Новый способ литья по выплавляемым моделям для специального машиностроения Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

УДК 621.74.04

НОВЫЙ СПОСОБ ЛИТЬЯ ПО ВЫПЛАВЛЯЕМЫМ МОДЕЛЯМ ДЛЯ СПЕЦИАЛЬНОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ

О. В. Шишватова1, И. П. Вовчук Научный руководитель - Н. В. Успенский

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева

Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

E-mail: 1oshishvatova@mail.ru

Постоянное совершенствование летательных аппаратов (ЛА) поднимает уровень требований к их силовым установкам (СУ), то есть к качеству заготовок, составляющих их основу. Каждая новая конструкция силовой установки сопровождается повышением требований к входящим заготовкам, к их конструктивной прочности и герметичности.

Ключевые слова: литье по выплавляемым моделям, силовые установки, пространственные профили, герметичность, конструктивная прочность, дефекты усадочного характера, уменьшение количества сварных швов.

NEW WAY OF MOULDING ON THE MELTED MODELS FOR SPECIAL MECHANICAL ENGINEERING

O. V. Shishvatova1, I. P. Vovchuk Scientific Supervisor - N. V. Uspensky

Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: 1oshishvatova@mail.ru

Continuous improvement of aircraft (LA) raises the level of requirements to their power unit (SU), ie the quality of blanks which they are based. Each new design of the power plant is accompanied by an increase in requirements for incoming workpieces, their structural strength and integrity.

Keywords: molding on the melted models, power plants, spatial profiles, tightness, constructive durability, defects of shrinkable character, reduction of quantity of welded seams.

Литое исполнение СУ позволит в полной мере реализовать все необходимые требования:

- получение оптимальных пространственных профилей всех элементов входящих в СУ заготовок, определяющих гидрогазодинамику;

- существенное сокращение количества сборочных единиц;

- совмещение многих функций в одном узле или агрегате, что должно приводить к максимальному уменьшению количества сварных швов, повышению надежности и стабильности технологического обеспечения требований конструкторской документации (КД), в части механических свойств, химического состава применяемых материалов и др. [1].

Естественно, что столь значительное улучшение технических характеристик СУ сопровождается беспрецедентным повышением требований к состоянию внутренних поверхностей отливок, обработка которых технически невозможна, к качеству литых деталей в отношении внутренних усадочных дефектов, пор и рыхлот, определяющих две основные характеристики:

- герметичность;

- конструктивная прочность.

Существуют ли в арсенале литейных технологий традиционные средства, позволяющие подняться на этот качественно более высокий уровень? Анализ показал, что ни один из имеющихся процессов, взятый отдельно, сам по себе, не может обеспечить решение задачи (см. рисунок).

Секция «Сварка летательньш аппаратов и родственнее технологии»

Интегральная система технологических основ производства литых деталей по выплавляемым моделям с герметизацией под давлением для силовых установок аэрокосмической техники

Центральной проблемой, определяющей, как герметичность, так и конструктивную прочность является исключение дефектов усадочного характера - рыхлоты и пористости. Наряду с физико-химическими исследованиями, экономически обоснованным является привлечение к изучению процесса кристаллизации математических методов и моделирования на ЭВМ [2]. Однако существуют технологические методы значительного сокращения пористости и рыхлоты в отливках, с одновременным повышением механических свойств. Это процесс поверхностного легирования деталей припоем 5ВА, он включает в себя следующие операции:

- подготовка поверхности литых деталей под пайку;

- нанесение порошкового припоя на поверхность корпусных отливок;

- пайку, герметизацию, формирование припоем герметизирующего слоя толщиной до 140 мкм в вакуумной печи со степенью вакуума 1,33-10'2 Па (1; 10'4 мм.рт. ст) при температуре 1 220 °С в течении 15 мин [3].

Заключительным этапом формирования отливки в данном пакете технологических основ является высокотемпературная газостатическая обработка отливок (ВГО) для удаления остаточных мик-ропор [3].

Разработанные технологические основы производства литых заготовок литьем по выплавляемым моделям (ЛВМГД) для СУ летательных аппаратов (ЛА) гарантированно обеспечивают заданные требования КД по герметичности, конструктивной прочности и гидродинамическим характеристикам СУ.

Предложенные научно-технические результаты и разработанные комплексные прием технологические приемы могут быть с успехом использованы в других областях промышленности.

Библиографические ссылки

1. Оборин Л. А., Колмыков В. А. Технологическое обеспечение изготовления качественных деталей машин методом литья по выплавляемым моделям. Красноярск, 2013. 106 с.

2. Оборин Л. А. Научно-технологические основы производства литых деталей по выплавляемым моделям для силовых установок летательных аппаратов : монография. 2-е изд. ; Сиб. гос. аэро-космич. ун-т. Красноярск, 2015. 242 с.

3. Оборин Л. А. Научно-технологические основы производства литых деталей по выплавляемым моделям для силовых установок летательных аппаратов / Л. А. Оборин, И. В. Трифанов, В. П. Назаров и др. М. : РАН, 2012.

© Шишватова О. В., Вовчук И. П., 2016