ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність науково-технічної проблеми, що є темою дисертації, дана оцінка сучасного стану питання і визначені напрямки вирішення проблеми.

У загальній характеристиці роботи розкрито актуальність теми дисертації, показано зв'язок роботи з важливими науковими програмами, сформульовано мету та задачі дослідження, наукову новизну, практичне значення отриманих результатів. Зазначено особистий внесок здобувача, повноту апробації і ступінь опублікованості результатів досліджень, структуру й обсяг дисертації.

У першому розділі проведено аналіз сучасного стану технології безперервного лиття заготовок з мідних сплавів та здійснено вибір напрямків досліджень.

В даний час промислові підприємства машинобудівного комплексу України щорічно підвищують попит на заготовки з мідних сплавів на 2,1…2,4 %. Для вирішення задач, які були поставлені у роботі, було проведено аналіз продуктивності парку машин безперервного лиття, що працюють в Україні. За основний критерій прийнято поєднання можливості підвищення продуктивності ГМБЛЗ з дотриманням вимог до якості заготовок.

Аналіз сучасного стану технології та сучасних досягнень в області безперервного лиття заготовок із мідних сплавів не виявив комплексних наукових і технологічних рішень, що дозволяють вирішити важливу проблему розробки науково - обґрунтованої комплексної технології, яка б дозволила суттєво підвищити продуктивність ГМБЛЗ, якість заготовок та стабільність процесу безперервного лиття.

Визначено, що рішення проблеми можливе на основі досліджень й аналізу впливу таких технологічних параметрів, як вимушений короткотерміновий реверсивний рух заготовки під час подолання сили тертя спокою та частота просування заготовки в кристалізаторі, на якість заготовок та продуктивність ГМБЛЗ. Оцінку якості мідних сплавів треба визначати на основі реологічного стану, за допомогою його кількісного показника - рівня параметру пошкоджуваності. Для цього необхідне здійснення математичного моделювання впливу зазначених технологічних параметрів на рівень параметр пошкоджуваності заготовки. Рівень параметру пошкоджуваності визначено за допомогою рівнянь Бейлі-Нортона та Роботнова-Качанова.

На основі літературних даних та проведеного аналізу сучасного стану проблеми сформульовано мету дослідження та задачі, які необхідно вирішити для її досягнення.

У другому розділі викладено загальні методологічні положення роботи.

Для визначання напруги в заготовці при подоланні сили тертя спокою та сили тертя ковзання на основі застосування «затравки» нової конструкції була розроблена методика заміру зусилля витягання заготовки під час подолання сили тертя спокою та сили тертя ковзання. Було показано, що при зміні частоти просування заготовки від 2,5 до 7,5 хв^-1 напруження в заготовці під час подолання сили тертя спокою змінюється від 0,21 МПа до 0,15 МПа, а під час подолання сили тертя ковзання – від 0,15 до 0,1 МПа.

Термометрування кристалізатора проводили на промисловій ГМБЛЗ ТОВ «Енергопром» при виготовленні заготовки з бронзи марки Бр.О5Ц5С5 діаметром 0,029 м. Контроль температури в металоприймальнику здійснювали платино-платинородієвою термопарою та потенціометрами КСП-4 з точністю ±5°С. Плавку проводили в індукційній печі ІПП-90 на базі середньочастотних індукційних нагрівачів з робочою частотою 20 кГц.

Для визначання повзучості була розроблена методика, а для її реалізації був розроблений пристрій для випробування зразків з мідних сплавів на машині АІМА 5-2. Повзучість визначали на удосконаленій машині АІМА 5-2 в температурному інтервалі в’язкої ділянки заготовки (0,9…0,95 від температури ліквідус) при напрузі в інтервалах 0,21…0,1 МПа, що відповідає напрузі в заготовці при подоланні сили тертя спокою при прямому та реверсивному напрямках руху та при подоланні сили тертя ковзання при частоті просування заготовки від 2,5 до 7,5 хв^-1. Методика випробувань та удосконалена конструкція машини АІМА 5-2 захищені патентами України №№ 15924, 17741.

Механічні властивості мідних сплавів визначали за діючими ДСТУ. Металографічний аналіз проводили на оптичних мікроскопах МІМ-8М та «Neofot-21». Кількість структурних складових визначали методом Глаголєва в 25…55 полях зору з вірогідністю 0,9544.

У третьому розділі розроблено теоретичні основи процесу горизонтального безперервного лиття з вимушеним короткотерміновим реверсивним рухом заготовки в нерухомому кристалізаторі.

Критерієм якості заготовки визначаємо реологічний стан її в’язкої ділянки, а за кількісний показник реологічного стану приймаємо рівень параметр пошкоджуваності при трьох показниках: температурі 0,9…0,95 від температури ліквідус мідних сплавів; напруженню в перерізі заготовки, яка викликана подоланням сили тертя спокою (СТС) та сили тертя ковзання (СТК); часом дії цього напруження.

До моделювання повзучості та пов’язаної з нею пошкоджуваності заготовок залучено два скінченних елементи. У перші моменти руху заготовка представлена тонкою оболонкою обертання, навантаженою гідростатичним тиском від рідкого металу. Для розрахунків у цьому випадку використовується чотирьохвузловий скінчений елемент оболонки обертання