнуть упрочнения КОФ от 20 до 30 %, но не предотвращают потери оболочек при изготовлении.

Для достижения поставленной цели перспективным представляется снижение жесткости керамики за счет уменьшения модуля упругости. При этом, для сохранения надлежащей размерной точности и удовлетворительного состояния поверхности керамики следует иметь структуру оболочки, облицовочный слой которой является жестким, а упрочняющие — пластичными.

В качестве материалов пластификаторов вводимых в структуру КОФ с целью предотвращения их растрескивания при прокаливании и заливке металлом используют различные органические добавки [39, 102, 128 - 133].

Подбором состава материалов и композиций пластификаторов можно варьировать температуру размягчения слоев и их прочность [134 - 136], что позволит предупреждать брак КОФ по трещинам независимо от применяемой технологии.

Широко известным и часто применяемым в практике JTBM является способ упрочнения оболочек нанесением жидкостекольных упрочняющих слоев или слоев из суспензии на его основе, химически закрепленных и незакрепленных [137 - 143].

Образование пластичных упрочняющих слоев, а также использование пластификаторов не предотвращают растрескивание огнеупорных слоев при сушке, т.к. пластические свойства последние приобретают при высоких (свыше 600 °С) температурах. Это обстоятельство может привести к образованию на поверхности отливок дефектов (гребешков, заусенцев).

Пластичность упрочняющих слоев при высоких температурах является фактором, который не позволяет рассматривать данные методы упрочнения керамики как средство повышения точности отливок.

Аналогичными недостатками обладают трехзонные КОФ, изготовленные по способу З.А. Шагеева [143, 144]. Данный способ предполагает создание жестких облицовочных слоев (первая зона), пластичных промежуточных (вторая зона) с введением термореактивной смолы и упрочняющих наружных (третья зона) с добавками электродного пека и борной кислоты.

Повышение прочности КОФ, их устойчивость к растрескиванию можно достичь армированием, при котором в структуру огнеупорных слоев вводится прочная и пластичная арматура.

В JIBM для армирования КОФ могут использоваться органические и неорганические материалы, как синтетические, так и природного происхождения. Органические армирующие материалы [145 - 147, 149], а также некоторые неорганические [148, 150 — 152] способны обеспечить повышение прочности оболочек лишь до воздействия высоких температур, после чего они либо выгорают, либо деструктируют со снижением прочности или пластичности.

Прочность КОФ при воздействии высоких температур обеспечивают материалы: рубленая стальная проволока или порошок [145, 146, 153], агло-порит, керамзит, зольный гравий, пеношамот [154, 155], асбест [156 - 158], различные термостойкие волокна [159 — 161], нитевидные кристаллы ряда металлов, сульфидов и оксидов [161, 162], дробленая или молотая слюда [163], вспученный вермикулит [164], отходы абразивной обработки отливок [165], графит [166], шлак от сгорания каменного угля [167], гранулированный шлак углеродистого передельного феррохрома, продукт графитизации электродной продукции [168] и т.д.

Кроме перечисленных, для армирования применяют материалы, обеспечивающие повышение податливости КОФ и трещиностойкости при снижении прочности, например, вспученный перлит [169]. Поскольку при заливке КОФ металлом максимальные растягивающие напряжения возникают в наружных слоях, то армирование их вспученным перлитом обеспечивает релаксацию напряжений. Аналогичное справедливо и для материалов, выгорающих или деструктирующих при воздействии высоких температур.

Армирование КОФ термостойкими материалами повышает прочность, но не предотвращает растрескивание последних при прокаливании и заливке металлом как в опорном наполнителе, так и без него. Исключением, в данном случае, является асбест.

Растрескивание КОФ происходит по причине различия КТР арматуры и материала матрицы. В матрице возникают напряжения приводящие к зарождению и развитию трещин.

На основании проведенного анализа методов повышения технологических свойств КОФ наиболее перспективным представляется армирование выгорающими при термообработке и пористыми материалами. Эти материалы имеют низкий КТР, либо понижают его в самой форме (последнее справедливо для выгорающих материалов), создавая пористость.

Преднамеренное создание достаточно частых трещин в виде пор замедляет растрескивание КОФ на стадиях ее изготовления и технологической обработки. Зародившаяся и развивающаяся трещина останавливается при слиянии с порой, затупляясь в ней. Для дальнейшего продвижения этой трещины необходим дополнительный энергетический импульс.

Важным условием для остановки прогрессирующей трещины является размер поры, который должен превышать радиус скругления острия (кончика) трещины [170]. Понижение скорости распространения трещин можно достичь относительно близким расположением пор [170, 179]. Расстояние между порами, в данном случае, не должно превышать их размера. Кроме того, данный технологический прием позволяет осуществлять направленное распространение трещин, посредством создания цепочки пор.

При производстве огнеупоров и технической керамики было установлено влияние параметров пористости на эксплуатационные свойства конструкционных материалов [171 - 173].

В данном случае, увеличение степени пористости в структуре материала понижает его прочностные свойства [172, 173]. При этом, немаловажное значение имеет дисперсность пор в структуре изделия, а именно, с уменьшением их размера при увеличении степени пористости наблюдается менее интенсивное снижение прочности, чем для крупных пор.

В работе [172] уделяется внимание и геометрической форме поры. Предпочтительной является пора округлой формы, т.к. при нагружении напряжения вокруг нее распределяются равномерно.

Совокупность всех перечисленных факторов снижает склонность изделия к растрескиванию при теплосменах [173]. В данном случае, пористость снижает КТР и модуль упругости изделия. Обуславливается это возможностью достаточно свободного расширения и перемещения элементов структуры посредством наличия пор.

На основании вышеизложенных положений становится очевидным благоприятное влияние пористости на физико-механические и теплофизиче-ские свойства керамических изделий и огнеупоров.

Независимо от разупрочняющего действия пористости, она может применяться для релаксации напряжений, например, в структуре КОФ на стадиях изготовления и технологической обработки без присущих для ранее рассмотренных методов недостатков. Образование пористости в структуре КОФ представляется целесообразным.

О свойствах пористых КОФ указывается в работах [145, 149, 174], где в качестве порообразователя используются выгорающие органические добавки. Однако, организация пористости ,в данном случае, проводилась с целью повышения газопроницаемости КОФ после выгорания оргнаических добавок со снижением их прочности, либо для повышения прочности до прокаливания. Исследования структур КОФ и их влияние на другие технологические свойства, в рассматриваемых работах не проводилось.

Недостатками обладают методы образования пористой структуры КОФ армированием огнеупорными пористыми материалами [144, 155, 164, 168]. В данном случае, пористые материалы обладают большими удельной прочностью и КТР, чем кварцевая матрица, и в большей степени выполняют функцию арматуры со всеми присущими ей недостатками.

Таким образом, порообразующими могут считаться огнеупорные материалы с удельной прочностью после термообработки меньшей прочности КОФ, каким является, например, вспученный перлит [175]. Однако, вспученный перлит используется с целью повышения податливости керамических форм и как порообразователь не рассматривается [169].

