Виготовлення ливарних форм паро-мікрохвильовим затвердінням за моделями із заморожених піщано-водяних сумішей

Шрифт:
312

https://doi.org/10.15407/steelcast2021.01.038

Met. litʹe Ukr., 2021, Tom 29, №1, P. 38-45

Л.І. Солоненко1, канд. техн. наук., доц. каф. технології та управління ливарними процесами, e-mail: solonenkoli14@gmail.com,https://orcid.org/0000-0003-2029-8044
С.І. Реп’ях2, д-р техн. наук., проф. каф. ливарне виробництво, e-mail: 123rs@ua.fm, https://orcid.org/0000-0003-0203-4135

1Одеський національний політехнічний університет (Одеса, Україна)
2Національна металургійна академія України (Дніпро, Україна)

Надійшла 22.11.2020

УДК 621.744

В статті досліджується можливість використання (комбінування) замороженої піщано-водяної моделі, що являє собою при нагріванні джерело пари, та паро-мікрохвильового затвердіння для отримання складних за конфігурацією об'ємно-замкнутих форм, а також вплив масового вмісту води у піщано-водяній моделі на якість поверхні отриманих об'ємно-замкнутих ливарних форм.
У дослідженнях використовували кварцовий пісок марки 1К2О202, дистильовану воду, натрієве рідке скло з силікатним модулем 2,8–3,0 і питомою щільністю 1,43–1,46 г/см3, плакований кварцовий пісок 1 % рідкого скла (за масою, понад 100 % піску) висушений на повітрі і в полі мікрохвильового випромінення. Температуру вимірювали високоточним термометром Greisinger G 1700 з точністю 1 °С, зважування проводили на електронних вагах марки МН200 з точністю 0,01 г. Структурування форм, сушіння плакованого піску, нагрів наважок води, суміші води та піску, заморожених наважок суміші води та піску проводили в мікрохвильовій печі з номінальною потужністю магнетрона 900 Вт і частотою випромінювання 2,45 ГГц. 
Аналіз отриманих результатів свідчить про те, що комбінування паро-мікрохвильового затвердіння і моделі з замороженої піщано-водяної суміші дозволяє отримувати складні за конфігурацією об'ємнозамкнуті форми. Виготовлені ливарні формі за даним технічним рішенням відразу після виготовлення придатні до використання, оскільки практично не містять вологи і, відповідно, практично не газотвірні. Запропонованим способом можна виготовляти форми будь-якої складності, а їх обмеження за масою і розмірами будуть зумовлені виключно розмірами робочого простору використовуваної морозильної камери та камери мікрохвильового випромінювання.
Встановлено, що тривалість випаровування води в полі мікрохвильового випромінювання збільшується з підвищенням маси води, що випаровується, і багато в чому залежить від матеріалу середовища, з якого вона випаровується, та його початкової температури. Для виготовлення об'ємно-замкнутих форм, заморожені моделі доцільно виготовляти з суміші кварцового піску і 5–10 % води (за масою, понад 100 % піску). Запропонований спосіб виготовлення об'ємно-замкнутих форм достатньо технологічний і може бути рекомендований для виробництва дрібних виливків зі сплавів на основі заліза, міді, алюмінію загальномашинобудівного призначення в умовах одиничного і дрібносерійного виробництва литва

Ключові слова: ливарна форма, піщано-рідкоскляна суміш, паро-мікрохвильове затвердіння, заморожена модель, рідке скло, пісок, вода.

Література

1. А. с. 428843 СССР, МК В22С9/00. Способ изготовления литейных форм замораживанием / В.М. Грузман, Е.Я. Синицын, В.Н. Михеев, В.А. Антипов, В.К. Кадочников. № 1606788/22-2; заявл. 04.01.71; опубл. 25.05.74, Бюл. № 19.
2. А. с. 1171186 СССР, МК В22С9/04, 9/00. Способ изготовления неразъемных литейных форм / О.И. Шинский, В.И. Московка, В.А. Шевченко, А.И. Валигура, Е.Ф. Князев, М.Т. Левчук. № 3631979/22-02; заявл. 03.06.83; опубл. 07.08.85, 
Бюл. № 29.
3. А. с. 982840 СССР, МК В22С9/02. Способ получения форм вакуумной формовкой и устройство для его осуществления / В.Р. Закрочимский, Г.В. Немченко, А.М. Петриченко, А.Г. Мирошниченко. № 3312085/22-02; заявл. 07.07.81; опубл. 23.12.82, Бюл. № 47.
4. Пат. 76132 Україна, МПК В22С 9/02. Спосіб лиття за крижаними моделями / О.Й. Шинський, В.С. Дорошенко;№ u201206798; заявл. 05.06.2012; опубл. 25.12.2012, Бюл. № 24.
5. Пат. 80509 Україна, МПК В22С 9/04, 9/12, 7/02, 1/16. Спосіб виготовлення оболонкової форми по легкоплавкій моделі / В.С. Дорошенко, О.Й. Шинський, А.О. Стрюченко; № а201003761; заявл. 01.04.2010; опубл. 10.06.2013, Бюл. № 11.
6. Пат. 91197 Україна, МПК В22С 9/02. Спосіб фільтраційного формування / О.Й. Шинський, В.С. Дорошенко; № u201400637; заявл. 23.01.2014; опубл. 25.06.2014, Бюл. № 12.
7. Пат. 85830 Україна, МПК В22С 9/02. Спосіб виготовлення ливарної форми по крижаній моделі / В.С. Дорошенко, О.Й. Шинський; № а201008732; заявл. 13.07.2010; опубл. 10.12.2013, Бюл. № 23.
8. Пат. 85515 Україна, МПК В22С 9/02. Спосіб виготовлення вакуумованої форми / О.Й. Шинський, В.С. Дорошенко; № а200702367; заявл. 05.03.2007; опубл. 26.01.2009, Бюл. № 2.
9. Дорошенко В.С. Структура исследований по разработке технологии литья по ледяным моделям с использованием ряда особенностей и природных явлений. Процессы литья. 2017. № 1 (121). С. 39–46.
10. Гаврилин И.В. Литье по ледяным моделям. Литейное производство. 1994. № 9. С. 14–15.
11. Грузман В.М. Теория и технология литья в замороженные формы: дис. ... д-ра техн. наук; Уральский гос. техн. ун-т. Екатеринбург: УПИ. 1993.
12. Грузман В.М. О судьбе и перспективах применения замороженных форм. Литейное производство. 2009. № 7. С. 14–17.
13. Дорошенко В.C. Исследования при разработке экологически безопасной технологии литья металла по ледяным моделям с использованием природных явлений. Экологический вестник России. 2018. № 2. С. 42–47. 
14. Грузман В.М. Литье в замороженные формы: Обзор. М.: НИИмаш, 1983. 40 с. 
15. Грузман В.М. Взаимодействие расплава с замороженной формой. Литейное производство. 1982. № 7. С. 20–21.