Разработка технологий стального литья по выплавляемым моделям с применением низкотемпературного прокаливания оболочковых форм и использованием техногенных отходов

• Автор: Леушина, Любовь Игоревна
• Шифр специальности: 05.16.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 219 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА

1.1 Технологическая схема литья по выплавляемым моделям

1.2 Повышение качества оболочковых форм - основной способ

профилактики дефектов литья по выплавляемым моделям

1.3 Опыт ресурсосбережения при производстве стального литья

по выплавляемым моделям

Выводы по главе

ГЛАВА 2 РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОГО ПРОКАЛИВАНИЯ ОБОЛОЧКОВЫХ ФОРМ НА ОСНОВЕ КВАРЦА ДЛЯ ТОЧНОГО СТАЛЬНОГО ЛИТЬЯ
2.1 Модельное представление о прокаливании оболочковых форм
на основе кварца
2.2 Выбор технологических добавок к материалу формы
2.3 Выбор термовременных режимов прокаливания оболочковых форм
2.4 Возможные риски реализации схемы низкотемпературного прокаливания
оболочковых форм
Выводы по главе
ГЛАВА 3 ОЦЕНКА РИСКОВ РЕАЛИЗАЦИИ ТЕХНИЧЕСКОЙ СХЕМЫ
НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОГО ПРОКАЛИВАНИЯ ОБОЛОЧКОВЫХ

3.1 Оценка трещиностойкости оболочковой формы в традиционной схеме
литья по выплавляемым моделям
3.2 Оценка термостойкости / трещиностойкости оболочковых при литье по выплавляемым моделям с использованием низкотемпературного прокаливания

3.3 Прогнозирование образования дефектов газового происхождения при изменении технологии литья по выплавляемым моделям
3.4 Оценка образования поверхностных дефектов в стальных отливках, получаемых в оболочковых формах с применением низкотемпературного прокаливания
Выводы по главе
ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ И ИХ ОПЫТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРОБОВАНИЕ
4.1 Опытно-экспериментальное опробование схемы прокаливания оболочковых форм без опорного наполнителя
4.2 Опытно-экспериментальное опробование схемы прокаливания оболочковых форм с опорным наполнителем
4.3 Профилактика пироэффекта при заливке в опорном наполнителе оболочек с технологическими добавками кислородсодержащего вещества
в обсыпочный материал
4.4 Методика экспериментальной оценки образования газовых дефектов в стальных отливках, получаемых по выплавляемым моделям
4.5 Опытно-экспериментальное опробование применения техногенных
отходов в технологии литья по выплавляемым моделям
4.5.1 Шламы селитровых ванн
4.5.2 Отходы абразивной обработки деталей из черных сплавов
4.5.3 Бой керамических оболочковых форм
4.5.4 Отработанная модельная композиция ПС
4.6 Термостатированис оболочковых форм литья по выплавляемым
моделям
Выводы по главе
ГЛАВА 5 ПРОМЫШЛЕННОЕ ВНЕДРЕНИЕ РАЗРАБОТОК В
УСЛОВИЯХ ДЕЙСТВУЮЩЕГО ПРОИЗВОДСТВА
5.1 Оценка эффективности внедрения разработок

5.1.1 Оценка энергоэффективности внедрения технологии
низкотемпературного прокаливания оболочковых форм
5.1.2 Оценка экологичности внедрения технологии низкотемпературного прокаливания оболочковых форм
5.2 Организационно-технические мероприятия по внедрению разработок
в действующее производство
5.3 Перспективы применения разработок
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

прокаливать этилсиликатные формы на кварцевых материалах можно без опорного наполнителя. Однако операция грануляции модельного состава усложняет технологический процесс в целом.
Третья группа - выбор материала ОФ.
Повышение термостойкости, трещиноустойчивости и газопроницаемости форм достигается за счет использования в качестве огнеупорного армирующего материала с низким коэффициентом термического линейного расширения (вариант 2.3.1) - отходов фарфорового производства после предварительной высокотемпературной обработки (обжига) [150, 188], шамотной крошки [189], плавленого кварца [39] и электрокорунда соответственно подобранного гранулометрического состава [190].
По варианту 2.3.2 предлагается армировать форму чешуйчатой слюдой одновременно с нанесением суспензии, предварительно замешивая в нее слюду [191]. После присыпки обсыпочным материалом чешуйки слюды как бы пронизывают слои, повышая трещиностойкость форм.
Прочность оболочки может быть повышена за счет введения модифицированного связующего на основе щелочного кремнезоля [192]. Усиление эффекта достигается применением в качестве огнеупорного наполнителя алюмосиликата. Он не претерпевает полиморфных превращений в интервале рабочих температур керамической формы. Из-за низкого коэффициента термического расширения формы, полученные на пылевидном алюмосиликате, обладают достаточной прочностью при высоких температурах.
В работе [146] говорится об изготовлении первых двух слоев керамической формы с этилсиликатом, а последующих с жидкостекольным связующим. После сушки четвертого из шести слоев оболочки помещают в водный раствор алюмохромфосфатной связки. Для нанесения двух последних слоев в жидкостекольную суспензию добавляют 2,5-3,0% предварительно распушенного хризотилового асбеста. После нанесения пятого и шестого слоев их послойно упрочняют в растворе, содержащем равные количества (по массе) алюмохлорида, спирта и ортофосфорной кислоты. Однако асбест неприемлем с позиции отсутствия его экологической безопасности, поскольку он является сильным канцерогеном, вызывающим онкологические заболевания.
В работе [193] предлагается принципиально другой механизм формирования прочности ОФ при ее изготовлении: замена этилсиликата алюмохромфосфатной связкой (путем внесения алюмохромфосфатной связки в количестве 5% по массе в гидролизованный