Истинно пористые оболочки можно получить при использовании бар-ботажного способа приготовления и обработки суспензии [116, 119, 176]. Однако, изучение данного метода приготовления суспензии проводилось лишь с целью интенсификации реакции гидролиза этилсиликата. Структуре получаемых оболочек внимание уделено лишь в работе [176].

Изучению структур пористых КОФ и их влияния на физико-механические характеристики было уделено недостаточное внимание. Изучению подвергались лишь структуры КОФ с пористостью во внутренних слоях [145 - 149], с пористостью в опорных слоях [177, 178], с равномерно распределенными по слоям КОФ крупными и мелкими порами [168]; с постепенно возрастающим диаметром пор от облицовочного к опорным слоям [168].

На рассмотренных выше примерах установлено, что известны некоторые технологические варианты изготовления пористых КОФ по выплавляемым моделям, которые основаны на принципах введения в структуру КОф пористых материалов, выгорающих и деструктирующих добавок или аэрации суспензии газом. Изучение этих вариантов показало ограниченность данных о влиянии пористости на технологические свойства и НДС КОФ.

Исследование влияния параметров пористости структур на НДС КОф позволит мобильно управлять технологическим процессом производства отливок высокого качества с низкой себестоимостью.

На основании проведенного анализа установлено, что одним из направлений снижения брака, повышения качества и технологических свойств ВМ и КОФ является управление их структурно-морфологическим строением: путем образования пористости определенных параметров и, как следствие, деформационными процессами.

Таким образом, деформационные процессы пористых структур взаимодействующих компонентов технологических систем «ВМ — КОФ» и «КОФ — расплав металла» при сложнонагруженном состоянии мало изучены, а их исследование актуально.

Целью работы является разработка методологии и технологии создания пористости в ВМ и КОФ, а также изучение влияния ее параметров на технологические, эксплуатационные и деформационные свойства систем «ВМ — КОФ» и «КОФ - расплав»

Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:

• разработка принципиально новой технологии получения пористых ВМ из порошковых материалов холодным прессованием, а также изучение закономерностей формирования их физико-механических и технологических свойств;

• разработка технологических вариантов изготовления КОФ с пористой структурой, исследование их физико-механических и технологических свойств;

• разработка методики и исследование деформационных процессов в структурах пористых и традиционных КОФ на этапах послойного формирования и удаления моделей;

• определение влияния пористости ВМ на деформационные процессы пористой и традиционной КОФ при их послойном формировании и выплавлении модельного состава;

• исследование динамического воздействия струи расплава на КОФ с разными вариантами пористости структур и конструкции зумпфа стояка, разработка рекомендаций для практического использования;

• определение влияния пористости ВМ и КОФ на размерную и геометрическую точность, чистоту поверхности отливок;

• оценка технико-экономических показателей использования технологий изготовления пористых ВМ и КОФ в условиях производства.

На защиту выносятся следующие основные положения:

- анализ причин возникновения брака в ЛВМ, обоснование методов его комплексного устранения;

- технологические особенности формирования структур и свойств пористых ВМ;

- влияние прочностных параметров пористых ВМ на свойства КОФ и качество отливок;

- технологические особенности изготовления пористых КОФ, влияние параметров пористости на их прочностные свойства;

- закономерности деформационных процессов в КОФ на различных технологических этапах ее формирования;

- результаты исследований гидродинамического воздействия жидкого металла на КОФ при заливке и методы его уменьшения;

- результаты теоретического анализа НДС КОФ с учетом параметров ее пористости при затвердевании металла;

- технико-экономические показатели использования пористых ВМ и пористости КОФ в условиях производства.

Технологии изготовления пористых ВМ и пористых КОФ опробованы и внедрены на НПО им. С.И. Кадышева (г. Павлово-на-Оке), на заводе «Ас-кольд» (г. Арсеньев), опробованы на ОАО КнААПО им. Ю.А. Гагарина (г. Комсомольск-на-Амуре).

Работа выполнена в лабораториях и на экспериментальной базе Института машиноведения и металлургии Дальневосточного отделения Российской академии наук (г. Комсомольск-на-Амуре), Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета (ГОУ ВПО КнАГ-ТУ).

Работа выполнялась в соответствии с планами АН СССР (1991-1992 гг. п. 1.11.6); РАН (1993-2000 гг. п. 2.6; 2001-2005 гг. п. 2.3.3; 2006-2008 гг. п. 2.3.7; 2009 г. П. 20); по планам НИР УРАН Института машиноведения и металлургии ДВО РАН (1992-2010 гг.); по грантам УРАН ДВО РАН (2005-2008 гг. № 06-Ш-А-03-073 «Теоретическое и экспериментальное исследование экстремальных условий НДС многокомпонентных пористых систем в ЛВМ», № 05-Ш-А-03-112 «Теоретические и экспериментальные исследования закономерностей управления структурой и свойствами многокомпонентных пористых систем в ЛВМ»), по инициативному проекту ДВО РАН (2007-2008 гг. № 21-ИН-07 «Технология повышения трещиностойкости керамических огнеупорных материалов в металлургии»), по государственному контракту № 15-И-60 на выполнение НИОКР для государственных нужд Хабаровского края по разработке «Технология повышения трещиностойкости огнеупорных материалов в металлургии», 2008 г.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Разработанная технология изготовления пористых ВМ холодным прессованием модельного материала из воскообразного состава ПС 50/50 с 20-40 % водорастворимых компонентов (хлорид натрия, карбонат натрия, нитрат аммония и т.д.) позволяет предотвратить брак при изготовлении, повысить их размерно-геометрическую точность и точность отливок на 2-4 ква-литета.

2. Установлено, что физико-механические свойства пористых ВМ обусловливаются давлением прессования, содержанием, а также фракцией воскообразных компонентов и водорастворимой добавки. Оптимальными свойствами обладают пористые ВМ с 30-40 % водорастворимого порошка фракции 0,4-0,63 мм с материалом связки фракции 0,63-1,0 мм, полученные прессованием при давлении 0,8-1,6 МПа. Физико-механические свойства пористых ВМ при соблюдении установленных рекомендаций принимают значения: твердость - 55-96 ед; прочность: на сжатие - 1,4-2,8 МПа; на разрыв - 0,30,42 МПа; на изгиб - 1,8-2 МПа.

3. Введением пористого МП в этилсиликатную суспензию, обсыпкой МП и ОП формируемых огнеупорных слоев, продувкой этилсиликатных суспензий воздухом разработаны приемы образования и управления пористостью структуры КОФ в диапазонах, соответственно: 22-33; 22-65; 22-66; 2027%.

4. Выявлен характер возникновения деформаций в последовательно формируемых слоях КОФ. Определено, что в момент нанесения 2-го слоя КОФ, в 1-м - резко снижаются деформации (на 75-78 %) с последующим их восстановлением и даже превышением при высыхании слоев. При нанесении 3-го слоя КОФ происходит резкое снижение деформаций: в 1-м слое на 5153%, во 2-м — на 62-64%. Такой циклический характер уменьшения и нарастания деформаций огнеупорных слоев при изготовлении КОФ провоцирует появление трещин или приводит к разрушению формы.

