Ліпецька Юлія Анатоліївна. Протипригарні покриття на основі пірофіліту для лиття алюмінієвих сплавів за моделями, що газифікуються

Краткое описание

Ліпецька Юлія Анатоліївна. Протипригарні покриття на основі пірофіліту для лиття алюмінієвих сплавів за моделями, що газифікуються : Дис... канд. наук: 05.16.04 2007

Ліпецька Ю.А. Протипригарні покриття на основі пірофіліту для лиття алюмінієвих сплавів за моделями, що газифікуються. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.16.04 - «Ливарне виробництво». Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України, м. Київ, 2006.
Дисертаційна робота присвячена розробці нових складів екологічно чистих протипригарних покриттів на водній основі і технологічного процесу отримання з подальшим їх застосуванням при литті алюмінієвих сплавів за моделями, що
газифікуються, які забезпечують задану розмірну точність виливків високими показниками якості поверхні.
В дисертації розроблені протипригарні покриття на основі пірофіліту та перліту, які забезпечують необхідну розмірну точність, шорсткість поверхні виливків з алюмінієвих сплавів. Уточнено механізм формування пригару та вперше проведена оцінка фазового складу полістиролу і визначені умови формування пригару при литті кольорових сплавів за моделями, що газифікуються. Встановлено, що умови формування пригару на поверхні виливків при литті кольорових сплавів за моделями, що газифікуються, визначаються аналітичними залежностями. Встановлені закономірності впливу типів вогнетривких наповнювачів протипригарних покриттів (пірофіліту та перліту) і їх співвідношення на величину і кінетику зміни газопроникності, газотвірності, теплофізичних та технологічних характеристик.

1. Уточнено механізм формування пригару, вперше проведена оцінка впливу фазового складу полістиролу при визначені умов формування пригару при литті кольорових сплавів за моделями, що газифікуються. Встановлено, що умови формування пригару на поверхні виливків при литті кольорових сплавів за моделями, що газифікуються, визначаються аналітичними залежностями, а його відсутність приводе до виконання умов, коли коефіцієнт насичення РФ пор ПП дорівнює 1, а товщина прошарку затверділого металу1більше 1мм.
2. Розроблена класифікація та оцінка основних параметрів ПП (газопроникність, газотвірність, змочуваність, міцність, зносостійкість), які визначають якість виливків, отриманих при литті за моделями, що газифікуються.
3. Визначено закономірності впливу типів вогнетривких наповнювачів, в'яжучого та стабілізатора протипригарних покриттів (пірофіліту, перліту, бентоніту, декстрину) і їх співвідношення на величину і кінетику зміни газопроникності, газотвірності, теплофізичних, технологічних характеристик ПП на шорсткість та розмірну точність виливків алюмінієвих сплавів. Встановлено, що шорсткість цих виливків не перевищує 12 мкм, а розмірна точність відповідає 6 і 7 квалітету ГОСТ 26645-85.
4. Вивчено характер впливу ПП на твердіння і формування структури виливків з алюмінієвих сплавів при литті за моделями, що газифікуються. Так при зміні теплофізичних характеристик ПП шляхом варіювання співвідношення пірофіліту та перліту встановлено, що застосування ПП з низькою теплопровідністю (перлітове покриття) мікроструктура відрізняється від аналогічної при використовуванні високотеплопровідних ПП (пірофілітове покриття), що характеризується збільшенням відносне подовження і твердості до 4% і 63НВ відповідно в алюмінієвих сплавах (АК7, АК12, АК5М2), які перевищують на 10 -15% аналогічні показники відповідно до ГОСТу 1583-93.
5. Досліджені закономірності формування пригару на виливках різної товщини з алюмінієвих сплавів при отриманні їх у вакуумованих формах при литті за моделями, що газифікуються, з покриттями на водній основі з циркону, пірофіліту та перліту. При цьому встановлено, що застосування перлітових, дистен силіманітових і цирконових ПП веде до утворення на алюмінієвих виливках пригару площею від 15 до 85 %, а застосування суто пірофілітових покриттів виключає його утворення.
6. Кількісний аналіз даних про якість поверхні виливків з алюмінієвих сплавів показав, що із збільшенням товщини стінки виливків зростає і питомий об'єм дефектів на їх поверхні незалежно від типу алюмінієвого сплаву, причому кількість дефектів на поверхні виливків з підвищенням вмісту перліту з 30% до 100% у ПП зростає у 2,2 -3,8 рази у порівнянні з пірофілітовим ПП, до того ж при використанні останнього кількість поверхневих дефектів не залежить від товщини стінки виливка і на 10-15% менше, ніж при використанні навіть цирконового концентрату у ПП .
7. Розроблені нові екологічно чисті протипригарні покриття на водній основі з пірофілітом та перлітом, які забезпечують необхідну розмірну точність поверхні виливків з алюмінієвих сплавів, одержуваних при литті за моделями, що газифікуються.
8. Дослідно-промислова перевірка та впровадження у виробництво створених протипригарних покриттів дозволили визначити економічну ефективність їх застосування порівняно з раніше використовуваними покриттями на основі дистен-силіманіту та цирконового концентрату. Встановлено, що собівартість цих покриттів вище розроблених в 1,5 і 2,5 рази відповідно, а заміна їх новими дозволяє отримати економію у розмірі 115 414 грн на 1тонні виливок з алюмінієвих сплавів.
9. Впровадження нових покриттів при виготовленні виливків з алюмінієвих сплавів на виробничій базі ФТІМС НАН України та ТОВ «МЕКОЛ» (м. Київ) з річним економічним ефектом 25500 грн показав економічну перевагу використання розроблених ПП з одержанням якості литих заготовок з алюмінієвих сплавів, які не поступаються якості заготовок із застосуванням ПП на основі циркону та дістен-силіманіту.