Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по разное
-1- На правах рукописи
Сапченко Игорь Георгиевич
ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЧНОСТНЫХ И ДЕФОРМАЦИОННЫХ СВОЙСТВ ПОРИСТОСТЬЮ СТРУКТУР ПОЛИМЕРНЫХ МОДЕЛЕЙ И КЕРАМИЧЕСКИХ ОБОЛОЧКОВЫХ ФОРМ В ТОЧНОМ ЛИТЬЕ
01.02.04 - механика деформируемого твердого тела А в т о р е ф е р а т диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук
Владивосток - 2007 -2-
Работа выполнена в Институте машиноведения и металлургии ДВО РАН.
Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Господариков Александр Петрович;
доктор технических наук, профессор Марьин Борис Николаевич;
доктор технических наук, профессор Ри Хосен.
Ведущая организация: Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева (г. Нижний Новгород).
Защита состоится л9 ноября 2007 года в часов на заседании диссертационного совета ДМ 005.007.02 в Институте автоматики и процессов управления ДВО РАН по адресу: 690041, г. Владивосток, ул. Радио, 5, аудитория 510, e-mail: dm00500702@iacp.dvo.ru.
C диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института автоматики и процессов управления ДВО РАН.
Автореферат разослан л 2007 года.
Ученый секретарь диссертационного совета к.ф.-м.н. Дудко О.В.
-3-
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. С ростом потребности отрасли машиностроения в точных металлоизделиях из труднообрабатываемых сплавов возрастает роль специальных способов литья. Анализ тенденций развития технологических процессов формообразования показывает, что качество металла, точность и чистота поверхности отливок являются основными критериями условий развития литейного производства.
итье по выплавляемым моделям (ЛВМ) является одним из передовых технологических методов, позволяющих получать металлоизделия с геометрической точностью, максимально приближенной к готовой детали, не требующей, в некоторых случаях, механической обработки. ЛВМ - многооперационный метод получения металлоизделий, с широким диапазоном используемых материалов, что обусловливает высокую себестоимость металлопродукции и недопустимость брака в ее производстве.
Брак в ЛВМ имеет место в основном на стадиях изготовления полимерных моделей (ПМ) и керамических оболочковых форм (КОФ), удаления моделей из КОФ, термообработке КОФ, заливке КОФ расплавом металла и обусловливается деформационными процессами, протекающими вследствие технологических особенностей производства и свойств используемых материалов. Изготовление ПМ и формирование керамических оболочек сопровождается усадочными процессами, удаление моделей из КОФ - расширяющим воздействием на керамическую оболочку, термообработка КОФ - температурными деформациями последней в связи с неравномерностью ее прогрева, заливка КОФ - термо- и гидродинамическим воздействием расплава металла.
Одним из направлений снижения брака, повышения качества и технологических свойств ПМ и КОФ является управление их структурноморфологическим строением путем образования пористости определенных параметров и, как следствие, деформационными процессами.
Таким образом, деформационные процессы пористых структур взаимодействующих компонентов технологических систем ПМ - КОФ и КОФ - расплав металла при сложнонагруженном состоянии мало изучены, а их исследование актуально.
Целью работы является разработка теоретических и практических принципов создания пористости в структурах взаимодействующих ПМ и КОФ, управление их параметрами и деформационными процессами для повышения качества металлопродукции при снижении ее себестоимости.
Научная новизна работы. Предложен новый подход в технологии изготовления ПМ с пористой структурой, направленный на реализацию управления их качеством и деформационными свойствами.
Исследовано влияние технологических режимов изготовления пористых полимерных моделей (ППМ) и соотношения исходных материалов на их физико-механические, технологические и эксплуатационные свойства.
Разработаны методы образования пористых структур КОФ, управления параметрами их пористости и напряженно-деформированным состоянием (НДС).
-4- Выявлены особенности НДС пористых КОФ в процессе изготовления, удаления ПМ, заливки расплавом металла.
Теоретически обоснована и практически подтверждена предпочтительность расположения пористости во внутренней части структуры КОФ.
Обоснованность и достоверность результатов работы обеспечивается использованием при теоретических исследованиях фундаментальных уравнений механики сплошных сред, применением современных методов исследования структуры и свойств материалов, удовлетворительным соответствием теоретических и экспериментальных данных, подтверждением результатами производственного опробования и внедрения разработанных технологических процессов.
Практическая значимость работы. На основании комплексного подхода к оценке технологических факторов, влияющих на деформационные процессы ПМ и КОФ при изготовлении металлоизделий, получены результаты, позволившие:
- разработать технологический процесс и режимы получения пористых ПМ с требуемыми физико-механическими, технологическими и эксплуатационными свойствами (патенты РФ № 2188736, 2188738, 2188735, 2188737, 2188734, 2203763, 2203764, 2203765, 2190496, 2185920, 2190498, 2185921, 2185922);
- разработать технологические процессы изготовления пористых КОФ с требуемыми физико-механическими и технологическими свойствами, установки получения пористости в структурах КОФ (Авторские свидетельства СССР № 1414496, 1227312);
- повысить качество и размерно-геометрическую точность металлоизделий на 2-4 квалитета при практически полном устранении брака ПМ и КОФ.
Разработанные рекомендации по управлению структурой и свойствами ПМ прошли опытно-промышленные испытания на ОАО КнААПО им. Ю.А.
Гагарина.
Внедрение технологий изготовления пористых КОФ в условиях Павловского ПО им. С.И. Кадышева и Арсеньевского машиностроительного завода Аскольд позволило получить экономический эффект 18074 руб. на годовую программу (в ценах 1988 г.).
Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на областных научно-технических конференциях (г. Горький, 1987, 1989); всесоюзном семинаре Ускорение научно-технического прогресса в литейном производстве Дальнего Востока (Комсомольск-на-Амуре, 1986);
научно-техническом семинаре Повышение качества и эффективности литья по выплавляемым моделям (Москва, 1986); всесоюзной конференции Механика конструкций из композиционных материалов и проблемы динамических испытаний (Комсомольск-на-Амуре, 1990); всероссийских научнотехнических конференциях "Материалы и технологии XXI века" и "Новые химические технологии: производство и применение" (Пенза, 2001); всероссийской научно-технической конференции Российская школа по проблемам науки и технологий (Миасс, 2003, 2004); международной научно-технической конференции Современные проблемы металлургического производства -5- (Волгоград, 2002); международном симпозиуме Принципы и процессы создания неорганических материалов (Хабаровск, 2002, 2006); XXVIII дальневосточной школе-семинаре им. академика Е.В. Золотова (Владивосток, 2003, 2004); всероссийской научно-технической конференции Проблемы механики сплошных сред и смежные вопросы технологии машиностроения (Комсомольск-на-Амуре, 2003, 2005); всероссийской научно-практической конференции Литейное производство сегодня и завтра, посвященной 90-летию со дня рождения Б.Б. Гуляева (Санкт-Петербург, 2004); всероссийской конференции Фундаментальные и прикладные вопросы механики, посвященной 70летию со дня рождения акад. Мясникова (Владивосток, 2006); общем собрании Хабаровского научного центра ДВО РАН (Хабаровск, 2002).
