Дослідно-експериментальна партія виливків, отриманих за допомогою дисперснонаповнених моделей, що газифікуються

Шрифт:
29

https://doi.org/10.15407/steelcast2021.04.078

Met. litʹe Ukr., 2021, Tom 29, №4, P. 78-84

І.А. Небожак1 , пров. інженер, e-mail: nebozhak@ukr.net
Я.І. Небожак2 , комерційний директор, e-mail: ahropromdetal@gmail.com
В.В. Пересенчук3 , генеральний директор, e-mail: Jperesenchuk13@gmail.com
О.Й. Шинський1 , д-р техн. наук, проф., зав. відділу, e-mail: aluprt@ukr.net

1 Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України (Київ, Україна)
2 Товариство з обмеженою відповідальністю «Науково-виробнича компанія «Агропромдеталь» (Київ, Україна)
3 Приватне підприємство «Науково-технічне підприємство «Кварц» (Київ, Україна)

Надійшла 26.09.2021

УДК 621.743:621.74.041:669.15-196

На прикладі литих заготовок зірочки ведучої (АПД-33501026.273), решітки колосникової (АПД-33501026.265) та наконечника розпилювача (АПД-33501026.271) були відпрацьовані технології, відповідно, графітизуючого модифікування структури сірого чавуну дисперсним феросиліцієм марки ФС75 ДСТУ 4127:2002 (ISO 5445:1980, NEQ), легування чавунного розплаву дисперсним ферохромом марки ФХ650А ДСТУ 3548:1997 та армування ливарного алюмінієвого сплаву марки АК12 ДСТУ 2839:1994 дисперсним інтерметалідом FeCr, більш відомим у сплавах системи “Fe – Cr” як σ-фаза, у промислових масштабах. Як наслідок, одержали тестові зразки сірого чавуну марки СЧ300 ДСТУ 8833:2019, хромистого зносо-, жаротривкого чавуну марки ЧХ3 ДСТУ 8851:2019 й ізотропного литого композиційного матеріалу системи [Al – FeCr], та провели їх комплексні виробничі випробування. Результати металографічного аналізу і механічних випробувань приливних проб показали, що досліджувані конструкційні матеріали мають оптимальну мікроструктуру (топографію й морфологію евтектичних та інших виділень і включень) та високі механічні характеристики (тимчасовий опір розтягуванню, тимчасовий опір вигину, відносне видовження і твердість за шкалою Брінелля). Випробування нульмірного литого композиційного матеріалу системи [Al – FeCr] на зношування в умовах сухого тертя, які проводили за допомогою лабораторної установки (машини тертя) моделі «МТ-68», дозволили з’ясувати, що його триботехнічні властивості (параметри трибоструктури, зношування та коефіцієнт тертя) значно перевищують аналогічні характеристики ливарного алюмінієвого сплаву марки АК12 ДСТУ 2839:1994, на основі якого цей композит було отримано. Шляхом обробки металів різанням із піддослідних виливків було виготовлено дослідно-експериментальну партію готових деталей, а також проведено їх випробування в умовах, максимально наближених до умов експлуатації. Результати цих випробувань показали, що одержані таким чином деталі відповідають усім вимогам проєктно-конструкторської і технологічної документації, та у подальшому можуть бути використані в умовах реального виробництва за своїм функціональним призначенням.

Ключові слова: армування, графітизуюче модифікування, ЛГМ-процес, легування, ливарний алюмінієвий сплав марки АК12 ДСТУ 2839:1994, ЛКМ системи [Al – FeCr], механічні характеристики, мікроструктура, сірий чавун марки СЧ300 ДСТУ 8833:2019, триботехнічні властивості, хромистий зносо-, жаротривкий чавун марки ЧХ3 ДСТУ 8851:2019.

