CC BY
25Системы управления, космическая навигация и связь
УДК 621.372.8
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЫХ УГОЛКОВ ДЛЯ ТОНКОСТЕННЫХ ВОЛНОВОДОВ
А. И. Громаков, М. М. Михнев, И. В. Усков, О. О. Виноградов
ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52
E-mail:[email protected]
Описана технология изготовления высокоточных литых уголков для формирования волноводов из алюминиевых сплавов.
Ключевые слова: литой уголок, мастер-модель, отливка, волновод, литье по выплавляемым моделям, сплав-аналог.
DEVELOPMENT OF THE TECHNOLOGY TO MANUFACTURE CAST CORNERS FOR THIN-WALLED WAVEGUIDES
A. I. Gromakov, M. M. Mikhnev, I. V. Yskov, O. O. Vinogradov
JSC "Information Satellite Systems" named after academician M. F. Reshetnev" 52, Lenin str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation E-mail: [email protected]
The technology of manufacturing high - accuracy cast corners for forming waveguides from aluminum alloy is described.
Keywords: the corner, master-model, casting, waveguide, investment casting, alloy - analog.
Модернизация существующих и создание новых машин и приборов потребовали разработки деталей сложной конфигурации, к которым предъявляются высокие требования точности их размеров. К ним относятся детали волноводных узлов, в том числе литые уголки. Волноводы представляют собой тонкостенные детали разнообразных форм и сечений, используемые главным образом в радиоэлектронной промышленности.
Одним из перспективных процессов изготовления уголков волноводов является литье. Среди многообразия современных способов литья литье по выплавляемым моделям занимает особое положение в связи с главной его особенностью - возможностью изготовления из разнообразных сплавов отливок сложной конфигурации [1].
Технология литья уголков - сложный и трудоёмкий процесс. Предварительно изготавливается мастер-модель, которая является прототипом будущей выплавляемой модели и в конечном итоге - отливки (см. рисунок). Дальше по мастер-модели делают матрицу, пресс-форму для литья уголков, которую тщательно полируют. Материалом пресс-формы для выплавляемых уголков может быть резина, металл, гипс и др. Затем пресс-форма заполняется специальным модельным составом (воском, парафином), и при разъёме получается восковая модель уголка. При литье по выплавляемым моделям модельный состав удаляют, выплавляя его в горячей воде или другим способом, полученные оболочки прокаливают и заливают металлом. Прокаливание оболочковых форм - это нагрев
оболочковых форм до температуры выше 900 °С с выдержкой для удаления из форм органических веществ (остатков модельной массы, жидкой фазы в оболочке) и придания форме газопроницаемости. Прокаливание проводят в наполнителе и без него. Одним из основных требований, предъявляемых к материалу оболочковой формы при изготовлении литых уголков, является его термическая и химическая устойчивость, недопустимо газообразование. Огнеупорные составы используют на основе кремния. Технология литья уголков волноводов обеспечивает получение сложных по форме отливок массой от нескольких граммов до килограмма, с толщиной стенок от 0,5 мм, с поверхностью, соответствующей 6-8-му классам чистоты и с высокой точностью размеров по сравнению с другими способами литья. Размеры отливок, полученных литьем по выплавляемым моделям, максимально приближены к размерам готовой детали. За счёт сокращения механической обработки снижается стоимость готового изделия. Иными словами, при изготовлении отливок по такой технологии получают точное литьё [2].
В 2013 г. ОАО «ИСС» совместно с СФУ «ИЦ-МиМ» провели научно-исследовательские работы по изготовлению литых уголков из сплава-аналога Б712. Целью работы являлись разработки составов лигатур для выплавки литейного сплава на основе алюминия и разработки технологии изготовления литых уголков из сплава-аналога Б712. При обсуждении постановки задачи о разработке сплава-аналога были определены желаемый состав и свойства. Сплав должен макси-
Решетневскуе чтения. 2014
мально соответствовать по химическому составу сплаву-аналогу, иметь температуру начала плавления (солидус) не ниже 610 °С, эффективно противодействовать неконтролируемому росту зерна при проведении пайки литых уголков к волноводным трубам.
В лабораторных условиях с использованием лигатур выплавлен сплав-аналог D712 химический состав и механические свойства зафиксированы в протоколах испытания, интервал кристаллизации сплава лежит в пределах -615,5-640,5 оС, разработаны чертежи технологической оснастки (мастер-модели, стержневые ящики) для новой конфигурации уголков волноводов, разработан новый, высокотехнологичный соляной состав для производства стержней, формирующих внутреннюю поверхность уголков волноводов, отработана технология получения литых уголков вол-новодных трактов, включающая в себя:
- разработку типа литниково-питающей системы;
- выбор плоскости разъема эластичной резиновой пресс-формы;
- установление оптимальной температуры заливки соляного расплава в стержневой ящик;
- выбор разделительного состава (силиконовой смазки) с целью ликвидации адгезии соляного сплава с рабочими поверхностями стержневого ящика с сохранением высокой чистоты поверхности формируемого стержня;
- установление оптимальной температуры воска и необходимого давления при его инжектировании в полость пресс-формы;
- установление оптимального угла при креплении восковой модели к питающему стояку;
- установление оптимальной температуры литейной формы и алюминиевого литейного расплава при отливке уголков волноводов;
- отработку технологии финишных операций;
- изготовление опытной партии уголков [1].
Для точного литья уголков волноводов используют целый комплекс оборудования, обеспечивающий описанный технологический процесс полностью или частично. Например, такое оборудование, как всевозможные автоматы и полуавтоматические установки для изготовления модельного состава, огнеупорного покрытия и самих моделей используются, как правило, в серийном и мелкосерийном производстве литья по выплавляемым моделям. На следующих этапах литья уголков применяется: оборудование для формовки и заливки форм; оборудование для сушки гип-
совых форм; оборудование для выплавления модельного состава; оборудование для очистки отливок от остатков керамической массы шприц-машины, бой-лерклавы, обрубные прессы и многое другое оборудование. После получения оболочковой формы, непосредственно для процесса литья уголков используют индукционные печи, центробежные машины (центрифуги), литейные вакуумные машины и т. п. [3].
3Б-модель литых уголков волновода
В результате отработки технологии изготовления литых уголков для тонкостенных волноводов можно сделать вывод о том, что наиболее приемлемым способом получения литых уголков волноводов является литье по выплавляемым моделям.
Библиографические ссылки
1. Усков И. В. Отчет о научно-исследовательской работе по теме: Разработка технологии изготовления литых уголков из сплава-аналога D712. 2013.
2. Шкленник Я. И., Озеров В. А. Литье по выплавляемым моделям. М. : Машиностроение, 1984.
3. Баландин Г. Ф. Основы теории формирования отливки. Т. I, II. М. : Машиностроение, 1979.
References
1. Yskov I. V. Report on the research work on the topic: Development of manufacturing cast parts alloy analog D712, 2013.
2. Shklennik Y. I., Ozerov V. A. Investment casting, M. : Mechanical engineering, 1984.
3. Balandin G. F., Basis for the formation of casting, t. I, II. M. : Mechanical engineering, 1979.
© Громаков А. И., Михнев М. М., Усков И. В., Виноградов О. О., 2014
