Направленная кристаллизация расплава и последующая высокотемпературная газостатическая обработка как инструмент уменьшения литейных дефектов Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

Библиографические ссылки

1. Balashov B. A., Vasilenko Z. A., Krushenko G. G. Influence of Heating on the Size and Distribution of Titanium Aluminide in Rod Inoculating Master Alloys [Электронный ресурс]. URL: http://link.springer.com/ article/10.1007/BF00802275. (дата обращения: 14.09.2013).

2. Krushenko G. G., Bartenev V.A. Size, form and distribution of intermetallic particles of TiAl3 in aluminium-titaniun alloying composition // Вестник СибГАУ. 2011. Вып. 5. С. 132-133.

References

1. Balashov B. A., Vasilenko Z. A., Krushenko G. G. Influence of Heating on the Size and Distribution of Titanium Aluminide in Rod Inoculating Master Alloys. Available at: URL: http://link.springer.com/article/ 10.1007/BF00802275 (data obrascheniya: 14.09.2013).

2. Krushenko G. G., Bartenev V. A. Size, form and distribution of intermetallic particles of TiAl3 in aluminium-titaniun alloying composition // Vestnik SibGAU, 2011, vol. 5, p. 132-133.

© Резанова М. В., 2013

УДК 621.746

НАПРАВЛЕННАЯ КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ РАСПЛАВА И ПОСЛЕДУЮЩАЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНАЯ ГАЗОСТАТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА КАК ИНСТРУМЕНТ УМЕНЬШЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ДЕФЕКТОВ

В. Ш. Резяпов, В. Б. Жуковский, А. С. Кляцкин

ОАО «Красноярский машиностроительный завод» Россия, 660014, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 29

Изготовление литых заготовок сложной конфигурации литьем по выплавляемым моделям (ЛВМ) является сложным многофакторным и трудноуправляемым процессом.

Ключевые слова: литье деталей, дефекты.

THE DIRECTED CRYSTALLIZATION OF FUSION AND THE SUBSEQUENT HIGH-TEMPERATURE GAS-STATIC PROCESSING AS AN INSTRUMENT TO REDUCE FOUNDRY DEFECTS

V. Sh. Rezjapov, V. B. Zhukovskij, A. S. Kljackin

JSC «Krasnoyarsk Machine-Building Plant» 29, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, Russia 660014

Production of cast rough workpieces of a complex configuration by molding on melted models (MMM) is a complicated multiple-factor and unhandy process.

Keywords: molding of details, defects.

Сочетание высоких требований конструкторско-технологической документации приводит при испытаниях на герметичность к повышенным потерям или значительным материальным затратам при исправлении негерметичности ДСЕ. Во многих случаях устранение негерметичности технически невозможно либо превышает требование конструкторской документации.

Литейные дефекты, влияющие на сплошность литой детали, образуются в процессе заливки и кристаллизации сплава в керамической форме. Проблема может быть решена созданием системы управления процессом заливки и кристаллизации сплава в форме. Это позволит значительно снизить потери литых заготовок при производстве литья по выплавляемым моделям, повысить герметичность литых ДСЕ.

Основные задачи, подлежащие решению:

- изготовление отливок из сплава 04Х13Н5М5К9л (ВНЛ6) для отработки режимов ВГО;

- разработка технического задания на установку литья деталей сложной конфигурации;

- подбор технологических параметров и проведение высокотемпературной газостатической обработки.

В процессе проведения опытно-конструкторских работ на ОАО «Красмаш» были изготовлены отливки «Корпус подвода» из сплава ВНЛ6 в количестве 4 штук для отработки режимов ВГО.

С целью разработки технического задания на установку литья деталей сложной конфигурации на ведущие предприятия страны, изготавливающие ЖРД, были направлены запросы с предложением изложить свое видение установки литья деталей сложной конфигурации. Были получены письма поддержки с перечнем узлов и функций установки, которые должны быть учтены при разработке технического задания.

На основе собственного опыта и рекомендаций других предприятий отрасли было составлено техни-

Решетневскуе чтения. 2013

ческое задание на установку литья деталей сложной конфигурации.