5. Исследованиями определен характер появления деформаций в структуре изготавливаемых КОФ с промежуточными (2-ми) пористыми слоями. Циклический характер изменения деформаций в структурах при сушке пористых КОФ снижается на 9-13 % (по максимальному значению) при использовании пористого МП фракции 0,63 мм в обсыпке промежуточного слоя. Увеличение фракции МП приводит к увеличению деформаций растяжения.

6. Использованием пористых ВМ достигается снижение максимальных деформаций в КОФ на 10-14 % при их послойном изготовлении. Наиболее плавное изменение деформаций характерно для пористых КОФ при их изготовлении обсыпкой огнеупорных слоев МП, максимальные значения которых уменьшаются на 14-17 %. Пористые ВМ и пористый МП пропитываются жидкой составляющей эти л силикатных суспензий при нанесении огнеупорных слоев КОФ, что обеспечивает снижение деформаций в формируемых слоях.

7. Экспериментально определено, что на стадии выплавления ВМ при погружении КОФ в горячую воду деформации, образованные при сушке в структуре КОФ, снижаются на 30-34 %. Дальнейшее резкое увеличение деформаций в КОФ происходит из-за температурного расширения ВМ и ее воздействия на оболочку, разрушению КОФ.

8. Изготовлением пористой КОФ обсыпкой промежуточного слоя МП фракции 0,63 мм достигнуто снижение деформаций на 12-15 % от силового воздействия модельного материала на оболочку при выплавлении модели. Оболочка с пористым слоем в структуре имеет большую проницаемость, что обеспечивает лучшую фильтрацию расплава модельного материала и снижение деформаций в КОФ.

9. Выплавлением пористой ВМ из КОФ установлено незначительное силовое воздействие расплава модельного материала на стенки оболочки, или его полное отсутствие. Расплав модельного материала под действием капиллярных сил пропитывает структуру пористой ВМ, устраняя силовое воздействие на КОФ. Появление незначительных деформаций в структуре КОФ объясняется тепловым расширением модели до ее оплавления и собственным температурным расширением материала оболочки.

10. На основании уравнений механики сплошных сред при использовании численного метода построена математическая модель НДС многослойной КОФ, позволяющая рассчитывать напряжения в структурах с разным расположением пористых слоев и параметрами пористости при температурном и гидростатическом давлении затвердевающего металла до образования твердой корочки толщиной, достаточной для восприятия металлостатической нагрузки. Выявлен характер распределения напряжений в структурах пористых КОФ, наиболее вероятные участки релаксации напряжений и разрушения оболочек. Максимальные напряжения возникают в плотных слоях, минимальные - в пористых. Релаксация напряжений происходит на границе сопряжения плотных и пористых слоев оболочки. На основании расчетных данных наиболее рациональной представляется структура КОФ с пористостью 35,6 % расположенной во 2-м слое с пористостью слоя 90 %.

11. Теоретическими расчетами и экспериментальными исследованиями установлены оптимальные параметры структур пористых КОФ, а именно: пористость 32 - 37 %, расположенная во 2-м или 3-м огнеупорных слоях в виде цепочки пор 0 0,6-1,0 мм. Такие КОФ обладают удовлетворительными физико-механическими свойствами, что позволяет получать отливки высокой размерной и геометрической точности заливкой форм без опорного наполнителя.

12. Установлено, что на брак КОФ по трещинам при их заливке, как в опорном наполнителе, так и без него, значительное влияние оказывает динамическое воздействие струи жидкого металла на оболочку. Выявлен характер изменения гидродинамического давления при заливке КОФ с различной конструкцией литниково-питающей системы. Экспериментально установлено влияние диаметра струи моделирующей жидкости при фиксированном объеме формы и высоты заливки КОФ на гидродинамическое воздействие струи жидкого металла. Разработана новая конструкция литниково-питающей системы с зумпфом в виде половины тора, позволяющая значительно снизить гидродинамическое воздействие струи жидкого металла при заливке КОФ.

13. Промышленными испытаниями и внедрением технологических приемов изготовления пористых ВМ и КОФ было достигнуто: значительное снижение брака ВМ и КОФ; повышение размерной и геометрической точности отливок; реализована заливка КОФ из кристаллического кварца без опорного наполнителя, что обеспечило сокращение себестоимости отливок и производственного цикла. Полученный значительный экономический эффект за счет снижения потерь оболочек и повышения качества литья составил 18074 руб. в год в ценах 1988 г.

1. Основные задачи литейного машиностроения в XII пятилетке // Литейное пр-во. 1986. №2. С. 1-2.

2. Борисов Г.П. Развитие специальных способов литья // Литейное пр-во. 1990. - №6. - С. 23-24.

3. Евстигнеев А.И., Чернышов Е.А., Сапченко И.Г. Некоторые направления и предпосылки проектирования барботажных перемешивающих аппаратов// Повышение качества и эффективности литья по выплавляемым моделям. М.: МДНТП, 1986. - С. 99-106.

4. Антипенко В.Ф., Конотопов B.C., Бочаров Л.А. Совершенствование технологии литья по выплавляемым моделям// Литейное пр-во. 1983. - №9. -С. 20-21.

5. Лакеев A.C., Борисов Г.П. Исследование процесса изготовления моделей при литье по выплавляемым моделям// Изв. вузов. Чер. металлургия. -1970. №2.-С. 136-142.

6. Литье по выплавляемым моделям/ Под. общ. ред. В.А. Озерова. 4-е изд., перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1994. — 448 с.

7. Лакеев A.C. Принцип создания унифицированных модельных композиций нового поколения для литья по выплавляемым моделям//Повышение качества и эффективности литья по выплавляемым моделям. М.: Общ. "Знание" РСФСР, 1989. - С. 22-28.

8. A.c. 1096818 СССР. В 22 С1/18. Смесь для изготовления легкоуда-ляемых моделей/ В.Г. Арсеньев, М.И. Воробьев и др. № 2974342/22-02; За-явл. 14.04.89, Опубл. 1990. Бюл. № 30.

9. Лакеев A.C., Борисов Г.П. Основы реологии модельных материалов для литья по выплавляемым моделям. Киев: Накова думка, 1971. - 132 с.

10. Лакеев A.C., Александрова E.H. Разработка моделей с особыми свойствами для точного литья// Физико-химические исследования литейных процессов. Киев, 1985.-С. 88-89.

11. Гаранин В.Ф., Озеров В.А., Климкин Ю.И. Исследование воскопо-добных модельных материалов, используемых при литье по выплавляемым моделям// Прогрессивные технологические процессы в литейном производстве. -М.: 1985.-С. 77-80.

