Технологии процессов формообразования с использованием тридимита и кристаллогидратных связующих в литье по выплавляемым моделям

• Автор: Карпинский, Андрей Владимирович
• Шифр специальности: 05.16.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 188 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.

1 Состояние вопроса, цель и задачи исследований

1.1 Обзор существующих технологий ЛВМ

1.1.1 Литье цветных и черных сплавов в оболочковые формы

1.1.2 Литье тугоплавких и жаропрочных сплавов.

1.1.3 Литье по выплавляемым моделям в объемные формы

1.2 Цель и задачи исследования.

2 Термостойкие оболочковые формы на основе тридимита

2.1 Исследование кремнеземистых наполнителей применяемых в ЛВМ.

2.2 Разработка технологии изготовления оболочковых форм

2.3 Оценка термостойкости формооболочек
Выводы.
3 Выщелачиваемые керамические стержни для литья лопаток газотурбинных двигателей.
3.1 Закономерности формирования прочности в системе 8Ю2АОз
3.2 Разработка технологии изготовления керамических стержней
на основе тридимита
3.3 Оценка термохимической устойчивости стержней и их
удаляемости из отливки.
4 Наливные смеси для литья по выплавляемым моделям на кристаллогидратных связующих.
4.1 Формовочные смеси для ЛВМ жаропрочных сталей
на глинозмистом цементе
4.2 Разработка состава наливной самотвердеющей смеси на портландцементном связующем.
4.3 Свойства формовочных смесей на портландцементном
связующем.
Выводы
5 Опытно промышленные испытания разработанных технологий
5.1 Отработка оптимального состава огнеупорной суспензии
на тридимитном наполнителе и параметров изготовления керамических форм.
5.2 Промышленные испытания технологии изготовления динасокорундовых стержней для литья жаропрочных сплавов
5.3 Промышленные испытания и освоение технологии изготовления
форм для ЛВМ на цементном связующем
5.3 Техникоэкономические показатели эффективности
разработанных технологий.
Основные выводы.
Литература


Однако, фазовые превращения (3-кварца в его а-модификацию с увеличением объема в районе 3 °С являются причиной растрескивания оболочек, их пониженной прочности, нарушения конфигурации и засоров отливок. Керамические формы для литья жаропрочных сплавов на основе никеля изготавливаются на этилсиликатном связующем с . Присыпают огнеупорные слои зернистым электрокорундом. На модель наносят 8. Влияние огнеупорных наполнителей на качество поверхностного слоя лопаток обычной кристаллизации затронуты в работах [, ]. Наиболее химически инертным материалом представлены микропорошки белого электрокорунда, который характеризуется высокой огнеупорностью (выше °С), и отсутствием фазовых превращений при нагреве и охлаждении. А0з с Сгз []. К тому же, электрокорунд является достаточно дорогостоящим и дефицитным материалом. Наиболее часто употребляемый для изготовления керамических оболочек при литье жаропрочных сплавов дистен-силлиманит при нагреве выше °С подвергается муллитизации с выделением свободного ЭЮг и увеличением объема до %, что может повышать химическую активность и нарушать геометрию отливок. Кроме того, дистен-силлиманит содержит примеси железа, щелочных, щелочноземельных металлов в количестве до 2 % [], которые при заливке в вакууме могут оказать отрицательное влияние на качество поверхности отливок. Применение же более доступных материалов, таких как кианитовый и кварцкианитовый концентраты в условиях ПМП-2 обладают теми же недостатками, что и дистен-силлиманит. В работе [] было предложено в качестве наполнителя суспензии облицовочных слоев форм для жаропрочных и тугоплавких сплавов использовать дистен-силлиманит, подвергнутый предварительной муллитизации со связыванием выделяющегося кремнезема во вторичный муллит с помощью глинозема. Мул-литизация силлиманита не оказывает существенного влияния на качество отливок, так как не сопровождается значительным изменением объема, а количество выделяющегося при этом ЭЮг составляет всего 1,2. Поэтому, для получения качественных облицовочных слоев форм необходимо полностью мулли-тизировать лишь дистен, как более активный компонент, что обеспечивается обжигом исходного материала при температуре . С в течение 4. С целью удаления вредных примесей оксидов железа, щелочных и щелочноземельных металлов разработан способ очистки сыпучих огнеупорных материалов путем обработай их водным раствором соляной кислоты с последующим обжигом в вакууме. В связи с повышенными экономическими и экологическими требованиями к формовочным материалам возрастает интерес к жидкостекольному связующему. Это недорогой, нетоксичный и недефицитный материал. Применение ЖС для «упрочняющего» слоя оболочки, также не отвечает требованиям получения качественных отливок. При прокаливании ЖС плавится при 3 °С, а размягчается при более низкой температуре, то есть наружный слой с этим связующим при прокаливании оболочки и заливке в нее стали полностью теряет прочность. При охлаждении же до температуры ниже 0 °С прочность таких оболочек во много раз выше прочности их со связующим ЭТС, а усадка вследствие жидкостного спекания наружного слоя больше, чем слоев со связующими, получаемыми из ЭТС. Потеря прочности при нагреве оболочек и высокая прочность при одновременно высокой усадке остывающего наружного слоя оболочки всегда приводит к искажению контура отливок и часто к трещинам в них. Такие отливки недопустимо называть точными [3]. Исходя из проведенного анализа, сделан вывод, что перспективной является замена кварцевого наполнителя в фазе р-кварца этилсиликатных форм для производства отливок из цветных и черных сплавов на кварц в фазе тридимита. Наиболее приемлемым процессом получения отливок из т>топлавких и жаропрочных сплавов является ЛВМ в этилсиликатные формы с использованием стержней, полученных методом твердофазного спекания. Этот метод позволяет получать отливки сложной конструкции с необходимыми служебными характеристиками, обладающие высоким классом точности и чистотой поверхности []. Лопатки с равноосной кристаллической структурой изготавливают в печах периодического действия типа УППФ-3, где нагретые до 0.