По теме диссертации опубликовано 42 работы, получено 2 авторских свидетельства СССР и 14 патентов РФ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, основных выводов, списка литературы (185 наименований) и приложений. Общий объем работы - 249 страниц, в том числе 115 рисунков и 25 таблиц, включенных в текст.
ичный вклад автора. В настоящей работе представлены результаты, полученные автором самостоятельно [45, 48-52, 54-58], а также совместно с аспирантами и сотрудниками Института машиноведения и металлургии ДВО РАН [1, 2, 4-44, 46, 47, 53]. Автору принадлежит организация, проведение и постановка задач исследований, планирование и руководство экспериментами, личное участие в них и анализ полученных данных, оформление печатных работ. Автор также принимал непосредственное участие в опытнопромышленном опробовании и внедрении в производство результатов исследований.
Автор выражает искреннюю признательность д.т.н. Г.И. Тимофееву, д.т.н. А.И. Евстигнееву, д.т.н. В.И. Одинокову, к.т.н. С.Г. Жилину, к.т.н. О.Н.
Комарову, к.т.н. С.А. Некрасову за помощь и содействие, оказанное при выполнении данной работы.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении представлены: анализ технологических вариантов изготовления ПМ и КОФ; обоснованность актуальности выбранной темы; цели и задачи исследований, решаемых в диссертационной работе; основные положения, выносимые на защиту.
Первая глава посвящена проблемам разработки принципиально нового подхода к технологии изготовления ПМ, образованию пористости в их структуре.
Исследования показали отсутствие технологических вариантов комплексного упразднения брака моделей, керамических оболочек и металлоизделий в ЛВМ.
Предложено изготовление ПМ прессованием пластичных и водорастворимых порошков. Изделия, в данном случае, отличаются отсутствием усадочных деформаций, прогнозируемым распределением физико-механических, технологических и химических свойств, повышенным качеством поверхности -6- и размерно-геометрической точностью, наличием прогнозируемой пористости в структуре прессовки (как открытой, так и изолированной). Изготовленные таким способом ПМ обладают необходимыми свойствами.
Физико-механические свойства таких моделей зависят от пористости, величины контактной поверхности и характера контакта между частицами. Их физико-механические свойства отличаются от свойств литых ПМ аналогичного химического состава.
При прессовании происходит оплавление частиц воскообразных компонентов по границам их зерен. Таким образом, формируется монолитный каркас пористой структуры из полимерного материала, с равномерно распределенными в порах этой структуры частицами водорастворимых компонентов.
Установлено, что введением в порошок воскообразного материала водорастворимых компонентов можно получить пористые модели с повышенными физико-механическими свойствами.
Процесс получения полимерных моделей с заданными размерами и формой складывается из следующих основных операций: расчета навески и дозировки исходных материалов; засыпки порошкового материала в формообразующую полость пресс-формы; формования; удаления готовой модели из пресс-формы.
Рис. 1. Изменение плотности по высоте прессовки:
1 - одностороннее прессование; 2 - двустороннее прессование.
На прессуемость порошка материала решающее влияние оказывают размер и форма частиц. Для получения полимерных моделей заданной плотности необходимое давление прессования увеличивается вместе с ростом фракции порошка. Неравномерное распределение свойств в объеме модели приводит к искажению их форм и размеров, физико-механических, технологических и эксплуатационных свойств.
При получении моделей одно- и двухпозиционным формованием изменение плотности и физико-механических свойств различно (рис. 1).
-7- На конечную плотность ППМ большее влияние имеют плотности исходных компонентов смеси подвергаемой деформациям. Получение более плотных моделей достигается при использовании мелкофракционных смесей с размерами частиц 0,4-0,63 мм. Прогнозируемые значения плотности при заданных усилиях прессования достигаются в большей мере при использовании равнофракционных материалов (т.е. таких, в которых размеры водорастворимых частиц и частиц связки равны) с 30-35 %-ым содержанием водорастворимого компонента.
Максимальная поверхностная твердость ППМ достигается при использовании равнофракционных компонентов в смеси. Так, максимальная твердость наблюдается в ППМ с 35-40 %-ым содержанием растворимого компонента и давлением прессования 1,2-2 МПа и составляет 96 ед, прочность на сжатие 1,6-2,1 МПа, прочность на разрыв составляет 0,5 МПа.
При использовании модельной смеси фракции большей, чем размеры частиц водорастворимой добавки, наблюдается эффект снижения содержания последней с 40 до 30 % в фракционном интервале модельного состава 0,63-1,мм при достижении моделями максимального предела прочности на разрыв.
Для того чтобы получить ППМ с максимальным сопротивлением разрыву и сжатию, необходимо использовать фракцию полимерного компонента, равную фракции водорастворимой добавки, содержание которой в ППМ должно быть 20-40 % и усилие прессования не менее 0,8 МПа. Этим требованиям соответствуют порошковый модельный материал с 20-40 %-ым содержанием водорастворимой добавки фракции 0,63-1,6 мм.
При исследовании физико-механических характеристик по длине образцов ППМ обнаружены следующие закономерности. В периферийных и центральных зонах значения плотности, твердости и прочности выше, чем в зонах, равноудаленных по длине модели от центральных и периферийных зон образцов ППМ. Оптимальными технологическими параметрами обладают ППМ с минимальными расхождениями физико-механических свойств по длине, что наблюдается при 30-35 %-ом содержании водорастворимых компонентов в ППМ. Выявлено, что максимальной прочностью на изгиб более 1,2 МПа обладают ППМ с фракцией водорастворимой добавки 0,4-0,63 мм.
На рис. 2 показаны зависимости температурного расширения литых и пористых моделей от времени их расплавления. ППМ не оказывают распирающего воздействия на стенки керамической оболочки.
Выявлено, что прочность КОФ, полученных по экспериментальным ППМ, до и после прокалки выше прочности КОФ, полученных по традиционным ППМ.
Условие качественного формообразования требует доминирующего содержания полимерных компонентов (т.е. материала связки) над водорастворимыми в ППМ. Чем крупнее фракция водорастворимой добавки в модельном составе, тем меньшее количество полимерного компонента необходимо для получения прочной структуры модели, и наоборот.
-8- 0,0,0,0,-0,-0,-0,-0,-0,Рис. 2. Зависимость объемного температурного расширения литых моделей и ППМ от времени их расплавления: 1 - плотная литая модель; 2 - модель пористостью 4%; 3 - модель пористостью 8%; 4 - модель пористостью 15%.
Предпочтительными по физико-механическим и технологическим свойствам являются ППМ, обладающие минимальной плотностью при максимальных значениях твердости и прочности, полученные при минимально возможных давлениях прессования. Выявлено, что этим требованиям соответствуют ППМ с 20-40 %-ым содержанием водорастворимых компонентов, причем снижение содержания последних ведет к снижению прочности ППМ, а увеличение - к снижению формуемости, увеличению давлений прессования и появлению "рыхлот" на поверхности ППМ.