12. Гаранин В.Ф., Озеров В.А., Мирошников И.В. Разработка и исследование новых модельных и формовочных материалов, используемых прилитье по выплавляемым моделям// Повышение эффективности литейных процессов и качества отливок. Хабаровск, 1986. - С. 130-133.

13. Литье по выплавляемым моделям/ Под ред. Я.И. Шкленника и В.А. Озерова. М.: Машиностроение, 1984. - 408 с.

14. Небогатов Ю.Е., Тамаровский В.И. Специальные виды литья. М.: Машиностроение, 1975.- 175 с.

15. A.c. 132777 СССР, МКИ5 В 22 С 23/02. Устройство для изготовления выплавляемых моделей/ В.А. Кузьмин, В.И. Маховер, A.M. Балашов, (СССР). № 661790/22; Заявл. 02.04.60; Опубл. 19.10.60, Бюл. № 5.

16. A.c. 1687358 СССР, МКИ5 В 22 С 7/02. Способ изготовления выплавляемых моделей/ П.Ф. Степченко, Г.И. Наумов, B.C. Маколкин, У.Е. Широбокова (СССР). № 4630429/02; Заявл. 03.01.89; Опубл. 30.10.91, Бюл. №40.

17. A.c. 1331610 СССР, МКИ5 В 22 С 9/04. Способ изготовления форм по выплавляемым моделям/ В.А. Рыбкин, В.П. Макеев, P.P. Осипов (СССР). -№ 3997754/31-02; Заявл. 30.12.85; Опубл. в Б.И. 1987, № 31.

18. Пат. 4601870 США, МКИ5 В 22 С 45/57. Способ изготовления пустотелых выплавляемых моделей. Injection molding process/ Sasaki vobujoshi (M. С. L. Co. Ltd). № 58-72975; Заявл. 23.09.84, Опубл. 22.07.86, УДК 621.74.045: 621.744.072.2 (088.8) (73).

19. A.c. 801967 СССР, В 22 С 7/02. Способ изготовления выплавляемых моделей/ П.Ф. Степченко, Г.И. Наумов. № 2726229/22-02; Заявл. 14.02.79, Опубл. 1981. Бюл. №33.

20. A.c. 1068210 СССР, МКИ5 В 22 С 7/02. Выплавляемая модель/ И.В. Рыжков, М.С. Бреслер, В.К. Канский, А.П. Некрасов, Б.И. Сыч, Б.П. Таран,

21. B.Н. Ларионов (СССР). № 3459577/22-02; Заявл. 13.05.82; Опубл. 23.01.84, Бюл. № 3.

22. Конотопов B.C., Голубчик A.C. О механизме формирования пено-полистироловых моделей точных отливок// Литейное пр-во. 1984. - №1. —1. C. 21-22.

23. Озеров В.А., Шуляк B.C., Плотников Г.А. Литье по моделям из пе-нополистирола. -М.: Машиностроение, 1970. 183 с.

24. Акопян В.А., Степанов Ю.А. Точность отливок по выплавляемым моделям// Литейное пр-во. 1980. - № 7. С. 23-25.

25. Заявка 59-197343 Япония. МКИ В 22 С 9/04 / Маэхаси Йосицугу. -Опубл. 08.11.84.

26. Заявка 61-224416 Япония. МКИ В 22 С 7/00 / Икэда Кэн. Опубл. 08.11.84.

27. Заявка 63260646 Япония. МКИ В 22 С 7/02 / Омори Мотофуми и др. -Опубл. 27.10.88.

28. Шуб И.Е., Сорокин П.В. Точное литье по выплавляемым моделям. -Л.: Машиностроение, 1968. 235 е., ил.

29. Benesfeau Dominique-Marie. Foundrie a modelle perdu: I'uree de la cire// Usine mouv. 1986. № 38. - P. 110-111.30. Pat. 4809761 USA.

30. Fuyilita Tadao. Литье по выплавляемым моделям с применением водорастворимых моделей из мочевины/ Imono Y. Jap. Foundrymens Soc. 1988. -60, №4.-P. 211-214.32. Pat. 57-37418 JP.

31. Присяжный Б.Д., Мирный B.H. и др. Термическая устойчивость водорастворимых и стержневых модельных масс// Литейное пр-во. 1983. № 11.-С. 33-34.

32. Заявка 57-50239 Япония. МКИ В 22 С 9/04. Опубл. 24.03.82.

33. A.c. 1344495 СССР. В 22 С1/08. Смесь для изготовления водорастворимых канальных стержней сложной конфигурации/ В.А. Озеров, A.C. Муркина и др. № 4079638/31-02; Заявл. 14.04.86., Опубл. 1987. Бюл. № 38.

34. Mayazaki Tomoaki, Susuki Toshio. Влияние добавки водорастворимого нейлона на свойства моделей из мочевины// Imono Y. Jap. Foundrymens Soc. 1984. - 56, № 1. - P. 35-40.

35. A.c. 1105271 СССР. В 22 С7/02. Смесь для изготовлени водорастворимых стержней и моделей/ Г.Б. Топорищева, Т.П. Боярышникова, И.П. Малкин. № 3561205/22-02; Заявл. 16,05,82, Опубл. 1984. Бюл. № 28.

36. Черномас В.В. Технология получения керамических форм по комбинированным моделям повышенной точности// Автореф. дис. канд. техн. наук. Комсомольск-на-Амуре. — 1994. - 18с.

37. Лакеев A.C. Формообразование в точном литье. Киев: Наукова думка, 1985. 256 с.

38. Шагеев З.А. Современные скоростные способы точного литья по выплавляемым моделям. М.: МАИ, 1979, 107 с.

39. Гаранин В.Ф., Озеров В.А., Муркина A.C., Куренкова O.A. Выплавление моделей из оболочковых форм // Литейное производство. 1997. №2. С. 16-18.

40. A.c. 1210955 СССР. В 22 С 9/04. Способ изготовления оболочковых форм по выплавляемым моделям из вспененного материала/ № 3623638/2202.- Заявл. 03.05.83; Опубл. 1986. Бюл. №6.43. Pat. 57-42414 JP.44. Pat. 57- 11710 JP.

41. A.c. 458390 СССР. В 22 d 29/00. Выплавляющий водный раствор для удаления легкоплавких моделей из керамической формы / Ислантьев Ю.С., Фролов Н.П. №188485/22-2. Заявл: 12.02.73, Опубл. 1975. Бюл. №4.

42. Иванов В.Н., Чулкова А.Д. Разделение выплавляющей среды и модельной композиции // Литейное производство. 1974. №4. С. 37-38.

43. A.c. 453234 СССР. В 22 С 1/00. Раствор для удаления модельного материала из керамической формы в производстве литья по выплавляемым моделям / Перевозкин Ю.А., Синюшин Ю.С., Гечечкори А.И. №1876498/222. Заявл. 30.01.73, Опубл. 1974. Бюл. №46.

44. Селиванов Ю.А., Иванова Л.А., Кирилишин В.П. Особенности изготовления оболочковых форм на основе водного шликера // Литейное производство. 1988. №9. С. 22-23.