В качестве отливок из сплава ВНЛ6 для отработки режимов ВГО были выбраны «Корпус подвода» в количестве 4 штук, изготовленные на ОАО «Красмаш» по штатной технологии.

Штатная технология изготовления отливки «Корпус подвода» заключается в следующем:

1. На модельном участке литейного цеха были изготовлены модели отливок, литниково-питающей системы и собраны модельные блоки.

2. На модельный блок было нанесено керамическое покрытие из электрокорунда в количестве 11 слоев.

3. После сушки модельный состав был вытоплен и получена керамическая форма для заливки металла.

4. Перед заливкой керамическую форму прокалили в печи в течение 16 часов при температуре 960 оС.

5. Металл готовили в открытой индукционной печи с применением проката из сплава ВНЛ6 и возврата собственного производства. Химический состав всех шихтовых материалов соответствует химическому составу сплава ВНЛ6.

6. Заливка форм металлом производилась чайни-ковым ковшом при температуре расплава 1 600 оС без наполнителя.

7. Охлаждение форм происходило на открытом воздухе на плацу плавильно-заливочного участка, после чего отливки были очищены от керамики и обрезаны.

Химический состав отливок (табл. 1) соответствует химическому составу сплава ВНЛ6, что подтверждено химическим анализом, проведенным центральной заводской лабораторией.

Предприятием ОАО «Композит» подобраны режимы и проведена высокотемпературная газостатическая обработка. После этого на предприятии ОАО «Красмаш» проведен рентген-контроль отливок после ВГО.

Контроль качества отливки детали «Корпус подвода» проводился методом рентген-контроля до и после ВГО. Отливка при рентгенопросвечивании контролировалась по 28 зонам. Результаты рентген-контроля приведены в табл. 2. Анализ результатов показал, что до ГИП на отливке выявлено 9 участков с дефектами усадочного характера «рыхлота» (уч. 1, 2, 4, 5, 6, 7, 8, 26, 28). Дефекты, выявленные рентген-контролем, не дорабатывались до проведения ВГО.

После ВГО рентген-контролем выявлено 5 участков с дефектами «рыхлота» (уч. 2, 4, 6, 7, 8).

Сравнительный анализ результатов рентген-контроля отливки детали «Корпус подвода» до и после ГИП свидетельствует о том, что высокотемпературная газостатическая обработка частично «залечивает» внутренние дефекты типа «рыхлота», металл отливки после ГИП становится плотнее, рассредоточенные по телу отливки дефекты группируются, что уменьшает трудоемкость дальнейшей доработки отливки в качестве вырубки и заварки дефектных мест.

Таблица 1

Химический состав опытных отливок

С Б Р Мп Сг N1 Со Мо

0,02 0,002 0,010 0,34 0,46 12,91 4,76 9,05 4,74

Номер участка Результаты рентген-контроля

до ГИП после ГИП

1 Рыхлота 4x5 мм Дефект отсутствует

Рыхлота 2x3 мм Дефект отсутствует

2 Рыхлота 15 х20 мм Рыхлота 15x20 мм

Рыхлота 2x0,5 мм Дефект отсутствует

Рыхлота 10x20 мм Рыхлота 10x20 мм

Рыхлота 9x8 мм Дефект отсутствует

4 Рыхлота 7x3 мм Дефект отсутствует

Рыхлота 15x15 мм Рыхлота 15x15 мм

Рыхлота 20x20 мм Рыхлота 20x20 мм

Рыхлота 20x25 мм Рыхлота 20x25 мм

Рыхлота 6x6 мм Рыхлота 6x6 мм

Рыхлота 9x11 мм Дефект отсутствует

Рыхлота 20x20 мм Рыхлота 20x20 мм

Рыхлота 10x20 мм Рыхлота 10x20 мм

5 Рыхлота 5x4 мм Дефект отсутствует

6 Рыхлота 10x15 мм Рыхлота 10x15 мм

Рыхлота 0,5x1,5 мм Дефект отсутствует

7 Рыхлота 10x15 мм Рыхлота 10x15 мм

Рыхлота 10x20 мм Рыхлота 10x20 мм

Рыхлота 15 x20 мм Рыхлота 15x20 мм

Рыхлота 10x12 мм Дефект отсутствует

8 Рыхлота 8x10 мм Рыхлота 8x10 мм

Рыхлота 5x5 мм Рыхлота 5x5 мм

26 Рыхлота 2x3 мм Дефект отсутствует

28 Рыхлота 1,5 x2 мм Дефект отсутствует

Таблица 2

Испытания на герметичность отливки «Корпус подвода» после ВГО проведены методом бароаква-риума в «Хладоне-113». В ходе проведения испытаний выявлена негерметичность патрубка улитки. Внутренние дефекты отливки в месте обнаружения негерметичности выявлены не были из-за труднодос-тупности данного участка для рентген-контроля.