Во второй главе рассмотрены технологические варианты управления пористым строением структуры и технологическими свойствами КОФ при использовании в качестве порообразователя минерального и полимерного порошков, а также аэрации. Управление пористым строением структур КОФ осуществлялось использованием минерального порошка (МП) фракции до 0,75 мм в качестве наполнителя с различным процентным содержанием и в качестве обсыпного материала различного фракционного состава.
Варианты применения МП позволяют получать структуры слоев КОФ двух видов: с пористостью, рассредоточенной в огнеупорном слое (объемной пористостью), и с пористостью в виде цепочки пор на поверхности сопряжения слоев.
Определены пределы управления степенью пористости КОФ при использовании МП. Представлены исследования влияния параметров пористости оболочек МП на их прочностные свойства, трещиностойкость. Рассмотрены принципы управления данными параметрами.
г -9- Сравнительный анализ технологических вариантов порообразования показал:
1) более технологичным представляется использование МП в качестве наполнителя этилсиликатной суспензии;
2) керамические оболочки с пористостью, рассредоточенной во втором огнеупорном слое, обладают более высокими прочностными свойствами, а при определенных параметрах пористости (Пи = 34%) превышают прочность традиционных оболочек;
3) керамические оболочки с рассредоточенной пористостью обладают более высокой трещиностойкостью при механическом, высокотемпературном импульсном воздействиях и, в большинстве случаев, повышают трещиностойкость традиционных форм в 1,5 - 2,5 раза.
На основании различия свойств рассмотренных технологических вариантов использования в качестве порообразователя МП реализуется возможность изготовления КОФ требуемого качества для получения металлоизделий из цветных и черных сплавов при прокаливании и заливке оболочек расплавом металла.
Органический порошок (ОП) использовался с целью образования пористости в структуре оболочек как обсыпной материал. При этом пористость имеет вид цепочки пор правильной сферической формы на границе сопрягаемых слоев, а управление ее параметрами осуществлялось фракцией ОП.
Исследования влияния параметров пористости оболочек при использовании ОП на их технологические свойства проводилось в сравнении с технологией порообразования МП, используемом в том же качестве.
В результате исследований выявлено:
1) оболочки при использовании ОП обладают низкими, в сравнении с традиционными и другими рассмотренными вариантами порообразования, прочностными свойствами;
2) использование ОП мелкой (до 1,5 мм) фракции для обсыпки преимущественно второго слоя способствует разобщению прилежащих слоев КОФ при газифицировании материала, что предотвращает возникновение критических напряжений, приводящих к разрушению оболочек на последующих этапах технологической обработки и при заливке форм металлом;
3) использование ОП в обсыпке второго или третьего огнеупорных слоев КОФ, в сравнении с традиционными формами, повышает трещиностойкость последних в 1,5 раза.
Формирование пористых КОФ может осуществляться из суспензий, приготовленных или обработанных барботажем.
Осуществление барботажной обработки готовых этилсиликатных растворов должно проходить при расходе газа 0,36 м3/ч на 1 литр суспензии и дисперсности пузырьков 3 мм. Установленный режим обработки огнеупорных растворов позволяет максимально сократить длительность физикохимических процессов при перемешивании и, как следствие, повысить технологические свойства изготавливаемых оболочек.
-10- Исследования влияния природы барботирующего газа показали, что наиболее целесообразным для проведения барботажа является использование воздуха.
Установлено, что барботажная технология позволяет управлять пористым строением оболочковых форм в узком диапазоне ее степени (34 - 37%) и, как следствие, технологическими свойствами. При этом КОФ имеют структуру с объемной мелкодисперсной пористостью.
Сравнительный анализ традиционной и барботажной технологий показал, что при оптимальной (34 - 37%) степени пористости оболочки, изготовленные по барботажной технологии, имеют: превосходящую в 1,5 - 2 раза прочность; удовлетворительную трещиностойкость; меньший показатель разупрочнения при технологической обработке.
Барботажная технология изготовления пористых КОФ весьма универсальна и проста в осуществлении, что снимает какие-либо ограничения на ее использование в ЛВМ в диапазоне формируемых свойств.
В третьей главе представлены результаты исследований НДС КОФ с учетом влияния на нее различных условий формообразования и последующего выплавления модели.
Данные исследования представляют собой определение характера деформационных процессов в слоях КОФ при ее сушке и выплавлении ПМ.
Характер изменения деформаций в слоях КОФ дает представление о механизме их протекания в оболочке, что позволяет судить о возникающих напряжениях. Напряжения, возникающие в КОФ, инициируют появление трещин и приводят к нарушению ее целостности, а в некоторых случаях и к разрушению оболочки.
Выявлено, что в процессе сушки огнеупорных слоев происходит накопление деформаций в КОФ (рис. 3).
В момент нанесения второго слоя в первом слое происходит резкое снижение напряжений на 75-78% в результате проникновения в него жидкой составляющей. При нанесении третьего слоя традиционной КОФ также происходит резкое снижение напряжений в результате смачивания суспензией и составляет в первом слое - 51-53%, а во втором слое - 62-64%. При таком характере изменения деформаций увеличивается вероятность зарождения и развития трещин в структуре КОФ.
В результате применения ППМ изменяется характер деформаций в слоях КОФ (рис. 4), что привело к их снижению на 10-14 % по сравнению с традиционными ПМ.
Применение пористых КОФ, изготовленных по традиционным моделям, позволило изменить характер деформаций в слоях и снизить их по сравнению с традиционными на 7-10% с промежуточным пористым слоем и диаметром пор 1,6 мм, на 9-13% с промежуточным пористым слоем и диаметром пор 0,63 мм.
Максимальное значение деформаций при нанесении второго слоя пористой КОФ меньше максимального значения деформаций второго слоя традиционной КОФ. Это происходит в результате пропитывания гранул МП жидкой составляющей.
-11- Сушка оболочковой формы Таким образом, предпочНанесение Нанесение Нанесение тительным является диаметр пор первого слоя второго слоя третьего слоя 0,не более 0,63 мм по причине менее динамичного изменения деформаций в слоях КОФ при ее 0,сушке и снижения деформаций в 0,030,0304 первом слое пористой трехслой0,020,0,02ной КОФ, изготовленной по 0,020,02традиционным ПМ, на 9-13 % по 0,сравнению с деформациями в первом слое традиционной КОФ.
Отличительной особенностью 0,первый второй третий слой слой слой изменения деформаций в случае применения пористых КОФ, изготовленных по ППМ, 0 1 2 3 4 5 6 ч Время является более плавное их увеличение в первом слое при Рис. 3. Деформации в слоях традиционнанесении третьего слоя, происной КОФ, изготовленной по традиционходящее в результате значиной ПМ.
тельного снижения интенсивности сушки. Снижение интенсивности сушки происходит по причине пропитывания ППМ и керамики жидкой составляющей суспензии.
Анализируя результаты исследований, можно сделать следующие выводы: применение пористых КОФ, изготовленных по ППМ, позволяет снизить возникающие в оболочке деформации на 14-17 %. Кроме того, происходит менее резкое изменение деформаций в КОФ, что снижает возможность трещинообразования.