45. Селиванов Ю.А. Изготовление двухслойных оболочковых форм // Литейное производство. 1990. №7. С. 22-23.

46. Шапранов И.А., Слепнев Г.М., Кокойкин С.П. и др. Использование сверхвысоких частот для прокаливания оболочковых форм // Литейное производство. 1990. №7. С. 24-25.

47. Захватов Ю.К., Подымов А.Н. Высокочастотный способ выплавления модельных составов // Литейное производство. 1983. №7. С. 20-21.

48. Заявка 56-117857 Япония. МКИ В 22 С 9/04. Сито Томоси. Опубл. 19.06.81.

49. Заявка 56-117860 Япония. Опубл. 16.09.81.54. Патент 4655276 США.

50. Сапченко И.Г. Евстигнеев А.И. Особенности удаления моделей из оболочковых форм в ЛВМ // Литейное производство. 1999. №2. С. 35-36.

51. Сапченко И.Г. Евстигнеев А.И., Костина Т.В. Особенности выплавления моделей из оболочковых форм различных конструкций // Литейное производство. 1999. №6. С. 25-26.

52. Заявка 62-230452 Япония. МКИ В 22 С 7/02. Опубл. 09.10.87.

53. Заявка 60-152343 Япония. МКИ В 22 С 9/04. Опубл. 10.08.85.

54. Заявка 59-163049 Япония. МКИ В 22 С 9/04. Опубл. 14.08.84.

55. Технологические и радиоизотопные исследования графитовых форм для титанового литья / А.В. Ботте, JI.M. Челядинов, Н.М. Кочегура и др. Киев: Наук, думка, 1975. - 110 с.

56. Пепелин Б.А. Исследование исходных факторов, влияющих на образование трещин в керамических формах, изготовляемых по выплавляемым моделям. В кн.: Новое в точном литье. Киев: ИПЛ АН УССР, 1972, с. 78-84.

57. Бабенко В.И., Пельтек Ю.А. и др. Номограмма для определения времени сушки форм при литье по выплавляемым моделям // Рукопись деп. в ВНИИТЭМП 18.03.88. -№ 1Ю-мш88.

58. Бредис В.Э., Щапов Г.А., Фирсов В.Г. и др. Расчет продолжительности сушки форм при литье по выплавляемым моделям // Литейное производство. 1976. - № 6. - С. 31-33.

59. Юсипов Р.Ф., Рыбкин В.А., Степанов Ю. А. Стенд для контроля деформаций керамических оболочковых форм // Литейное производство. -1981,-№5.-С. 32-33.

60. Иванов В.Н., Зарецкая Г.М. Литье в керамические формы. М.: Машинастроение, 1975. - 136 е., ил.

61. Евстигнеев А.И., Тимофеев Г.И., Сапченко И.Г. Барботажная технология и установки приготовления связующих растворов и суспензий для литья по выплавляемым моделям. Владивосток: Изд-во Дальневост. ун-та,1988.- 112 с.67. Pat. 157958 GDR.

62. Калмыков В.Ф. Ускоренный способ изготовления оболочек форм по выплавляемым моделям // Литейное производство. 1986. - №11.-е. 32-33.

63. Повышение качества и эффективности литья по выплавляемым моделям // Материалы семинара. М, 1989. - 162 с.

64. А. с. 1214313 СССР. В 22 С 9/12. Способ сушки форм, изготовленных по выплавляемым моделям / Л.Н. Бушуева, А.Н. Бушуев. -№37625040/22-02; Заявп. 26.06.84; Опубл. 1986. Бюл. № 8.

65. Заявка 57-70052 Япония. МКИ В 22 С 9/04 / Хаяси Посиоро. -Опубл. 30.04.82.

66. Литье по выплавляемым моделям / Под ред. Я.И. Шкленника и В.А. Озерова. М.: Машиностроение, 1971. 436 с.

67. Жуковский С.С. Прочность литейой формы. М.: Машиностроение,1989. 288 с.

68. Евстигнеев А.И., Сапченко И.Г., Тышкевич В.Н. и др. Определение механических характеристик оболочковых форм с учетом их слоистости // Известия ВУЗов. Черная металлургия. 1991. - №2. - с. 64-67.

69. Евстигнеев А.И., Сапченко И.Г., Тышкевич В.Н., Васин В.В. Влияние пористости на прочность оболочковых форм по ВМ // Известия ВУЗов. Черная металлургия. 1991. - №8. - с. 51-53.

70. Евстигнеев А.И., Сапченко И.Г., Тышкевич В.Н., Тимофеев Г.И. Определение механических характеристик слоистых оболочковых форм // Литейное производство. 1992. - №8. - С. 25.

71. Сапченко И.Г., Евстигнеев А.И. Температурные напряжения в пористых оболочковых формах // технология получения и применения новых материалов в порошковой металлургии и машиностроении. Сборник научных трудов. Владивосток. ДВО РАН, 1992. С. 125-137.

72. Александров В.М., Кулаков В.А., Лонзингер В.А. Повышение термостойкости оболочковых форм для отливок турбоколес // Литейное производство. 1984. - №4. - С. 19.

73. Васин Ю.П., Евсеева Т.М., Лонзингер В.А. Искусственные пористые материалы //Литейное производство. 1989. №7. С. 16-17.

74. Писарев И.Е., Мушиц В.И., Ивахов И.С. Безопочное прокаливание и заливка этилсиликатных оболочковых форм // Литейное производство. 1984. №9. С.26-28.

75. Шпиндлер С.С., Неуструев A.A., Мамлеев Р.Ф. Исследование термомеханических свойств оболочковых форм по выплавляемым моделям // Литейное производство. 1983. №3. С. 19-20.

76. Голенков Ю.В., Рыбкин В.А. Оценка деформаций оболочковых форм при заливке // Литейное производство. 1989. №7. С.17-18.

77. Тимофеев Г.И., Огорельцев В.П., Черепнин А.Ю. Влияние температурного фактора на напряженно-деформированное состояние оболочковой формы // Известия ВУЗов. Черная металлургия. 1990. - №8. - с. 69-71.

78. Чулкова А.Д., Иванов В.Н. Некоторые свойства оболочковых форм при высокой температуре // Литейное производство. 1980. №6. С. 13-14.

79. Васин Ю.П., Лонзингер В.А. Расчет термостойкости оболочек при литье по выплавляемым моделям // Литейное производство. 1989. №7. С. 1718.

80. Пепелин В.А. Исследование исходных факторов, влияющих на образование трещин в керамических формах, изготовленных по выплавляемым моделям //Новое в точном литье. Киев: ИПЛ АН УССР, 1972. С. 78-84.

81. Голенков Ю.В., Рыбкин В.А., Юсипов Р.Ф. Силовое взаимодействие опорного материала с оболочковой формы при литье по выплавляемым моделям // Литейное производство. 1988. №2. С. 14-15.

