Використання керамiчних композитних матерiалiв на основi вторинноi сировини в якостi футерування для ливарних кокiлiв

УДК 621.74.042;620.22-033.6                                                

Носик Анастасія студентка 2 курсу ЧНУ ім. Петра Могили

Случак О. І. аспірант ЧНУ ім. Петра Могили,

Андрєєв В. І. к.т.н., доцент

Чорноморський національний університет ім. Петра Могили

ВИКОРИСТАННЯ КЕРАМІЧНИХ КОМПОЗИТНИХ МАТЕРІАЛІВ НА ОСНОВІ ВТОРИННОЇ СИРОВИНИ В ЯКОСТІ ФУТЕРУВАННЯ ДЛЯ ЛИВАРНИХ КОКІЛІВ

Анотація: Проведені дослідження доводять, що існує два основних методи створення порожнистих циліндричних відливок: лиття в кокіль та в піщано-глинисту форму. Серійне використання кокілів передбачає доцільність застосування при обсягах більше 500 відливок. Основною проблемою є термічна корозія поверхні металу, що викликає деформацію та руйнування в зонах контакту кокілів з розплавом. Для подовження терміну експлуатації доцільно застосовувати футерування різних типів. В результаті проведених досліджень було обґрунтовано доцільність використання змінних керамічних вкладок на основі втор сировини у вигляді червоного бокситного шламу та відходів шліфування металу. Ефективність їх використання підвищено за рахунок використання керамічної матриці у вигляді рідкого скла та армування наповнювачами.

Ключові слова: титанова губка, рутил, керамічні вкладки, футерування для кокілів відцентрового лиття, червоний шлам, корунд, наповнювачі

Постановка проблеми

Анотація: Питання розвитку ливарних технологій, в особливості виробництва засобів виробництва, на зразок кокілів відцентрового лиття є однією з найбільш актуальних проблем в промисловості будь якої країни. Розвиток даної галузі майже завжди супроводжується збільшенням навантаження на оточуюче середовище через потребу в нових матеріалах. В той же час основним трендом розвитку технологій у 21 столітті, безумовно є економічність у використанні енергії та ресурсів.

Об’єктом даного дослідження є технології лиття.

Предметом виступають методи виробництва футерувальних матеріалів на основі вторинної сировини.

Основна проблема даного дослідження полягає в ресурсоємності кокільного лиття, що для зменшення навантаження на навколишнє середовище передбачає застосування відходів промислового виробництва як сировини для модифікації деталей ливарного виробництва, що підлягають посиленим термічним навантаженням, шляхом подовження їх терміну експлуатації.

Для вирішення даної проблеми було сформульовано ряд завдань:

• Визначити основні переваги та недоліки лиття у піщано-глинисті форми та кокіль.
• Розробити метод подовження терміну експлуатації кокілю за рахунок матеріалів, що застосовувались у формувальних сумішах.
• Провести апробацію розробленого методу через виготовлення дослідних зразків.

Аналіз останніх досліджень і публікацій

Виготовлення деталей складної конфігурації за допомогою лиття в піщано-глинисті форми є одним з найстаріших технологічних методів виробництва деталей.
     Даний спосіб іноді є найбільш оптимальним способом виготовлення деталей. Незважаючи на складність та недоліки технологічного циклу він давно знаходить широке застосування як типовий метод виготовленні складних металічних деталей. Практикою встановлено, що кількість деталей, виготовлення яких доцільно переводити на лиття в форму становить: для першої групи складності - 500 шт., Для другої -200 шт. і для третьої-100 шт.

     Особливістю точного лиття в піщано-глинисту форму є можливість отримання взаємозамінних виливків з високою точністю (3-5 клас по ГОСТ-2009-55), що у випадку застосування ювелірного варіанту даної технології (лиття по виплавлюваних моделях ) не потребуватиме механічної обробки, утворюючи відливки з чистотою поверхні, відповідної 5-7 класів чистоти по ГОСТ-2789- 59, і з припуском не більше 0,2-0,7, мм.
     Перехід від виточування до  виготовлення деталей шляхом лиття в піщано-глинисті форми дозволяє знизити собівартість виготовлення деталей в середньому на 30-60%, а в окремих випадках - більш ніж на 60%.