Одной из главных причин зарождения трещин в КОФ является давление полимерного модельного материала на оболочку в результате температурного расширения при его выплавлении. Применение ППМ позволит упразднить распирающее воздействие на стенки оболочки на этапе их удаления, а также обеспечить направленное выплавление моделей из КОФ.
На рис. 4 представлены деформации, возникающие в первом слое трехслойной КОФ при ее сушке и выплавлении модели. Из графика видно, что при погружении традиционной КОФ, изготовленной по традиционным ПМ, в горячую воду происходит резкое снижение напряжений, накопленных на стадии формирования оболочки. Затем, в результате температурного расширения модели, и, как следствие, распирающего воздействия на стенки оболочки в ней возникает резкое увеличение деформаций, которые снижаются по мере расплавления модельного материала.
Одновременно с распирающим воздействием модельного материала на стенки оболочки в ней возникают деформации в результате температурного расширения самой оболочки.
Также происходит более плавное возрастание деформаций во втором и третьем слоях КОФ по причине меньшей теплопроводности пористой оболочки, чем традиционной. Так, расплавление модели начинается при использова-12- нии традиционной КОФ на 2-ой минуте, а при использовании пористой КОФ на 2,5 минуте выплавления.
Сушка оболочковой формы Выплавление модели Нанесение Нанесение Нанесение первого слоя второго слоя третьего слоя 0,0,0, 0,3 0,0 1 2 3 5 1 2 3 4 5 6 7 мин 4 6 ч Время Рис. 4. Деформации в первом слое КОФ: 1 - традиционная КОФ и традиционная ПМ; 2 - пористая КОФ и традиционная ПМ; 3 - традиционная КОФ и ППМ; 4 - пористая КОФ и ППМ.
Из рис. 4 видно, что если скачкообразное изменение деформаций при сушке КОФ имеет длительный характер, то на стадии выплавления традиционной КОФ скачок деформаций происходит за очень малый промежуток времени. При таком характере изменения деформаций в КОФ на стадии выплавления ПМ повышается возможность трещинообразования в структуре оболочки. При выплавлении традиционной ПМ из традиционной КОФ в некоторых случаях возникающие при этом максимальные деформации достигают критических значений, при которых КОФ разрушается.
Установлено, что предпочтительным является применение пористой КОФ, изготовленной по ППМ, поскольку изменение деформаций в ней имеет более сглаженный характер и значительно ниже, чем в традиционной КОФ, изготовленной по традиционной ПМ.
Четвертая глава посвящена экспериментальным исследованиям влияния конструктивных параметров КОФ на величину гидродинамического давления заливаемого расплава.
Одной из опасных технологических операций с точки зрения трещинообразования и разрушения КОФ является процесс ее заливки, который сопровождается термо- и гидродинамическим воздействием струи металла. На заливку КОФ поступает с накопленными на предшествующих этапах обработки напряжениями и дефектами.
При заливке КОФ важными факторами являются высота заливки, диаметр струи расплава и конструктивное исполнение зумпфа.
Установлено, что изменением конструкции зумпфа КОФ можно значительно снизить максимальное гидродинамическое давление струи расплава.
на разрывпосле выплавления молели Критическая деформация ОФ при испытании -13- Исследования проводились со стояками КОФ различной конструкции зумпфа:
цилиндрической, конусной, полусферической и в виде половины тора.
Установлено, что при заливке в результате гидродинамического удара струи моделирующей жидкости о зумпф КОФ происходит резкое изменение гидродинамического давления, значительно превышающее гидростатическое давление после заливки блока (рис. 5, а): КОФ с цилиндрическим зумпфом - в 69,1 раз; КОФ с коническим зумпфом - в 64 раза;
КОФ с полусферическим зумпфом - в 56,7 раз. Во время заливки КОФ наблюдается повтор гидродинамического удара, что является следствием отражения струи от поверхности зумпфа и ее падения.
В результате анализа представленных данных а) изменения деформаций в первом слое КОФ, изготовленной по ППМ, и первом слое пористой КОФ, изготовленной по ППМ, можно утверждать, что в данном случае в оболочке возникают деформации только в результате ее температурного расширения.
Такой характер изменения гидродинамичеб) ского давления во время Рис. 5. Изменение гидромеханического давлезаливки КОФ расплавленния при заливке КОФ с полусферическим ным металлом совместно с зумпфом (а) и зумпфом в виде половины тора термодинамическим воз(б).
действием может привести к зарождению и развитию микротрещин в ее структуре или разрушению оболочки.
Выявлено, что из известных конструкций зумпфов КОФ, при использовании которых происходит наименьший гидродинамический удар струи (на 17-19 % меньше по сравнению с КОФ с цилиндрическим зумпфом) при заливке металла, является полусферический зумпф (рис. 6).
С целью снижения гидроудара в момент заливки КОФ была разработана конструкция зумпфа, выполненная в виде половины тора, обеспечивающая плавное возрастание гидродинамического воздействия (рис. 5, б) в результате рассечения струи. При этом значение максимального гидродинамического -14- давления в 20,9 раз превышает гидростатическое давление после заливки расплава. Снижение максимального гидродинамического удара при заливке расплава приводит к снижению вероятности образования трещин и сколов керамики. Применение зумпфа в виде половины тора позволило снизить гидродинамическое давление в КОФ при ее заливке на 62-64 % по сравнению с полусферическим зумпфом и на 69-72 % по сравнению с цилиндрическим.
1108,100,167,55,38,32,1 2 3 Конструкция зумпфа - струя направлена в центр зумпфа - струя направлена в боковую поверхность стояка Рис. 6. Зависимость максимального гидродинамического давления струи при заливке КОФ с различной конструкцией зумпфа: 1 - цилиндрический зумпф; - конический зумпф; 3 - полусферический зумпф; 4 - зумпф в виде половины тора.
Определены зависимости максимального гидродинамического давления струи моделирующей жидкости от ее диаметра и высоты заливки КОФ, которые описывается следующими уравнениями:
- для КОФ с цилиндрическим зумпфом P = - 947117,5 k H + 337253,6 k H0,5 + 750485,4 H k0,5;
- для КОФ с коническим зумпфом P = - 969018,6 k H + 332439,9 k H0,5 + 751416,8 H k0,5;
- для КОФ с полусферическим зумпфом P = - 954118,2 k H + 286187,3 k H0,5 + 748913,8 H k0,5;
- для КОФ с зумпфом в виде половины тора P = 343779,2 k H + 84683,5 k H0,5 + 282106,4 H k0,5, где k = Dс / Dст, (Dс - диаметр струи; Dст - диаметр стояка).
Экспериментально установлено максимальное гидродинамическое давление в КОФ при ее заливке свинцом. Так при заливке КОФ (Dс/Dст = 0,575 м;
H = 0,27 м) с полусферическим зумпфом Р = 1,03 МПа, с зумпфом в виде половины тора Р = 0,338 МПа.
В настоящее время в производстве применяют КОФ с прочностью на изгиб и = 3 10 МПа. Такая прочность КОФ является достаточной, чтобы выдержать гидростатическое давление расплава без опорного наполнителя.