82. Шпиндлер С.С., Неуструев A.A., Церельман Н.М. Определение термического сопротивления контакта отливка-форма при литье по выплавляемым моделям // Известия ВУЗов. Черная металлургия. — 1986. №9. - с. 97-100.

83. Физико-химическое исследование формирования керамической оболочки при нанесении огнеупорных покрытий и их прокаливании: Отчет о НИР (заключительный) / МВТУ им. Н.Э. Баумана. №ГР 71077911; Инв. № Б162003. - М., 1971.- 88с.

84. Применение электрофизических методов обработки в процессе изготовления оболочек литья по выплавляемым моделям: Отчет о НИР (заключительный) / МАДИ №ГР 71010909; Инв. №Б 47387.-М., 1975.- 101 с.

85. Энциклопедия неорганических материалов: В 2 частях. Киев.6 Главная редакция Украинской советской энциклопедии, 1977. 813с.

86. Ежов В.А. Разработка и внедрение технологического процесса литья по выплавляемым моделям стальных деталей в шамотные керамические формы без опорного наполнителя: Дис. . канд. техн. наук. Ярославль, 1983,-211с.

87. Пивинский Ю.Е., Ромашин А.Г. Кварцевая керамика. М.: Металлургия, 1974. 246с.

88. A.c. 394152 СССР, МКИ; В22сЗ/00, В22с9/04. Наполнитель на основе электрокорунда для литейного производства / A.A. Лунев, Е.П. Феофи-лантова, И.З. Певзнер, В.А. Чумакова, Л.С. Шипкина, М.К. Ульянова (СССР). Опубл. 22.08.73, Бюл. №34.

89. Алешин A.C. Исследование состава керамических оболочковых форм отливок по выплавляемым моделям // Литейное производство. 1973. -№ 12. - С. 13-14.

90. Королев В.М., Степанов В.М. Фасонное точное литье по выплавляемым моделям. М.: Оборонгиз, 1962. - С.63-70.

91. Пепелин Б.А. Новая технология подготовки форм под заливку металлом в литье по выплавляемым моделям // Автомобильная промышленность. 1973. - №12. - С. 28-30.

92. Термостойкие формообразующие композиции для точного литья / Лакеев A.C., БерабашВ.А. // Немеет, литье изделия и матер. Киев, 1988. -С.82-88.

93. Ткаченко K.M. Формовочные материалы для литья по выплавляемым моделям// Литейное производство. 1963. - №10. - С. 1-3.

94. Курчман Б.С. Точное литье. М.: Гос. из=во оборонной промышл., 1964. - 124с.

95. Дошкарж И. и др. Точное литье в керамические формы: Пер. с чешского. М.: Машгиз, 1962. - 243с.

96. Повышение плотности лопаток турбин при литье по выплавляемым моделям в вакууме / Шпиндлер С.С. и др. // Литейное производство. -1974. №2. - С.2-3.

97. Точность отливок в тонкостенных формах / Б.В. Рабинович и др. // Литейное производство. 1972. - №8. - С.5-3.

98. Ситниченко А.И. Развитие технологии литья по выплавляемым моделям // Литье по выплавляемым моделям за рубежом. М.: МДНТП, 1963.-С. 19-27.

99. Влияние дисперсного пылевидного кварца на свойства этилсили-катных суспензий и форм / В.Э. Бредис и др. // Перспективы развития производства литья по выплавляемым моделям: Сб. науч. тр. М.: МДНТП, 1975. -С. 93-96.

100. Описание времени прокаливания форм из кристаллического кварца / В.В. Иванов, А.Д. Чулкова, С.А. Бородачев // Повышение качества и эффективности литья по выплавляемым моделям: Сб. науч. тр. М., МДНТП, 1981. -С.64-72.

101. Черников Б.А. Литье в упрочненные керамические формы // Литейное производство. 1969. - №8. -С. 38.

102. Вопросы изготовления этплсиликатного связующего покрытия для литья по выплавляемым моделям / З.К. Анчеева и др. // Литейное производство. 1964. №1. - С. 2-5.

103. Состав растворов, полученных при гидролизе ЭТС 32, ЭТС - 40 и ЭТС - 50 / И.В. Соболевский и др. // Литейное производство. - 1974. - №9. -С.27-29.

104. Барабаш Д.С., Хапин В.Ф. Применение этилсиликата-40 при изготовлении керамических форм // Литейное производство. 1972. - №9. - С.39.

105. Щегловитов A.A. Оптимизация рецептуры связующих растворов ЭТС 40 // Литейное производство. - 1972. - №11. - С.31.

106. Косицкий В.Ф.Применение этилсиликата-40 при литье по выплавляемым изделиям // Литейное производство. 1969. №8. - С. 25-26.

107. Березовский Ф.М. Исследование влияния акустической обработки суспензии и магнитной активации ЭТС на прочность оболочек в точном литье по выплавляемым модлем: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Челябинск, 1976. - 22с.

108. Шприц Б.Б. Исследование процессов и изыскание оптимальных режимов изготовления литейных форм по выплавляемым моделям: Автореф. дис. канд. техн. наук. М., 1969. - 32с.

109. Приготовление суспензии для керамических и оболочковых форм / Е.А. Чернышов, А.И. Евстигнеев, Л.А. Федорова, В.И. Лашин // Литейное производство. -1983. №6. - С. 24-25.

110. Чернышов Е.А., Уваров Б.И. Совершенствование технологии приготовления этилсиликатного связующего // Литейное производство. -1984. -№8. С.21-22.

111. Евстигнеев А.И., Телеш В.В., Петров В.В. Барботажный способ приготовления этилсиликатного связующего и суспензии // Литейное производство. 1985. - №4 С. 19-20.

112. Уваров Б.И., Шварц Е.Г., Уварова Т.А. Совершенствование барбо-тажного способа приготовления этилсиликатного связующего // Технология и организация производства. 1989. - №2. - С. 51-52.

113. Тамаровский В.И. и др. Исследование прочности керамических форм при нагреве // Сборник трудов конструкторского и технологического института автоматизации и механизации автомобилестроения. Челябинск, 1971. Вып.-2.-С. 97-111.

114. Оболенцев Ф.Д. Применение песчано-керамических форм для изготовления литой арматуры // Специальные способы литья: Сб. науч. тр. Л., Машгиз, 1971. - С. 224-231.

115. Эмульсионное этилсиликатное покрытие / А.Д. Чулкова и др. // Литейное производство. 1972. № 10. - С. 8-10.

116. Совершенствование изготовления керамических форм / А.Д. Чулкова и др. // Литейное производство. 1973. - №12. - С. 15-18.

117. Алешин A.C. Исследование состава керамических оболочковых форм отливок по выплавляемым моделям // Литейное производство. 1973. -№12. С.13-14.

118. Пат. 3854961 США, МКИ В28в7/34. Удаление моделей из керамических оболочковых форм и упрочнение последних.

119. Совершенствование технологии литья по выплавляемым моделям / К.А. Гольбин и др. // Литейное производство. 1965. - №12. - С.37.

