Разработка и промышленное освоение ресурсосберегающих технологий для повышения эрозионной стойкости литейных форм

• Автор: Королев, Андрей Валерьевич
• Шифр специальности: 05.16.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 202 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.,.

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА.

1.1 Поверхностное разрушение песчаных литейных форм в процессе заливки

1.2 Эрозия литейных форм и е связь с поверхностными дефектами отливок

1.3 Существующие методы оценки эрозионной стойкости

литейных форм

1.4 Фильтрационное рафинирование расплава

1.5 Обогрев и теплоизоляция прибылей, как способ увеличения эрозионной стойкости песчаной литейной формы

1.6 Выводы по главе 1

1.7 Постановка задачи исследования

Глава 2. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ФОРМОВОЧНЫХ СМЕСЕЙ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1 Выбор составов формовочных смесей
2.2 Определение физикомеханических свойств
2.3 Метод определения теплопроводности смесей
2.4 Исследование термостойкости и деформативной способности
2.5 Методика определения эрозионной стойкости формы
Выводы по главе 2
Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕ И СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ
МАТЕРИАЛА ПЕСЧАНОЙ ЛИТЕЙНОЙ ФОРМЫ В
РАМКАХ СТОЙКОСТИ К ЭРОЗИОННОМУ РАЗРУШЕНИЮ
3.1 Разрушение поверхности песчаноглинистых форм ПГС.
3.2 Поверхностная стойкость форм из холоднотвердеющих песчаносмоляных смесей в процессе заполнения расплавом
3.3 Стойкость литейных форм с металлофосфатными связующими
3.4 Взаимодействие поверхности форм на основе жидкого
стекла с расплавом
Выводы по Главе 3
Глава 4. ПОВЫШЕНИЕ ЭРОЗИОННОЙ СТОЙКОСТИ
ПЕСЧАНЫХ ФОРМ
4.1 Специальные формовочные смеси с отходами керамического производства шликера
4.1.1 Исследование физикомеханических свойств специальной смеси в зависимости от содержания шликера
4.1.2 Исследование физикомеханических свойств специальной смеси в зависимости от содержания связующего
4.1.3 Исследование деформации специальной смеси в зависимости от содержания шликера и жидкого стекла
4.2 Исследование влияния типа связующего на эрозионную стойкость литейной формы
4.3 Методы и мероприятия для улавливания продуктов эрозии формы
4.3.1 Центробежный шлакоуловитель
4.3.2 Новая эффективная центробежная система
шлакоулавливания
4.3.3 Фильтрующие сетки
4.4 Исследование составов теплоизоляционных смесей и возможности их использования
4.4.1 Исследование теплофизических и физикомеханических свойств
4.4.2 Влияние специально обработанной целлюлозы СОЦ на теплоизоляционные свойства формовочных смесей методом зал и вки.
4.4.3 Оптимизация состава формовочной смеси для теплоизоляции прибылей фасонных отливок
Выводы по главе 4
Глава 5. ПРОМЫШЛЕННОЕ ОПРОБОВАНИЕ
5.1 Интенсификация работы прибылей с целью
снижения металломкости литейной формы
5.2 Применение центробежного шлакоуловителя с фильтрующими сетками при изготовлении стальных отливок 2 Выводы по главе 5
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Диссертация выполнена в Нижегородском государственном техническом университете им. P.E. Алексеева. Работа выполнялась по договору с Чебоксарским заводом ООО «Промтрактор-Промлит» по теме «Повышение качества изготовления отливок из чугуна и стали в разовых песчаных формах». В настоящей научно-исследовательской работе приведены результаты, полученные автором самостоятельно и в сотрудничестве с коллективом кафедры «Технологии металлов и литейного производства» ЧувГУ, а так же с ОГМ завода ООО «Промтрактор-Промлит». Постановка проблемы в целом и отдельных задач. Разработка методики оценки эрозионной стойкости песчаной литейной формы. Проведение оценки эрозионной стойкости песчаной литейной формы. Разработка эрозионностойких смесей. Автор искренне признателен за руководство, поддержку и практическую помощь при подготовке настоящей диссертации доценту, кандидату технических наук, заведующему кафедрой «Технологии металлов и литейного производства» Машиностроительного факультета Чувашского государственного университета ми И-Н. Ульянова A. A. Евлампиеву. Глава 1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. Качество отливки начинает формироваться с момента поступления расплава в форму. Принято считать [1, 2, 5, 6, , и-др. В процессе заполнения формы поверхностные слои каналов, и форма в местах их примыкания претерпевают значительные тепловые и динамические нагрузки. Основными воздействующими факторами являются температура заливки сплава, характер его течения, продолжительность заливки и др. Известно [3, 4, 6, 8], что при соприкосновении расплава с формой поверхность последней мгновенно достигает температуры контакта, и в результате теплового удара в стенке формы возникает температурный перепад, который наряду с другими факторами определяет величину напряжений в приповерхностных слоях формы. Эго одна из основных причин разрушения формы. В случае ее низкой термостойкости идет прямое разупрочнение тонкого поверхностного слоя из-за деструкции связующего, что облегчает смывание расплавом освободившихся частичек смеси и песка. При дальнейшем прогреве в спеченных слоях формы начинаются деформационные процессы, образуются трещины, которые при длительной заливке могут быть развиты, и будет происходить более интенсивно эрозия поверхности. В результате эрозионных процессов могут образоваться засоры, просечки, ужимины и пригар. Достижением необходимой стойкости литейной формы во время запивки в конечном итоге определяет получение качественной отливки. В процессе развития технологии изготовления формы были решены вопросы качественного уплотнения смеси с обеспечением высоких физико-механических свойств. Достигнутые параметры формы по качеству отпечатка, прочности, поверхностной твердости дают возможность снизить негативные факторы, способствующие разрушению поверхности формы и литниковой системы во время заливки. Основным условием достижения таких показателей являются высококачественные исходные материалы, а также применение систем автоматического управления процессами подготовки возвратной смеси, дозирования составляющих и приготовления формовочных смесей. Большинство отечественных литейных производств пока не сумело провести перевооружение. Остаются процессы изготовления песчаных форм прессованием и встряхиванием на устаревшем оборудовании не позволяющем получить качественную форму. То же касается приготовления смесей и качества применяемых материалов. Кроме того, предприятия несут большие убытки по затратам на обрубные и очистные операции и исправление дефектов. В качестве примера недостаточной поверхностной прочности песчаной литейной формы, приведена отливка «Корпус» центробежного насоса (рисунок 1. Отливка получена в песчаную форму, изготовленную на встряхивающей формовочной машине 3М. Рисунок 1. Кроме того, на рисунке 1. ГЛ из стопорного ковша (б) в песчаную форму, изготовленную на АФЛ с многоплунжерным уплотнением. Пример показывает степень разрушения поверхности формы, искажения конфигурации стояков современных песчаных литейных форм в процессе заливки не зависимо от рода связующего и способа уплотнения.