Таким образом, возникающее при заливке металлом КОФ с цилиндрическим зумпфом максимальное гидродинамическое давление составляет 31-Р, кПа -15- % от прочности оболочки (и = 3 МПа). При таком воздействии на КОФ при ее заливке расплавом совместно с температурными и наследственными напряжениями значительно возрастает вероятность ее разрушения.
В случае применения КОФ с зумпфом в виде половины тора максимальное гидродинамическое давление струи металла составляет 8-13 % от прочности оболочки. Разработанная конструкция зумпфа позволяет значительно снизить гидродинамическое воздействие струи расплавленного металла на КОФ при заливке и вероятность ее разрушения.
В пятой главе приводятся теоретические исследования и расчеты НДС КОФ при заливке их расплавом и затвердевания отливок.
На основе уравнений механики сплошных сред разработана математическая модель процессов заливки расплавленного металла в многослойную осесимметричную КОФ и затвердевания отливки.
Для решения построенной системы уравнений теории температурных напряжений использован численный безкоординатный метод. Область деформирования разбивается криволинейной ортогональной сеткой на конечное число криволинейных элементов. Для каждого внутреннего k-го элемента записывается система уравнений теории температурных напряжений в разностном виде и строится итерационная процедура.
Математическая модель процессов заливки расплава и затвердевания отливки строилась с учетом следующих предположений: осесимметричное тело вращения; деформируемый материал считается изотропным; рассматривается квазистационарное движение и нестационарный процесс теплопроводности; деформации полагаются малыми.
Толщина затвердевшего слоя отливки рассчитывается по уравнению Стефана-Больцмана, при этом время кристаллизации разбивается на малые шаги n. На каждом временном шаге n вычисляется толщина твердой фазы n ( = n). При этом предполагается, что температура в твердой фазе по толщине n изменяется по линейному закону и градиент температуры в жидкой фазе равен нулю. Используя введенные условия, исследовался процесс заливки алюминия в керамическую форму. Сечение формы состоит из пяти слоев, равных по толщине и различных по физико-механическим свойствам.
Учитывая осевую симметрию, рассматривали половину сечения (рис. 7). Геометрические параметры: S = 5 мм, H = 50 мм, R = 20 мм, где S2, S3, S4 - поверхности.
Алюминий при температуре = 600Е700 С: = 26,610-6 град-1; = 2,7г/см3; С = 100 Дж/кг0С; = 0,238 Вт/мм0С; G = 4102 МПа; k = 0,310-МПа-1; L = 397 103 Дж/кг; П = 650 С, где - коэффициент линейного расширения; - удельный вес; С - теплоемкость; - коэффициент теплопроводности; L - скрытая теплота плавления; П - температура кристаллизации металла.
Форма: = 0,5110-6 град-1; = 2 г/см3; С = 840 Дж/кг0С; = 0,0008Вт/мм0С; G = 2,96102 МПа; k = 0,0675610-3 МПа-1.
Начальные условия: 0 = 770 0С; П = 300 0С; * = 300 0С; р1 = 0,9210-МПа; р2 = 1,6210-3 МПа, где 0 - температура заливаемого металла; * - начальная температура формы; П - температура опорного наполнителя.
-16- Для исследования данного процесса решалась система уравнений:
ij,j = 0; ij - ij = 2Gtij*; ij* = ij - 1/3ij; = ii; ii = 3kt + 3t, где Gt(t = 1,2,3,4,5) - модуль сдвига слоев с учетом их пористости; kt - коэффициент объемного сжатия t-го слоя; t - коэффициент линейного расширения t-го слоя; - разность температуры в слое; ij - символ Кронекера.
Граничные условия: U2Х2=0 = 0, 21Х2=0 = 0, 21S4=0 = 0, 22S4=0 = 0, 1S2=0 = -р1, 1S3=0 = -р2, 12S2=0 = 0, 12S3=0 = 0, где Ui, ij - перемещения и напряжения по граням элемента, соответственно.
При решении уравнения теплопроводности использовалось граничное условие первого рода. Для этого проведен эксперимент, при котором в процессе заливки и охлаждения термопарами замерялась температура поверхности S3 и температура металла по оси I-I. После этого экспериментальные данные аппроксимировались аналитическими зависимостями от времени остывания : М = 769,34 - 4,97 + 0,042 - 160(/100)3 + 33(/100)4 - 3,36(/100)5 + 0,135(/100)6, F = 279,227 + 0,502 - 0,0005682, где М - температура металла по оси I-I, F - температура формы по поверхности S3, - время в с.
На рис. 8 представлены некоторые результаты решения задачи. Наибольшие значения имеют напряжения 22 в КОФ. Напряжения 11 меньше, чем 22. Напряжения 33 такого же порядка, как 22, изменяются по времени и координате х1, но на 5-10% меньше по абсолютной величине.
На рис. 8, а показаны эпюры 22 в различных сечениях формы. Видим, что при тепловом ударе, хотя формы и нагреты до температуры 280 0С, внутренние слои испытывают напряжения сжатия, внешние - растяжения. Причем, в этом промежутке времени ( = 0,01 - 0,06 сек) растягивающие и сжимающие напряжения возрастают (по абсолютной величине).
На рис. 8, б показаны эпюры 22 во временном интервале ( = 1,15 - 18,65 сек). Характер эпюр тот же самый, что и на рис. 8, а, но со временем сжимающие напряжения на внутренних слоях формы уменьшаются (абсолютные величины), а растягивающие напряжения 22 увеличиваются на наружных ее слоях. Вверху приведен график температуры внутри расплава и КОФ.
Анализируя график изменения температур, можно заметить, что температура в жидком металле быстро выравнивается по сечению.
Расчеты показывают, что через 31 секунду начинается кристаллизация металла. При этом на поверхности металл - КОФ появляются растягивающие напряжения, а значит, металл стремится отойти от поверхности КОФ.
Напряжения 33 в основном ведут себя так же, как и 22, только меньше по абсолютной величине. Исключение составляют 33 в наружном слое формы.
С помощью метода математического моделирования получена наглядная картина НДС КОФ, которая использовалась при разработке мер снижения опасных напряжений в форме и брака отливок по вине КОФ.
Решение задачи для заливки КОФ, с различной интерпретацией пористых слоев, расплавом Ст45Л показало, что наибольшим градиентом 22 обладают оболочки с внутренними пористыми слоями. Возникающие напряжения существенно превышают допустимые значения и провоцируют разобщение слоев.
-17- Разобщение слоев происходит по фронту пор структуры КОФ таким образом, что образуется оболочка в оболочке. При этом целостность формы не нарушается. Вследствие действия данного механизма релаксации напряжений в структуре формы, последние приобретают значения существенно ниже допустимых, что предотвращает растрескивание КОФ и ее разрушение.
Рис. 7. Геометрические разме- Рис. 8. Распределение температуры и ры формы по сечению.
напряжений в КОФ после заливки металлом в интервале времени: а) 0,010,06 сек; б) 1,15 - 18,65 сек.