120. Литье по выплавляемым моделям / Под ред. Я.И. Шкленика и В.А. Озерова 2-е изд., перераб. и доп. - М., 1962.

121. A.c. 637191 СССР, МКИ4 В22с1/02. Огнеупорная суспензия для изготовления форм по выплавляемым моделям / H.A. Кошуба и др. (СССР).

122. A.c. 411951 СССР, МКИ4 В22с9/04. Суспензия для изготовления огнеупорных форм / В.Н. Иванов, Г.М. Зарецкая, Е.И. Пронкин, A.M. Михайлов (СССР). Опубл. 2501.74, Бюл. №3.

123. A.c. 395157 СССР, МКИ4 В22с1/00. Связующее для приготовления керамической суспензии / П.П. Сивин, Ю.Е. Ислантьев, И.А. Черкасов (СССР). Опубл. 28.08.73, Бюл. №35.

124. A.c. 240952 СССР, МКИ4 31 Б2 25/00. Способ изготовления форм / Ю.Л. Перевозкин (СССР).

125. Норанические связующие материалы керамических литейных форм (обзор): НИИмаш. / Ю.Л. Перевозкин и др. М., 1972.

126. Повышение противопригарных свойств песчанобентонитовых смесей / Ю.П. Васин и др. // Специальные способы литья: Сб. науч. тр. Л., Машгиз, 1971. - С.72-75.

127. Повышение качества поверхности отливок, изготавливаемых центробежным литьем / В.А. Ефимов и др. // Специальные способы литья: Сб. науч. тр. Л., Машгиз, 1971. С. 187-190.

128. Улучшение поверхности отливок применением стеклокерамиче-ских покрытий форм / Д.В. Кириченко и др. // Специальные способы литья: Сб. науч. тр. Л., Машгиз, 1971. - С. 253-255.

129. A.c. 506464 СССР, МКИ4 В22с9/04. Состав для упрочнения оболочковых керамических литейных форм / Ю.Л. Перевозкин (СССР).

130. A.c. 360142 СССР, МКИ4 В22с9/04. Упрочняющее покрытие керамических форм / И.Е. Писарев, П.П. Невтунов, В.А. Васильев (СССР).

131. A.c. 555969 СССР, МКИ4 В22с9/04. Смесь для упрочнения оболочковых керамических форм / Ю.С. Синюшин (СССР).

132. A.c. 1129014 СССР, МКИ4 В22с9/04. Способ изготовления многослойных комбинированных форм по выплавляемым моделям / J1.A. Бочаров, JI.A. Вавинский, A.A. Семененко, И.П. Зоркина, В.П. Туровский, А.Ф. Москаленко (СССР). Опубл. 15.12.84, Бюл. №46.

133. A.c. 1136883 СССР, МКИ4 В22с9/04. Способ изготовления многослойных комбинированных форм по выплавляемым моделям / Ф.М. Березовский, Т.М. Сухарева, А.И. Сузганов, Л.Д. Розовский, Е.В. Хохлова (СССР). -Опубл. 30.01.85, Бюл. №4.

134. Копылов А.И. Совершенствование метода ускоренного изготовления жидкостекольных оболочек в литье по выплавляемым моделям: дис. . канд. техн. наук. Челябинск, 1987. 193 с.

135. Шагеев В.А. Новое в точном литье в связи с применением термостойких керамических оболочек // Сб. науч. тр. М., МДНТП, 1963. -С. 5156.

136. Конанов В.М., Ицкевич Б.А. Стабилизация свойств керамики с термореактивной присадкой для точного литья в оболочковые формы // Сб. науч. тр. М., МДНТП, 1963.'- С. 62-67.

137. Шипулин Н.В. Упрочнение оболочковых форм в производстве литья по выплавляемым моделям // Прогрессивная технология литейного производства: Сб. науч. тр. -Горький, ВВКИ, 1962. С. 512-516.

138. Шипулин Н.В. Упрочнение форм при литье по выплавляемым моделям // Литейное производство. 1969. 312.- С. 32-33.147. Патент № 345804 (США).

139. Патент № 36549849 США). Porcupine Shell Molds And Method Making Same 1972. - T.897. - №2.

140. A.c. 1238880 СССР, МКИ4 B22c9/00. Способ получения оболочковых форм / Л.А. Иванова, В.И. Карлин, Ф.Д. Оболенцев, О.Я. Савченко, И.М. Касьянов (СССР). Опубл. 23.07.82, Бюл. №27.

141. Тимофеев Г.И., Сапченко И.Г., Евстигнеев А.И. Армирование этилсиликатных растворов и суспензий стекловолокном в литье по выплавляемым // Прогрессивная технология получения отливок: Тез. докл. Горький: ГПИ, 1987.-С. 5-6.

142. A.c. 1238880 СССР, МКИ4 B22cl/16. Суспензия для изготовления оболочковых литейных форм по выплавляемым моделям / В.М. Александров, Б.А. Кулаков, A.A. Солодянкин, Е.П. Круглов, Н.И. Бородовидян, В.А. Кор-неев (СССР). Опубл. 23.06.86, Бюл. №23.

143. A.c. 360142 СССР, МКИ4 В22с9/04. Упрочняющее покрытие керамических форм / И.Е. Писарев, П.П. Жевтунов, В.А. Васильев (СССР). -Опубл. 28.11.72, Бюл. №36.

144. Iron and Steel Engineering. 1978. - T. 55. - №3.

145. Руденко A.A., Рыбкин В.А. Применение пористых огнеупорных материалов в оболочковых формах, получаемых по выплавляемым моделям // Литейное производство. 1979. №2. - С. 18-20.

146. Пористые огнеупорные материалы в литье по выплавляемым моделям / С.Т. Моисеев, Г.М. Юй, В.М. Лавринов, A.A. Руденко, В.А. Рыбкин // Технология производства, научная организация труда и управления. 1979. -№4. - С. 1-2.

147. Бараданьянц В.К. Применение гипса для точного литья металлов // Труды совещания по производству формовочного гипса и его применению в различных отраслях промышленности. Промиздат, 1957. - С. 37-94.

148. Точное литье цветных сплавов в гипсовые и керамические формы / O.E. Кестнер, В.К. Караданьянц, Л.А. Лапидовская, О.Б. Лотарева. М.: Машиностроение, 1968. - 292с.

149. A.c. 328979 СССР, МКИ4 В22с1/01. Огнеупорный материал для обсыпки наносимого на блоки моделей керамического покрытия / Н.М. Ха-рахан, В.Ф. Столяр, Е.И. Кураков, Г.Ф. Столяр (СССР). Опубл. 09.02.72, Бюл. №7.

150. Будников П.П., Пивинский Ю.Е. Новые керамические материалы. М.: Знание, 1968. 48 с.

151. Волокнистые композиционные материалы / Под ред. С.З. Бок-штейна. М.: Мир, 1967. - 284с.

152. Пат. 14106 34 Англия, МКИ В22сЗЗ/00 (С 3N). Способ изготовления керамических оболочковых форм / Stearns David Edward, Cassidy Jolt Edword. Опубл. 22.10.75.

