Развитие научных и технологических основ получения фасонных литых заготовок в песчаных формах без усадочных дефектов и горячих трещин

• Автор: Коротченко, Андрей Юрьевич
• Шифр специальности: 05.16.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 306 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. АНАЛИЗ КОМПЛЕКСНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ СПОСОБОВ УПЛОТНЕНИЯ СМЕСИ И УСТРАНЕНИЯ УСАДОЧНЫХ ДЕФЕКТОВ И ГОРЯЧИХ

ТРЕЩИН В ОТЛИВКАХ

1.1. Взаимосвязь процессов, протекающих при уплотнении смеси в форме и формировании усадочных дефектов и горячих трещин в отливках

1.2. Анализ уплотнения сырых песчано-глинистых смесей

1.2.1. Варианты методик для расчета уплотнения смеси в форме

1.2.2. Особенности реологических моделей для формовочных смесей

1.2.3. Определение значений элементов реологической модели смесиЗО

1.3. Формирование отливок в литейной форме без усадочных дефектов

1.3.1. Основные методы расчета параметров прибылей

1.3.2. Определение зоны питания прибылей

1.3.3. Критериальная оценка образования усадочной пористости в отливках
1.4. Процесс образования горячих трещин в отливках
1.4.1. Причины образования горячих трещин и способы борьбы с ними

1.4.2. Критерии образования горячих трещин в отливках
Выводы по главе
Глава 2 ИССЛЕДОВАНИЕ УСЛОВИЙ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ПРИ
ПОЛУЧЕНИИ ФАСОННЫХ ОТЛИВОК В ПЕСЧАНЫХ ФОРМАХ
2.1 Методика проведения экспериментов
2.2. Результаты экспериментов. Определение вида реологической модели смеси и значений ее элементов
2.3. Методика определения значений элементов реологической модели смеси
2.4. Изменение значений элементов реологической модели при
изменении плотности смеси
Выводы по главе
Глава 3 РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКИХ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ, ПОВЫШАЮЩИХ КАЧЕСТВО УПЛОТНЕНИЯ ПЕСЧАНЫХ ФОРМ
3.1. Математическая модель уплотнения формовочной смеси
3.1.1. Связь между напряжениями и деформациями в смеси
3.1.2. Двумерная модель формовочной смеси
3.2. Расчет уплотнения смеси в плоском сечении формы при
встряхивании
3.4. Упрощение математической модели уплотнения смеси
3.5. Одномерная математическая модель уплотнения смеси
3.6. Математическая модель уплотнения смеси импульсом сжатого воздуха
3.7. Расчеты уплотнения смеси импульсом сжатого воздуха
3.8. Пути повышения качества формы при импульсном уплотнении
3.9. Исследование влияния перетекания смеси при уплотнении на качество формы
3.10. Пути повышения качества формы при уплотнении смеси
встряхиванием
3.1 1. Исследование влияния вида напряженного состояния смеси на характер уплотнение смеси. Дифференциальное уравнение уплотнения
смеси
3.12. Пути развития способов изготовления песчаных форм
Выводы по главе
Глава 4 РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКИХ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ ПОЛУЧЕНИЕ ОТЛИВОК С ЗАДАННЫМ УРОВНЕМ УСАДОЧНЫХ ДЕФЕКТОВ
4.1. Фильтрация жидкого расплава в двухфазной зоне
4.2. Критерии оценки кристаллического строения отливки
4.3. Разработка критериев для расчета образования пористости в отливках и длины зоны питания прибылей

4.4. Влияние условий литья на критические значения критериев пористости
4.4.1. Учет действия массовых сил на критические значения критериев пористости
4.4.2. Влияние газонасыщенности расплава на критические значения критериев пористости
4.5. Методика расчета вероятности образования пористости в отливках

Выводы по главе
Глава 5. РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКИХ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ, ПРЕДОХРАНЯЮЩИХ ОТЛИВКИ ОТ ОБРАЗОВАНИЯ В НИХ ГОРЯЧИХ ТРЕЩИН
5.1. Влияние усадочных процессов на деформации растяжения в двухфазной области
5.2. Влияние деформаций растяжения в двухфазной области на тепловые и усадочные процессы в отливках
5.2.1. Изменение доли твердой фазы при деформации двухфазной области
5.2.2. Особенности расчета теплоты кристаллизации в деформирующихся областях отливки
5.2.3. Учет деформаций растяжения при вычислении гидравлической проницаемости
5.2.4. Изменение фильтрации расплава в двухфазной области под действием деформаций растяжения
5.2.5. Оценка перепада давления в двухфазной области в условиях действия растягивающих деформаций
5.2.6. Критическое значение критерия пористости К1 с учетом деформаций растяжения
5.3. Экспериментальная оценка влияния затруднения усадки на
образование пористости в отливках
5.3.1. Постановка эксперимента и выбор параметров элементов отливок, формирующих затрудненную усадку
5.3.2. Методика проведения эксперимента и обработка результатов.
5.3.3. Оценка влияния деформаций растяжения на образование пористости в отливках
Выводы по главе

чительно меньше данных, нередко противоречивых, по ее вязким и пластическим свойствам.
Выводы.
1. Построение реологической модели - наиболее эффективный путь для установления связи между напряжениями и деформациями (плотностью) в смеси во время ее уплотнения.
2. Выводы о рациональных способах нагружения и необходимых свойствах смеси носят отрывочный характер. Единый подход к управлению качеством форм отсутствует.
3. Существующие данные о значениях элементов реологических моделей носят противоречивый характер и не позволяют рассчитать изменение плотности смеси при работе формовочных машин.
В связи с этим можно сформулировать научную задачу работы -разработка элементов теории качества формы.
В качестве практических задач - создание способов и режимов уплотнения, позволяющих получить заданное распределение плотности смеси в форме с минимальными затратами энергии; определение реологической модели смеси и значений ее элементов.
1.3. Формирование отливок в литейной форме без усадочных дефектов
Вопросу формирования отливок с заданным уровнем по пористости посвящены многочисленные работы как отечественных, так и зарубежных исследователей, среди которых монографии [120, 121. 124], книги и учебники [122, 123, 125, 126, 195, 203], диссертации [127 - 129, 182], статьи [134, 194].
Прежде всего, дадим краткую классификацию дефектов, связанных с усадкой расплава при затвердевании. В работе [41] Гуляев Б.Б. дает следующее определение.