Шестая глава посвящена сравнительному анализу размерногеометрической точности ППМ и отливок, полученных традиционным и экспериментальным методами, рассматриваются возможности реализации технологии изготовления ППМ в условиях производства.
Установлено, что ППМ, полученные холодным прессованием модельного материала, отличаются от традиционных ПМ отсутствием внешних усадочных дефектов, меньшими радиусами скруглений внешних и внутренних углов, образованных взаимно-перпендикулярными поверхностями модели.
Радиус скругления взаимно-перпендикулярных поверхностей ППМ 0,8 мм, что на 0,6 мм меньше, чем у традиционных ПМ.
Экспериментально установлено, что размерно-геометрическая точность ППМ с 30-40 %-ым содержанием водорастворимых компонентов соответствует 9-10-му квалитету, что выше, чем у традиционных ВМ, точность которых соответствовала 11-14-ому квалитету. Сравнительным анализом определено, что отливки, полученные по экспериментальным ППМ, соответствуют 10-12ому квалитету, что на 2 - 4 квалитета выше, чем у традиционных отливок.
Опробование технологии изготовления КОФ с промежуточным пористым слоем показало их высокую стойкость к растрескиванию на всех этапах технологической обработки.
Анализ макроструктуры КОФ в местах излома показал: после прокаливания в опорном наполнителе как традиционных КОФ, так и КОФ с экспери-18- ментальным зумпфом происходит непрогнозируемое отслаивание внутреннего слоя керамики; после прокаливания и заливки пористых КОФ без опорного наполнителя данного эффекта не наблюдается, образующиеся трещины локализуются в порах промежуточного слоя, что предотвращает разрушение КОФ.
Опробование показало, что заливаемость КОФ с экспериментальным зумпфом без опорного наполнителя составляет 32-40 % в отличие от традиционных КОФ, оболочки не разрушаются при попадании первой порции металла, а заливаются до верхнего яруса отливок и после образования трещины в нижней части зумпфа металл выходит из формы.
Проведенными исследованиями установлено, что КОФ с пористостью промежуточного слоя 34-37 % обладают высокой трещиностойкостью при заливке без опорного наполнителя. Заливаемость форм металлом составила 88-94 %. При этом имеются случаи прорыва металлом зумпфа КОФ.
Установлено, что наибольшей 94-100 % стойкостью к заливке металлом без опорного наполнителя обладают шестислойные керамические оболочки с пористым третьим слоем и зумпфом в виде половины тора.
На основании результатов опробования технология изготовления пористых КОФ внедрена на ППО им. С.И. Кадышева (г. Павлово-на-Оке) и заводе Аскольд (г. Арсеньев) с экономическим эффектом.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ 1. Установлено, что физико-механические свойства ППМ обусловливаются содержанием водорастворимой добавки. Предпочтительными свойствами обладают ППМ с 30-40 %-ым содержанием минерального порошка фракции 0,4-0,63 мм с материалом связки фракции 0,63-1,0 мм.
2. Установлено, что разработанная технология изготовления ППМ холодным прессованием модельного материала с 30-40 %-ым содержанием водорастворимых компонентов позволяет повысить их размерногеометрическую точность и точность отливок на 2-4 квалитета.
3. На основе различных физико-химических методов разработаны три технологических приема управлением пористостью КОФ применением ОП и МП, продувкой суспензий и связующих растворов газом.
4. Выявлен характер деформаций в слоях КОФ при ее сушке. Определено, что в момент нанесения второго слоя КОФ происходит резкое снижение напряжений в первом слое на 75-78 %. При нанесении третьего слоя традиционной КОФ также происходит резкое снижение напряжений в результате смачивания суспензией и составляет в первом слое - 51-53%, а во втором слое - 62-64%. Такой характер возникающих в КОФ напряжений провоцирует появление трещин и приводит к ее разрушению.
5. Установлен характер деформаций в КОФ с промежуточным пористым слоем при ее сушке. Предпочтительной фракцией порообразующего материала является фракция не более 0,63 мм по причине менее динамичного изменения деформации слоев КОФ. При этом деформации после изготовления пористой КОФ снижаются на 9-13 % по сравнению с традиционной.
6. Исследования показали, что применение ППМ снижает деформации в традиционной трехслойной КОФ на 10-14 % по сравнению с традиционной -19- ПМ. Наибольшее снижение деформаций в оболочке при ее формировании 1417 % наблюдается в случае применения пористой КОФ, изготовленной по ППМ. Кроме того, изменение деформаций в этом случае происходит более плавно.
7. Экспериментально определено, что на стадии выплавления ПМ при погружении КОФ в горячую воду деформации, возникшие при сушке КОФ, снижаются на 30-34 %. Резкое увеличение деформаций в КОФ происходит в результате температурного расширения ПМ и ее распирающего действия на стенки оболочки. В некоторых случаях возникающие максимальные деформации достигают критических значений, при которых КОФ разрушается.
8. Установлено, что изготовление пористой КОФ по традиционной ПМ позволило снизить максимальные деформации в результате распирающего действия модельного материала на стенки оболочки на 12-15 % по сравнению с традиционной КОФ, изготовленной по традиционной модели.
9. Установлено, что при выплавлении ППМ из традиционной и пористой КОФ не происходит резкого увеличения деформаций в их структуре, что свидетельствует об отсутствии распирающего действия модельного материала на стенки оболочек. В случае применения пористой КОФ, изготовленной по ППМ, характер изменения деформаций при выплавлении более сглаженный.
10. Выполненным анализом НДС традиционных и пористых КОФ при температурном и механическом воздействиях выявлен характер распределения напряжений в их структурах, наиболее вероятные участки релаксации напряжений и разрушения оболочек. Максимальные напряжения возникают в плотных слоях, минимальные - в пористых. Релаксация напряжений происходит на границе сопряжения плотных и пористых слоев оболочки.
11. Установлены предпочтительные параметры структуры КОФ с образованием пористости 34 - 37 % во втором или третьем огнеупорных слоях.
12. Установлено, что на брак КОФ по трещинам при их заливке, как в опорном наполнителе, так и без него, значительное влияние оказывает динамическое воздействие струи жидкого металла на оболочку. Выявлен характер изменения гидродинамического давления при заливке КОФ с различной конструкцией литниково-питающей системы. Экспериментально установлено влияние диаметра струи моделирующей жидкости при фиксированном объеме формы и высоты заливки КОФ на гидродинамическое воздействие струи жидкого металла. Разработана новая конструкция литниково-питающей системы с зумпфом в виде половины тора, позволяющая значительно снизить гидродинамическое воздействие струи жидкого металла при заливке КОФ.
13. Внедрение технологических приемов образования пористых оболочковых форм в производстве позволило получить экономический эффект 180руб. в год за счет снижения потерь оболочек (в ценах 1988 г.).
ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО МАТЕРИАЛАМ ДИССЕРТАЦИИ 1. Тимофеев Г.И., Евстигнеев А.И., Сапченко И.Г. Барботажная технология и установки приготовления связующих и суспензий для литья по выплавляемым моделям. Владивосток: Дальнаука, 1989. 112 с.