Література

1. Найдек В.Л. Создание новых технологий и материалов на основе фундаментальных научных исследований. Литейное производство. 1991. № 3. С. 2–4.
2. Калюжний П.Б., Слюсарев В.А., Калашник Д.О. Армування виливків за технологією лиття за моделями, що газифікуються. Металознавство та обробка металів. 2017. № 4. С. 48–53.
3. Jiang W., Fan Z. Novel technologies for the lost foam casting process. Frontiers of Mechanical Engineering. 2018. Vol. 13. No. 1. P. 37–47. DOI: https://doi.org/10.1007/s11465-018-0473-2
4. Небожак І.А., Калюжний П.Б., Суменкова В.В., Шинський О.Й. Вплив технологічних параметрів ЛГМ-процесу на мікроструктуру сірого чавуну, модифікованого дисперсним феросиліцієм у «порожнині» ливарної форми. Процеси лиття. 2020. № 2 (140). С. 53–64. DOI: https://doi.org/10.15407/plit2020.02.053
5. Небожак І.А., Дерев’янко О.В. Структура литого композиційного матеріалу системи [Al – FeCr], отриманого з використанням дисперсно-наповненої моделі, що газифікується. Метал та лиття України. 2021. Т. 29. № 1 (324). С. 70–80. DOI: https://doi.org/10.15407/steelcast2021.01.070
6. Справочник по чугунному литью / под ред. Н.Г. Гиршовича. 3-е изд., перераб. и доп. Ленинград: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1978. 758 с.
7. Мирзоян Г.С., Тиняков В.Г., Семенов П.В. Центробежное литье гильз цилиндров дизелей. Литейное производство. 1997. № 7. С. 31.
8. Поддубный А.Н., Кульбовский И.К., Дюков А.В. Мелющие шары с высокой эксплуатационной стойкостью из белого легированного чугуна. Литейное производство. 1997. № 5. С. 46.
9. Нехендзи Ю.А. Стальное литье. Москва: Металлургиздат, 1948. 767 с
10. Теория и практика процессов получения биметаллических и многослойных отливок: сб. науч. тр. / АН УССР. Ин-т пробл. литья. Киев, 1987. 156 с.
11. Чугун: cправ. пособ. / под ред.: А.Д. Шермана, A.A. Жукова. Москва: Металлургия, 1991. 576 с.
12. Новый процесс получения биметалла с коррозионностойким плакирующим слоем / Б.Е. Патон и др. Сталь. 1983. № 7. С. 16–17.
13. Композиционные материалы: справ. пособ. / В.В. Васильев и др.; под общ. ред.: В.В. Васильева, Ю.М. Тарнопольского. Москва: Машиностроение, 1990. 512 с.
14. Цветное литье: справ. пособ. / Н.М. Галдин и др.; под общ. ред. Н.М. Галдина. Москва: Машиностроение, 1989. 528 с. (Технология литейного производства).
15. Затуловський А.С. Литі композиційні матеріали. URL: https://esu.com.ua/search_articles.php?id=55239 (дата звернення: 27.04.2020).
16. Небожак І.А., Новицький В.Г., Шинський О.Й., Гаврилюк В.П. Триботехнічні властивості сплаву АК12, армованого дисперсним інтерметалідом FeCr. Металознавство та обробка металів. 2004. № 2. С. 62–70.
17. Небожак І.А., Суменкова В.В., Шинський О.Й., Онищук О.О. Використання дисперснонаповнених моделей, що газифікуються, для отримання чавунних виливків. Металознавство та обробка металів. 2005. № 4. С. 19–22.
18. Takeshi Kobayashi, Toru Maruyama. Termal Decomposition Behavior of Expandable Pattern Including Blended Metal or Metal Oxide Powder in Evaporative Pattern Casting Of Al – Si System Alloy. Materials Transactions. 2003. Vol. 44. No. 11. P. 2404–2409.
19. Небожак И.А., Суменкова В.В., Шинский О.И. Влияние технологических параметров ЛГМ-процесса на эффективность графитизирующего модифицирования серого чугуна в «полости» литейной формы. Металл и литье Украины. 2016. № 5. С. 9–17.
20. Takeshi Kobayashi, Toru Maruyama. Termal Decomposition Behavior of Expandable Pattern Including Blended Metal or Alloy Powder in Evaporative Pattern Casting Process of Cast Iron. Materials Transactions. 2003. Vol. 44. Iss. 11. P. 2396–2403. DOI: https://doi.org/10.2320/matertrans.44.2396
21. Шуляк В.С. Литье по газифицируемым моделям. Санкт-Петербург: НПО «Профессионал», 2007. 408 с.
22. Wittmoser A., Schade J. Verfahren zur Herstellung von Gußstücken unter Verwandung vergasbaren Modelle: пат. ФРГ: МКІ 21С8/07 (B22D). № 114482.
23. Шинський О.Й., Вишнякова Л.П., Плотнікова В.Н., Князєв Є.Ф. Спосіб виготовлення моделей із пінополістиролу / НАН України. Ін-т пробл. лиття (Україна): пат. 244 Україна: МКІ3 В22С7/02, В22С3/00. № 3493216/22-02; заявл. 15.01.93; опубл. 30.04.93, Бюл. № 1; пріоритет 27.09.82, № 1079340 А1 (СССР). 1 с.