На основании проведенного исследования центральной заводской лабораторией материал отливки из стали ВНЛ6 после термической обработки соответствует термически упрочненному состоянию стали ВНЛ6 и требованиям ОСТ 92-1166-75:

- относительное удлинение - 21,5 %;

- предел прочности - 137,5 кгс/мм2.

На основе собственного опыта литья деталей ЖРД сложной конфигурации и рекомендаций других предприятий отрасли специалистами ОАО «Красмаш» составлено техническое задание на разработку установки литья деталей сложной конфигурации. В уста-

новке должна быть реализована возможность направленной кристаллизации расплава и производиться индукционная плавка и заливка в вакууме или среде инертного газа. Установка должна позволять доших-товывать расплав во время плавки, керамические формы перед заливкой должны подогреваться.

На основании проведенной работы даны следующие рекомендации:

- изготовление литых заготовок сложной конфигурации литьем по выплавляемым моделям для деталей ЖРД должно производиться на специализированной вакуумной индукционной плавильной установке с учетом направленной кристаллизации расплава;

- с целью уменьшения количества литейных дефектов и уплотнения металла в процессе изготовления литых деталей ЖРД проводить высокотемпературную газостатическую обработку.

© Резяпов В. Ш., Жуковский В. Б., Кляцкин А. С., 2013

УДК 621.6.09:534.01

ВЛИЯНИЕ ПЕРЕХОДНОГО ПРОЦЕССА ПРИВОДА СТАНКА НА КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТИ ПРИ СКВОЗНОМ РАСПИЛЕ ПРОКАТА СПЛАВА АМг-6

А. В. Скрипка, Н. Ф. Янковская, М. В. Егоров, К. Р. Князева, Ю. А. Филиппов

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Россия, 660014, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31. E-mail: a.v.skripka@mail.ru

Представлены результаты проработки переходных процессов распила заготовки из алюминиевого сплава на ленточнопильном станке горизонтальной компоновки на основе анализа уравнения движения поверхности механизма резания.

Ключевые слова: переходный процесс, металлорежущий станок, механизм резания.

THE INFLUENCE OF MACHINE TOOL DRIVE TRANSITIONAL PROCESS ON THE SURFACE QUALITY IN CROSS-CUTS DURING MACHINING A ROLLING METAL ALLOY AMg-6

A. V. Skripka, N. F. Jankovskaja, M. V. Egorov, K. R. Knyazeva, U. A. Filippov

Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660014, Russia. E-mail: a. v. skripka@mail.ru

The results of studying the billet aluminum alloy transients by cutting horizontal composition band saw machine on the basis of analyzing the motion equations of the cutting mechanism surface are overviewed.

Keywords: transients, machine tool, cutting mechanism.

В машиностроительном производстве особое внимание уделяется заготовительным операциям, позволяющим обеспечить высокую производительность и снизить себестоимость технологического процесса обработки. Для современных ленточнопильных технологий обработки металлов чаще всего используется биметаллическое ленточное полотно, обладающее высокой стойкостью и долговечностью, предназначенное для эффективной резки алюминиевых сплавов без использования СОЖ в самых сложных условиях производства. Из множества факторов, влияющих на динамику переходных процессов распила, заметное

влияние оказывает механизм резания, а также класс точности балансировки приводного и натяжного шкивов.

Для компьютерного анализа известного уравнения поперечных колебаний механизма резания, записанного в форме сил

mq + aq + cy = Q sin rot, (1)

преобразуем функцию (1) и запишем уравнение вынужденных колебаний в приведенной форме

q + 2hq + p2y = Н sin ro t, (2)