-20- 2. Тимофеев Г.И., Евстигнеев А.И., Сапченко И.Г., Чернышов Е.А. Совершенствование технологических процессов формообразования керамических форм. Хабаровск: НТО Машпром, 1990. 48 с.
3. Сапченко И.Г. Структура и свойства пористых оболочковых форм в литье по выплавляемым моделям. Владивосток: Дальнаука, 2003. 162 с.
4. Сапченко И.Г., Некрасов С.А., Жилин С.Г., Штерн М.В. Напряженнодеформированное состояние оболочковых форм в литье по выплавляемым моделям. Комсомольск-на-Амуре: ИМиМ ДВО РАН, 2005. 156 с.
5. Евстигнеев А.И., Сапченко И.Г., Черномас В.В., Куренков В.В., Васин В.В., Суриц Г.И., Шабович В.М. Отработка и опыт освоения барботажной технологии приготовления этилсиликатных суспензий // Авиационная промышленность. 1990. № 6. С. 60-61.
6. Сапченко И.Г., Евстигнеев А.И., Тышкевич В.Н., Васин В.В. Влияние пористости на прочность оболочковых форм по выплавляемым моделям // Известия ВУЗов. Черная металлургия. 1991. № 8. С. 51-53.
7. Сапченко И.Г., Евстигнеев А.И., Тышкевич В.Н., Васин В.В., Куренков В.И. Определение механических характеристик оболочковых форм с учетом их слоистости // Известия ВУЗов. Черная металлургия. 1991. № 2. С. 6467.
8. Евстигнеев А.И., Сапченко И.Г., Куренков В.И., Васин В.В., Петров В.В., Черномас В.В. Иерархия структур и качество оболочковых форм по выплавляемым моделям // Известия ВУЗов. Черная металлургия. 1992. № 2. С.
59-62.
9. Сапченко И.Г., Евстигнеев А.И., Тышкевич В.Н., Тимофеев Г.И. Определение механических характеристик слоистых оболочковых форм // Литейное производство. 1992. № 8. С. 25.
10. Сапченко И.Г., Евстигнеев А.И., Дмитриевский И.П., Тимофеев Г.И.
Исследование закономерностей процесса выплавления моделей из оболочковых форм // Литейное производство. 1994. № 3. С. 17-18.
11. Тимофеев Г.И., Сапченко И.Г., Евстигнеев А.И. Применение органического порообразующего материала при изготовлении оболочковых форм по выплавляемым моделям // Литейное производство. 1996. № 3. С. 48-50.
12. Тимофеев Г.И., Сапченко И.Г., Евстигнеев А.И. Пористые оболочковые формы // Литейное производство. 1996. № 8. С. 24-26.
13. Евстигнеев А.И., Сапченко И.Г., Верхотуров А.Д. Структура и свойства отливок, получаемых в литье по выплавляемым моделям // Литейное производство. 1998. № 9. С. 22-23.
14. Сапченко И.Г., Евстигнеев А.И. Технологические особенности управления процессом удаления моделей из оболочковых форм в ЛВМ // Литейное производство. 1999. № 12. С. 26-27.
15. Сапченко И.Г., Евстигнеев А.И., Костина Т.В. Особенности выплавления моделей из оболочковых форм различных конструкций // Литейное производство. 1999. № 6. С. 25-26.
16. Сапченко И.Г., Евстигнеев А.И., Костина Т.В. Влияние теплопроводности оболочковых форм на удаление выплавляемых моделей // Литейное производство. 2000. № 3. С. 40-41.
-21- 17. Евстигнеев А.И., Петров В.В., Сапченко И.Г. Технологические особенности формирования структур и свойств оболочковых форм в литье по выплавляемым моделям // Материаловедение. 2000. № 11. С. 51-53.
18. Сапченко И.Г., Жилин С.Г., Евстигнеев А.И. Исследование процесса удаления моделей из оболочковых форм // Литейное производство. 2002. № 7.
С.21-22.
19. Сапченко И.Г., Евстигнеев А.И., Салина М.В. Влияние технологических параметров на качество форм, изготавливаемых по выплавляемым моделям // Литейное производство. 2002. № 4. С. 19-20.
20. Евстигнеев А.И., Сапченко И.Г., Петров В.В.. Аласкаров Н.И., Куренков В.И. Влияние структуры на свойства оболочковых форм для литья по выплавляемым моделям // Известия ВУЗов. Черная металлургия. 1991. № 12.
С. 20-25.
21. Евстигнеев А.И., Сапченко И.Г., Некрасов С.А. Динамические процессы при заливке оболочковых форм в литье по выплавляемым моделям // Литейное производство. 2002. № 9. С. 23-25.
22. Сапченко И.Г., Жилин С.Г. Влияние пористости удаляемых моделей на их свойства, качество оболочковых форм и отливок в литье по выплавляемым моделям // Литейное производство. 2003. № 4. С. 24-27.
23. Сапченко И.Г., Жилин С.Г., Штерн М.В. Точность удаляемых моделей и качество форм в литье по выплавляемым моделям // Литейное производство. 2005. № 2. С. 20-22.
24. Сапченко И.Г., Жилин С.Г., Комаров О.Н., Штерн М.В. Математическое моделирование процессов получения полимерных моделей // Литейное производство. 2006. № 1. С. 31-32.
25. Сапченко И.Г., Жилин С.Г., Некрасов С.А., Комаров О.Н. Влияние конструкции оболочковой формы на гидродинамическое давление расплава // Литейное производство. 2006. № 7. С. 22-24.
26. Сапченко И.Г., Жилин С.Г., Комаров О.Н. Определение свойств пористых удаляемых моделей // Литейное производство. 2006. № 7. С. 29-30.
27. Сапченко И.Г., Жилин С.Г., Комаров О.Н., Штерн М.В. Математическое моделирование процесса затвердевания отливки в пористой оболочковой форме // Вестник СамГТУ. Серия Физ.-мат. науки. 2006. Вып. 42. С. 193195.
28. Сапченко И.Г., Некрасов С.А. Определение динамики процесса заливки оболочковых форм в литье по выплавляемым моделям // Металл и литье Украины. 2001. № 1-2. С. 60.
29. Сапченко И.Г., Жилин С.Г. Экологические аспекты применения моделей с водорастворимыми добавками в цехах литья по выплавляемым моделям // Металл и литье Украины. 2001. № 1-2. С. 60.
30. Сапченко И.Г., Жилин С.Г., Комаров О.Н. Повышение точности пористых моделей в литье по выплавляемым моделям // Литье и металлургия.
2005. № 1. С. 100-102.
31. Сапченко И.Г., Жилин С.Г., Комаров О.Н. Методы получения протяженных тонкостенных пористых моделей в литье по выплавляемым моделям // Литье и металлургия. 2005. № 1. С. 42-44.
-22- 32. Сапченко И.Г., Евстигнеев А.И., Тышкевич В.Н. Разрешающая система уравнений напряженно-деформированного состояния модифицированных структур оболочковых форм // Моделирование, управление и прогнозирование в технических системах: Материалы региональной конференции. Владивосток: ИАПУ ДВО АН СССР, 1991. С. 37-39.