153. A.c. 430939 СССР, МКИ4 B22c9/04, В23с7/00. Способ изготовления высокоогнеупорных форм / A.C. Лакеев, Г.П. Борисов, В.А. Барабаш (СССР). Опубл. 05.06.74, Бюл. №21.

154. Евстигнеев А.И. Разработка и исследование способов повышения прочности и трещиноустойчивости оболочковых форм в литье по выплавляемым моделям: Дис. . канд. техн. наук. Горький, 1981. - 285 с.

155. A.c. 1045993 СССР, МКИ4 В22с1/00. Суспензия для изготовления оболочковых форм по выплавляемым моделям / И.Г. Ратуш, Г.М. Слепнев, Г.А. Каплуновский, В.В. Морозов, Ю.И. Худобин, З.Г. Комор (СССР). -Опубл. 07.10.83, Бюл. №37.

156. A.c. 1364386 СССР, МКИ4 В22с1/00. Обсыпочный материал / Н.Д. Славгородский, Т.А. Мотина, В.Г. Марченко (СССР). Опубл. 07.01.88, Бюл. №1.

157. A.c. 1014625 СССР, МКИ4 В22с1/16. Суспензия для изготовления промежуточного слоя многослойной оболочковой формы по выплавляемым моделям / Г.Н. Тимофеев (СССР). Опубл. 30.04.83, Бюл. №16.

158. A.c. 1068203 СССР, МКИ4 В22Ы/00. Обсыпочный материал для изготовления оболочковых форм по выплавляемым моделям / Б.А. Кириев-ский, А.И. Приступа, Н.В. Шипулин, В.Ф. Куприянов, В.П. Марфупин (СССР). Опубл. 23.01.84, Бюл. №3.

159. Евсеева Т.М. Применение искусственных пористых материалов для изготовления отливок методом литья по выплавляемым моделям: Автор, дис. . канд. техн. наук. Киев, 1989. - 16с.

160. A.c. 399289 СССР, МКИ4 В22с1/00. Суспензия для изготовления керамических форм / Г.И. Цыганенко, M.J1. Брызгалов, A.M. Добреева, В.В. Яковлев, Ю.И. Песчаников, A.B. Комаров, B.C. Харменко (СССР). Опубл. 03.10.73, Бюл. №39.

161. Эванс А.Г., Лэнгдрн Т.Г. Конструкционная керамика: Пер. с англ. -М.: Металлургия, 1980 255с.

162. Балкевич В.Л. Техническая керамика: Учебное пособие для втузов. 2-е изд., перераб, и доп. - М.: Стройиздат, 1984. - 256с.

163. Стрелов К.К. Теоретическое основы технологии огнеупорных материалов. М.: Металлургия, 1985. - 480 с.

164. Стрелов К.К., Кащеев И.Д., Мамыкин П.С. Технология огнеупоров: Учебник для техникумов. 4-е изд., перераб. и доп. - М.6 Металлурги, 1988. - 528 с.

165. Заявка 63194843 Япония, МКИ4 В22с9/04. Способ изготовления форм по выплавляемым хмоделям / Танигути Харитоси, Ниппон Фандорн Са-бису К.К. Опубл. 12.08.88г.

166. Сухарев М.Ф., Майзель И. Л., Сандлер В.Г. Производство теплоизоляционных материалов: Учебник для подгот. рабочих на производстве. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Высш. школа, 1981. - 231с.

167. Васин Ю.П., Логиновский А.Н., Копылов А.Н. Повышение прочности керамических форм по выплавляемым моделям // Литейное производство. 1983.-№4.-С. 42-43.

168. Керамические формы с пористым, малотеплопроводным слоем покрытия / Г.И. Тимофеев и др. // Литейное производство. 1978. - №12. - С. 32.

169. Оболочковые формы с регулируемыми свойствами / С.С. Шпинд-лер и др. // Литейное производство. 1975. - №4. С. 31-32.

170. Камлеев Р.Ф. Исследование тепловых условий литья по выплавляемым моделям в формы с регулируемыми свойствами: Автореф. дис. . канд. техн. наук. М., 1981. - 24 С.

171. Финкель В.М. Физические основы торможения разрушения. М.: Металлургия, 1977. - 360с.

172. Кипарисов С.С., Либенсон Г.А. Порошковая металлургия: Учебник для техникумов 3-е изд., перераб. - М.: Металлургия, 1991. - 432 с.

173. Цукерман С.А. Порошковые и композиционные материалы. М.: Изд-во "Наука", 1976. - 128 с.

174. Злобин Т.П. Формование изделий из порошков твердых сплавов — М., Металлургия, 1980. 224 с.

175. Гегузин Я.Е. Физика спекания. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Наука, 1984.-312 с.

176. Скороход В.В., Солонин С.М. Физико-металлургические основы спекания порошков. — М.: Металлургия, 1984. 159 с.

177. Сапченко И.Г., Жилин С.Г., Штерн М.В. Точность удаляемых моделей и качество оболочковых форм в литье по выплавляемым моделям // Литейное производство. 2005. №2. С.20-22.

178. Сухарев М.Ф., Майзель И.Л., Сандлер В.Г. Производство теплоизоляционных материалов: Учебник для подгот. рабочих на производстве. -3-е изд., перераб. и доп. М.: Высш. школа, 1981. - 231с.

179. Сухоруков Ю.М. Пористые каменные дорожно-строительные материалы. М.: Транспорт, 1984. 134с.

180. Горенко В.Г., Яновер Я.Д. Теплоизоляционные материалы в литейном производстве. К.: Техника, 1981. - 96с.

181. Евстигнеев А.И., Сапченко И.Г., Тышкевич В.Н., Васин В.В., Ку-ренков В.И. Определение механических характеристик оболочковых форм сучетом их слоистости // Известия ВУЗов. Черная металлургия. 1991. №2. С. 64-67.

182. Сапченко И.Г., Евстигнеев А.И., Петров В.В. Технологические особенности формирования структур и свойств оболочковых форм в литье по выплавляемым моделям // Материаловедение. 2000. № 11. С. 51-53.

183. Петров В.В., Аласкаров Н.И., Одиноков В.И. Расчет напряжений и деформаций в оболочковой форме при затвердевании отливки // Литейное производство. 2000. №3. С.53-55.

184. Евстигнеев А.И., Петров В.В., Салина М.В., Одиноков В.И. Расчет напряжений и деформаций в осесимметричной оболочковой форме при затвердевании отливки // Литейное производство. 2004. №6. С.29-31.

185. Одиноков В.И. Численное исследование процесса деформации материалов бескоординатным методом. Владивосток: Дальнаука, 1995. - 168 с.

186. Специальные способы литья: Справочник / В.А. Ефремова, Г.А. Анисович, В.И. Бабич и др.; Под общ. Ред. В.А. Ефимова. М.: Машиностроение, 1991. - 436 е.: ил. - ( Технология литейного производства ).