НОВЫЙ СПОСОБ ЛИТЬЯ ПО ВЫПЛАВЛЯЕМЫМ МОДЕЛЯМ С КРИСТАЛЛИЗАЦИЕЙ ПОД ДАВЛЕНИЕМ Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Секция «Сварка летательньш аппаратов и родственнее технологии»

УДК 621.74.043.2

НОВЫЙ СПОСОБ ЛИТЬЯ ПО ВЫПЛАВЛЯЕМЫМ МОДЕЛЯМ С КРИСТАЛЛИЗАЦИЕЙ ПОД ДАВЛЕНИЕМ

В. А. Фельде*, А. Р. Шляндин Научный руководитель - Л. А. Оборин

Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

E-mail: vitya.felde@yandex.ru

Рассмотрено применение технологии литья по выплавляемым моделям с кристаллизацией под давлением (ЛВМКД), которое может значительно расширить область их потребления, так как методом ЛВМКД возможно получение деталей любой сложности без или с минимальным объемом механической обработки.

Ключевые слова: литьё по выплавляемым моделям с кристаллизацией под давлением, огнеупорная форма, модельный состав, модельная композиция, модельный блок, модельно-восковой состав

NEW METHOD OF CASTING ON PRISONABLE MODELS WITH CRYSTALIZATION UNDER PRESSURE

V. A. Felde*, A. R. Shlyandin Scientific Supervisor - L. A. Oborin

Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation *E-mail: vitya.felde@yandex.ru

The application of casting technology for investment-grade models with crystallization under pressure (LBRD), which can significantly expand the area of their consumption, is considered, since it is possible to obtain details of any complexity without or with a minimal amount of machining by the LFMK method.

Keywords: investment casting molding with crystallization under pressure, refractory mold, model composition, model composition, model block, model wax composition.

В данной работе приведены результаты исследований тепловых условий и гидродинамических режимов литья биметаллического режущего инструмента и испытания его свойств в лабораторных и производственных условиях.

Отливали проходные токарные резцы, и ножи торцевых фрез из стали 40Х и 35Л с пластинами из сплава ВК8.

При литье биметаллического режущего инструмента необходимо защищать твердосплавные пластины от окисления при прокаливании ОФ.

Проводили работы по литью биметаллических конусных головок резцов из синтетического легированного чугуна, армированного пластинами твердого сплава ВК8.

Пластинки из ВК8 приклеивали к парафиностеариновым моделям, собирали их в модельные блоки, на которые наносили пять слоев покрытия, и выплавляли в воде при 96...98 °С в течение 10...12 мин. В форме оставляли некоторое количество МС для создания защитной атмосферы при прокаливании. ОФ заформовывали в опоки с сухим кварцевым песком. Металл готовили в индукционной печи из отходов поковок стали 18Х2Н4МВА и науглероживали до 3,5...4,0 % С. Прокалку проводили в печах, отстоящих от места заливки на 35 м. Это вызывало затруднения в проведении опытных плавок, что повлияло на конечные результаты [1].

Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2018. Том 1

Качество соединения пластин с державкой резца проверяли металлографическим анализом. Для испытаний отбирали резцы, имеющие в месте контакта переходную зону. Испытания резцов в трех организациях подтвердили их высокую работоспособность.

Эксперименты показали несовершенство техпроцесса из-за трудности регулирования остатка МС в форме, необходимого для защиты пластины от окисления и синхронизации процессов прокалки ОФ и плавки чугуна. Накопленный опыт по изготовлению литого биметаллического инструмента позволил разработать управляемый техпроцесс, обеспечивающий изготовление резцов и фрез с гарантированными и стабильными свойствами.

Экспериментальные работы проводили на действующем в цехе оборудовании с максимальным приближением к действующему в настоящее время серийному техпроцессу ЛВМ.

Модели державок резцов изготавливали из МК МВС-3А индивидуально, а затем после припайки к ним пластин из твердого сплава собирали их в МБ по 12 шт. на каждый блок. Перед припайкой пластин контролировали их твердость и плотность методом гидростатического взвешивания, а поверхность соприкосновения с жидким металлом шлифовали для удаления окислов, улучшения смачивания и повышения прочности адгезионного соединения сталь - твердый сплав ВК8. На собранные МБ наносили 7 слоев огнеупорного покрытия. ОФ выплавляли в ванне с расплавом МВС-3А при температуре 130 °С [2; 3].

В процессе испытания получены следующие результаты:

- опытная фреза с биметаллическими ножами требовала переточки после трех проходов.

Контрольная серийная фреза выдерживала один проход;

- за время работы разрушений державок ножей, отрыва и откола твердосплавных ножей не наблюдалось;

- опытная фреза прошла четыре переточки и пригодна к дальнейшей эксплуатации.

Испытания показали, что предложенная технология изготовления инструмента обеспечивает повышение эксплуатационной надежности и долговечности инструмента в 1,5-2 раза, повышение производительности на 30-40 % и сокращение непроизводительных потерь инструмента на 50-70 % в сравнении с серийным производством.

Литой режущий инструмент не требует механической обработки и отличается хорошей чистотой поверхности, что придает ему эффектный товарный вид [4].

Новый способ литья биметаллических композитов, проведенные исследования и производственные испытания резцов и фрез подтвердили необходимость широкого распространения метода ЛВМКД для изготовления биметаллических композитов сложной конфигурации без или с минимальным объемом механической обработки. Метод ЛВМКД позволяет изготовлять сложные биметаллические изделия на стальной основе с вставками из чугуна, твердого сплава, износостойкой стали, придавая различным частям детали заданные свойства.

Библиографические ссылки

1. Капилевич Ю. Б. Способ крепления твердосплавных пластин к литым державкам. Опубл. 04.09.1964. Бюл. № 17.

2. Чернов Н. М., Савинов Ю. П., Бабкин В. Г. Литье биметаллических композитов на основе стали по выплавляемым моделям с кристаллизацией под давлением // Вестн. КГТУ. Сер. Машиностроение. Красноярск, 1999. Вып. 15. С. 3-7.

3. Патент РФ № 2105637 В22Д 19/06. Способ изготовления биметаллического режущего инструмента / Ю. П. Савинов. В. Н. Гречко, Н. М. Чернов, А. И. Игнатов. Опубл. 27.02.98. Бюл. № 6.

4. Савинов Ю. П., Сухова Л. Н., Чернов Н. М. Исследование структуры резцов, полученных методом литья по выплавляемым моделям с кристаллизацией под давлением // Технологии, оборудование и производство инструмента для машиностроения и строительства: тез. докл. Всерос. науч. техн. конф. (22-24 июня 1999 г., Новосибирск) // Инструмент Сибири. 1999. № 1. С. 45.

© Фельде В. А., Шляндин А. Р., 2018