Разработка и освоение противопригарных покрытий литейных форм на основе отходов гальванического производства для изготовления стальных и чугунных отливок

• Автор: Крюкова, Ирина Сергеевна
• Шифр специальности: 05.16.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 175 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1 Состояние вопроса и задачи исследования.

1.1. Проблемы образования пригара при получении

фасонных отливок

1.2. Противопригарные покрытия литейных форм.

1.2.1. Компоненты противопригарных покрытий

1.2.2. Составы противопригарных покрытий для стального

и чугунного литья

1.3. Проблемы переработки и утилизации ОГП.

Цель и задачи исследования.

Глава 2 Экспериментальная разработка состава покрытия .
2.1. ОГП, как наполнители противопригарного покрытия.
2.2. Синтез состава покрытия для изготовления чугунных и стальных отливок
2.2.1. Разработка состава покрытия для изготовления чугунных отливок.
2.2.2. Разработка состава покрытия для изготовления отливок из углеродистой стали
2.2.3. Разработка состава покрытия для изготовления отливок из легированной стали.
2.3. Исследование свойств ОГП, как наполнителя
противо1 фигарного покрытия
2.3.1. Исследование физических и технологических свойств
ОГП, как наполнителя противопригарного покрытия
2.3.2. Исследование поверхностных свойств ОГП,
как наполнителя противопригарного покрытия.
2.3.3. Оценка кристаллохимического сродства ОГП, как наполнителя противопригарного покрытия и РеСсплавов.
2.3.4. Оценка химического состава газовой фазы,
образующейся при нагреве ОГП
2.3.5. Исследование теплофизических свойств ОГП
как наполнителя противопригарного покрытия
2.4. Апробация разработанного состава покрытия для изготовления чугунных и стальных отливок.
2.4.1. Оценка работы состава покрытия для изготовления чугунных фасонных отливок .
2.4.2. Оценка работы состава покрытия для изготовления
фасонных отливок из углеродистой стали
2.4.3. Оценка работы состава покрытия для изготовления
фасонных отливок из легированной стали
Выводы по главе 2.
Глава 3 Физикохимические аспекты работы противопригарного покрытия
3.1. Постановка приближенной тепловой задачи и основные представления о схеме формирования пригара
3.2. Физикохимическая схема работы противопригарного покрытия при высокотемпературном взаимодействии с отливками из углеродистой стали.
3.2.1. Химические процессы при работе противопригарного покрытия на основе ОГП.
3.2.2. Физические процессы при работе противопригарного
покрытия на основе ОГП.
3.3. Компьютерное моделирование формирования отливки в
форме с покрытием в среде ЬУМгисШге.
Выводы но главе
Глава 4 Исследование экологической безопасности работы
противопригарного покрытия.
4.1. Понятие экологической безопасности, качественные, количественные характеристики и оценки.
4.2. Понятие экологической безопасности применительно к
литейному производству
4.3. Разработка методики оценки экологической безопасности
противопригарного покрытия.
Выводы по главе
Глава 5 Организационнотехнические и техникоэкономические оценки применения противопригарных покрытий на основе
отходов гальванического производства в условиях
действующего производства
5.1. Основные проблемы внедрения разработок на предприятиях
5.2. Предварительная подготовка ОГП к использованию.
5.3. Объемнопланировочное решение участка подготовки ОГП к применению в качестве наполнителя противопригарного
покрытия
5.4. Приготовление покрытия на основе ОГП
5.5. Возможные перспективы развития разработки и области ее
использования.
Выводы по главе
Общие выводы по работе.
Список литерату


Лясс 9 в своих работах исследует причины образования пригара, его прочности, способы предотвращения, за счет улучшения свойств покрытий песчаных форм и выявления критериев их оценки. ЛЛ. Рыжиков, А. М. Лясс и другие авторы , рассматривают термодинамические закономерности формирования при гарной корки. П.В. Черногоров , исследует вопросы формирования пригара с точки зрения термодинамического анализа процессов происходящих во время затвердевания отливки в форме и применения новых противопригарных материалов. Работы многих авторов посвящены практической стороне проблемы борьбы с пригаром и предлагают решение данного вопроса за счет применения новых материалов в качестве противопригарных покрытий. И.Е. Илларионов в своих исследованиях кроме решения вопросов повышения качества отливок, повышения экономичности и эффективности их производства затрагивает и вопрос применимости тех или иных противопригарных покрытий с учетом их экологической безопасности. Работы многих авторов часто противоречат друг другу. Так, Ю. П. Васин, , , в своих работах исследует влияние газовой атмосферы на формирование пригара и выявляет связь формирования оксида с образованием легкоотделяемого пригара на поверхности стальной отливки. С другой стороны И. В. Валисовский считает, что наиболее рыхлые и наименее прочные слои между отливкой и пригарной коркой создаются тогда, когда железо успевает образовать лишь низший окисел . Однако необходимо отметить, что оксид существует при температурах выше 0ЭС. Как было отмечено выше легкоотделимый пригар образуется при формировании на поверхности отливки окалины, состоящей из всех оксидов железа, и отслаивается от отливки, за счет внутренних напряжений и их кристаллохимического несоответствия решеток материалов отливки и окалины. Из изложенного выше следует, что при изучении взаимодействия металла и формы приходится сталкиваться с очень большим числом переменных во времени факторов, определяющих величину и характер пригара. Учесть влияние каждого из них не всегда представляется возможным. Противопригарные свойства смесей есть комплекс многих свойств металла и формовочных материалов, а также условий заливки металла в форму. Нельзя говорить о противопригарных свойствах данной смеси вообще без учета свойств металла. Известно, что смеси, позволяющие получать чистые от пригара отливки из одного сплава, оказываются непригодными для отливок из других сплавов . Предлагаемые в литературе методики ориентированы на физикохимическую природу возникновения пригара. Ориентируясь на этот аспект, авторы предлагают свои решения проблемы рис. Рис. Классификация методов борьбы с пригаром. Рассмотрим представленные методы подробнее. Механические методы. К данным методам относятся технологии, предлагающие использовать наполнители противопригарных покрытий мелкой фракции или в добавки в крупные и среднезериистые пески мелких фракций, в том числе пылевидный кварц 2,8,,. Влияние размера зерен песка на образование механического пригара изучалось в работе . Смеси составлялись из песка, огнеупорной глины и 3 сверх 0 сульфитного щелока. Зерновая часть смесей готовилась из двух песков крупного марки КБ и мелкого марки К6А, вводимых в смссь в различной пропорции таблица 1. Таблица 1. Состав песка в смеси, Газопроницаемость форм, ед. Форма заливалась сталью Л при температуре С. Результаты опытов, представленные в таблице 1. Приведенные данные показывают, что одним из эффективных и доступных средств уменьшения механического пригара является применение мелкозернистого песка. Чем мельче применяемый песок, тем меньше размер пор формовочной смеси и тем выше, следовательно, капиллярные силы, противодействующие проникновению жидкого металла. Физикохимические методы. К данным методам относятся технологии борьбы с пригаром за счет изменения величины капиллярного противодавления 2, что достигается применением в составе противопригарного покрытия материалов, не смачиваемых металлом. Данные материалы появляются как результат физикохимических процессов на границе металлформа 2,8,. Уменьшению пригара на отливках способствует снижение газопроницаемости формы и повышение ее газотворной способности.