Комплексное исследование влияния вакуумирования на размерно-геометрическую точность и физико-механические свойства моделей и оболочковых форм с целью получения качественных точных отливок в литье по выплавляемым моделям

• Автор: Салина, Марина Владимировна
• Шифр специальности: 05.16.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Комсомольск-на-Амуре
• Количество страниц: 205 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1.Основные задачи повышения качества отливок, получаемых по выплавляемым моделям.

1.2. Технологии получения моделей и оболочковых форм в литье по выплавляемым моделям.
1.3. Выводы

ГЛАВА 2. ОСНОВНЫЕ МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Постановка экспериментов и объекты исследований

2.2. Исходные материалы для изготовления пористых и литых

выплавляемых моделей, гипсовых, керамических, ОФ и отливок

2.3. Приготовление модельных составов, гипсового шликера

и суспензий для керамических и оболочковых форм ОФ

2.4. Контроль свойств и качества порошкообразных модельных
составов и суспензий.
2.5. Методики исследования влияния давления разряжения
на свойства пористых выплавляемых моделей
2.6.Методика исследования качества поверхности гипсовых,
керамических и ОФ
2.7. Методика исследования процесса заполнения тонких капилляров
в гипсовой форме при литье вакуумным всасыванием
2.8.Вывод ы
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ВАКУУМИРОВАНИЯ
НА ФИЗИКОМЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И РАЗМЕРНУЮ
ТОЧНОСТЬ ВЫПЛАВЛЯЕМЫХ МОДЕЛЕЙ.
3.1. Предпосылки выбора технологии изготовления пористых
выплавляемых моделей.
3.2. Исследование влияния различной степени вакуумирования на физико
механические, технологические свойства и размерногеометрическую точность ПВМ
3.3. Исследование влияния различной степени и времени вакуумирования на плотность, объемную усадку и прочность литых выплавляемых моделей
3.4.Вывод ы.
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ И ВАКУУМИРОВАНИЯ НА ФОРМИРОВАНИЕ
ОБЛИЦОВОЧНОГО СЛОЯ ФОРМ В ЛВМ.
4.1. Исследование влияния температурных условий на формирование
облицовочной поверхности гипсовых, керамических и оболочковых форм.
4.2. Исследование влияния температурных условий и степени вакуумирования на формирование облицовочной поверхности гипсовых
и оболочковых форм
4.3.Выводы.
ГЛАВА 5. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА КРИСТАЛЛИЗАЦИИ МЕТАЛЛА В ОБОЛОЧКОВОЙ
ОСЕСИММЕТРИЧНОЙ ФОРМЕ
5.1. Инженерная постановка задачи.
5.2. Математическая постановка задачи.
5.3. Выводы
ГЛАВА 6. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПВМ И ОФ, ПОЛУЧЕННЫХ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ВАКУУМИРОВАНИЯ, ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ ТОЧНЫХ ОТЛИВОК В ЛВМ
6.1. Анализ технологического процесса изготовления точных тонкостенных
отливок методом литья вакуумным всасыванием.
6.2. Экспериментальное исследование процесса получения точных мелких
отливок методом ЛВМ с применением ПВМ и ОФ, изготовленных при
воздействии вакуумирования
6.3. Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
ПРИЛОЖЕНИЕ 2

щ
ВВЕДЕНИЕ


Сложный и трудоемкий технологический цикл получения отливок в ЛВМ, высокая стоимость отливок и чрезмерно большая продолжительность процессов до суток 1,2 в начальный период промышленного освоения, все это ограничивало применение в производстве данного способа получения отливок. Известные в современной промышленности многочисленные разновидности технологии получения литейных форм представлены в таблице 1. Современными научными исследованиями было доказано, что сложный комплекс взаимодействий между выплавляемой моделью и ОФ, между ОФ и наполнителем форм, между литейной формой, окружающей средой и сплавом отливок оказывает весьма существенное влияние на качество поверхности, структуру, механические и другие свойства литых деталей. Приоритетными направлениями сокращения брака отливок и затрат на их получение в ЛВМ является 3,8 сокращение затрат на приготовление модельной композиции и разработка новых модельных составов. А также упрощение осуществления технологической операции изготовления моделей, снижение брака моделей, упразднение брака ОФ при удалении моделей, повышение размерной и геометрической точности оболочек и их прочностных свойств до и после прокаливания, получение отливок с минимальной механической обработкой. Одной из причин образования брака в ЛВМ является несовершенство технологии изготовления выплавляемой модели. За годы промышленного применения ЛВМ были опробованы сотни модельных составов и способов изготовления моделей, однако только некоторые из них обладают свойствами, отвечающими предъявляемым требованиям и используются в производстве. Таблица 1. ОФ не 4. В известных работах 1,8 выявлены некоторые технологические варианты упразднения дефектов за счет применения различных составов для выплавляемых моделей, способствующих повышению качества отливок в I. Наличие в составе дорогого стеарина, склонного к взаимодействию с органическими растворителями этилсиликатных связующих и омылению в горячей воде, постепенно заменяются на модели из более экономичных составов, не содержащих стеарин 1,9. ПЦБПоп и др Применение таких моделей в I ведет к растрескиванию ОФ на стадии удаления из нее моделей, короблению и усадке. Для предотвращения отмеченных недостатков необходимо было разработать ряд технологических способов упразднения брака моделей. ОФ по трещинам при удалении выплавляемых моделей. Согласно рассматриваемому способу в прессформу запрессовывается порция жидкого модельного состава на меньше необходимого объема полости прессформы и, вследствие очень быстрого, интенсивного турбулентного заполнения, модельный состав плотно сцепляется с холодными стенками полости формы, при этом центр модели получается полым. В образующуюся полость подается сжатый воздух и давление около 0, МПа сохраняется в полости модели до полного затвердевания модельного состава. К сожалению, не все разрабатываемые способы пригодны для массового производства, или предназначены для ликвидации определенного вида брака. Так, например, армирование моделей определяет наличие дополнительной технологической оснастки и операций установки арматуры в прессформу. Пустотелые модели подвержены короблению при хранении изза релаксационных процессов, проходящих в структуре, а также изза невозможности их автоматизированного изготовления. Образование пористости в структуре моделей осуществляется замешиванием в модельный состав воздуха и характеризуется непрогнозируемостью и, в отдельных случаях, может стать причиной недолива моделей или ее разрушения. УкрНИИлитмаш и фирма Титан г. Харьков разработали технологию и специальное оборудование для грануляции модельного состава 1,2. Порошок модельной массы разогревался до температуры плавления и запрессовывался в прессформу. Модели, изготовленные таким способом при хранении меньше подвержены короблению так же, как и армированные модели. Но такой способ также имеет недостатки, уже отмеченные ранее, особенно по недоливу. Согласно авторскому свидетельству предлагается в расплав модельной композиции при температуре С вводить порошок той же модельной композиции с температурой С фракции 1 мм.