33. Евстигнеев А.И., Сапченко И.Г., Куренков В.И., Васин В.В., Петров В.В. Акустические методы контроля качества оболочковых форм по выплавляемым моделям // Методы контроля и исследования в производстве отливок по выплавляемым моделям: Материалы Всероссийского семинара литейщиков. Москва: НДНТП, 1992. С. 34-38.
34. Сапченко И.Г., Евстигнеев А.И., Тышкевич В.Н. Температурные напряжения в пористых оболочковых формах // Технология получения и применения новых материалов в порошковой металлургии и машиностроении: Сб.
научных трудов ИМиМ ДВО РАН. Владивосток: ДВО РАН, 1992. С. 125-137.
35. Сапченко И.Г., Жилин С.Г., Евстигнеев А.И. Влияние пористости моделей на процесс их удаления из оболочковых форм // Прикладные задачи механики деформируемого твердого тела и прогрессивные технологии в машиностроении: Сб. научных трудов ИМиМ ДВО РАН. Владивосток: Дальнаука, 2001. Вып. 2. С. 37-44.
36. Сапченко И.Г., Жилин С.Г., Комаров О.Н. Технологии использования порошковых материалов в литье по выплавляемым моделям // Литье и металлургия. 2003. № 3. С. 38-39.
37. Сапченко И.Г., Жилин С.Г., Комаров О.Н., Гончаров С.В. Влияние свойств исходных модельных материалов на качество пористых комбинированных удаляемых моделей // Фундаментальные и прикладные вопросы механики: Сб. докладов международной конференции. Хабаровск: Изд-во ХГТУ, 2003. С.703-711.
38. Сапченко И.Г., Комаров О.Н. Физико-механические свойства материалов, применяемых при получении отливок с применением термитных смесей // Фундаментальные и прикладные вопросы механики: Сб. докладов международной конференции. Хабаровск: Изд-во ХГТУ, 2003. С. 724-729.
39. Сапченко И.Г., Штерн М.В. Напряженно-деформированное состояние пористых оболочковых форм в литье по выплавляемым моделям // Фундаментальные и прикладные вопросы механики: Сб. докладов международной конференции. Хабаровск: Изд-во ХГТУ, 2003. С.761-771.
40. Сапченко И.Г., Некрасов С.А., Жилин С.Г., Штерн М.В. Деформационные процессы в керамических оболочковых формах при их формировании по выплавляемым моделям // Проблемы механики сплошных сред и смежные вопросы машиностроения: Сб. докладов третьей всероссийской конференции. Владивосток - Комсомольск-на-Амуре: ИМиМ ДВО РАН, 2005.
С.229-232.
41. Сапченко И.Г., Жилин С.Г., Комаров О.Н. Учет упругого последействия прессовок при расчете пресс-форм в литье по выплавляемым моделям // Принципы и процессы создания неорганических материалов. Международный Симпозиум (III Самсоновские чтения): Материалы симпоз. Хабаровск, 2006.
С.343-344.
-23- 42. Сапченко И.Г., Жилин С.Г., Комаров О.Н. Влияние содержания порообразующего компонента на физико-механические и технологические свойства прессовок в литье по выплавляемым моделям // Фундаментальные и прикладные вопросы механики: Материалы всероссийской конференции, посвященной 70-летию со дня рождения акад. В.П. Мясникова. Владивосток: ИАПУ ДВО РАН, 2006, С. 96-98.
43. Авторское свидетельство 1227312 (СССР). Установка для приготовления связующих и суспензий / Евстигнеев А.И., Сапченко И.Г. Опубл. 1986.
44. Авторское свидетельство 1414496 (СССР). Установка для приготовления связующих и суспензий / Евстигнеев А.И., Сапченко И.Г. Опубл. 1988.
45. Патент РФ № 2188736. Способ изготовления выплавляемых моделей / Сапченко И.Г. Опубл. 10.09.02. Бюл. № 25.
46. Патент РФ № 2188738. Способ изготовления удаляемых моделей / Сапченко И.Г., Жилин С.Г. Опубл. 10.09.02. Бюл. № 25.
47. Патент РФ № 2188735. Способ изготовления выплавляемых моделей / Сапченко И.Г., Жилин С.Г., Костина Т.В., Некрасов С.А. Опубл. 10.09.02.
Бюл. № 25.
48. Патент РФ № 2188737. Способ изготовления удаляемых моделей / Сапченко И.Г. Опубл. 10.09.02. Бюл. № 25.
49. Патент РФ № 2188734. Способ изготовления выплавляемых моделей / Сапченко И.Г. Опубл. 10.09.02. Бюл. № 25.
50. Патент РФ № 2203763. Способ изготовления выплавляемых моделей / Сапченко И.Г. Опубл. 10.05.03. Бюл. № 13.
51. Патент РФ № 2203764. Способ изготовления выплавляемых моделей / Сапченко И.Г. Опубл. 10.05.03. Бюл. № 13.
52. Патент РФ № 2203765. Способ изготовления выплавляемых моделей / Сапченко И.Г. Опубл. 10.05.03. Бюл. № 13.
53. Патент РФ № 2218234. Литниково-питающая система оболочковых форм в литье по выплавляемым моделям / Сапченко И.Г., Жилин С.Г., Некрасов С.А., Штерн М.В. Опубл. 10.12.03. Бюл. № 34.
54. Патент РФ № 2185922. Способ изготовления удаляемых моделей / Сапченко И.Г., Опубл. 27.07.02. Бюл. № 18.
55. Патент РФ № 2185921. Способ изготовления удаляемых моделей / Сапченко И.Г., Опубл. 27.07.02. Бюл. № 18.
56. Патент РФ № 2190498. Способ изготовления удаляемых моделей / Сапченко И.Г., Опубл. 10.10.02. Бюл. № 18.
57. Патент РФ № 2185920. Способ изготовления удаляемых моделей / Сапченко И.Г., Опубл. 27.07.02. Бюл. № 18.
58. Патент РФ № 219496. Способ изготовления удаляемых моделей / Сапченко И.Г., Опубл. 10.10.02. Бюл. № 31.
-24- Сапченко Игорь Георгиевич ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЧНОСТНЫХ И ДЕФОРМАЦИОННЫХ СВОЙСТВ ПОРИСТОСТЬЮ СТРУКТУР ПОЛИМЕРНЫХ МОДЕЛЕЙ И КЕРАМИЧЕСКИХ ОБОЛОЧКОВЫХ ФОРМ В ТОЧНОМ ЛИТЬЕ Автореферат Подписано в печать 10 июля 2007 г. Усл. п. л. 1,2 Уч.-изд. л. 1,Формат 60*84/24. Тираж 100 экз. Заказ Издано в ИМиМ ДВО РАН. Комсомольск-на-Амуре, ул. Металлургов, Отпечатано участком оперативной печати ИМиМ ДВО РАН.
Комсомольск-на-Амуре, ул. Металлургов,
Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по разное