CC BY
5
ориентированный подход позволяет решить задачи по построению крупных, но в тоже время гибких, масштабируемых и расширяемых приложений.
Использованные источники: 1. Методы интеллектуального анализа данных - Мартин Браун
УДК 004.048
Кувшинов Н.Е.
инженер научно-исслед. лаборатории «ФХПЭ» Казанский государственный энергетический университет
Галяутдинов А.А. студент ИКТЗИ
Казанский национальный исследовательский технический
университет имени А.Н. Туполева - КАИ
Россия, г. Казань ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРООБРАЗУЮЩИХ ГРАНУЛ
Аннотация. В работе приведены технологии получения гранул пенополистирола с упрочняющей оболочкой и технологические схемы получения из них полых сферических оболочек для пористых отливок методом пропитки.
Ключевые слова: гранула ППС с упрочняющей оболочкой, полая сферическая оболочка, пиролиз, металлическая пена, пенометалл.
Kuvshinov N.E., engineer laboratory "FHPE" Kazan State Power Engineering University
Russia, Kazan
TECHNOLOGICAL PECULIARITIES OF OBTAINING PORPOLATING GRANULES
Annotation In work methods of reception of granules of expanded polystyrene with a strengthening shell and technological schemes of reception from them hollow spherical shells for porous castings by a method of impregnation are resulted.
Keywords: styrofoam with pellet hardening shell, hollow spherical shell, pyrolysis, metal foams.
С каждым годом предъявляются все более высокие требования к габаритно - массовым показателям изделий, в таких отраслях как авиастроение, машиностроение, судостроение, железнодорожный транспорт.
Это связанно стремлением выпустить более технологичную продукцию, обладающую более высокими характеристиками, чем ее аналоги. Отсюда следует, что к материалам таких машин, так же предъявляются высокие требования, как правило, всем критерия отвечают композиционные материалы.
Одним из перспективных направлений развития композиционных материалов, является разработка пенометаллов и материалов на его основе.
Композиционные изделия, выполненные на основе пенометаллов, обладают высокой стойкостью к ударам, вибрациям, температурам. Так же данный материал позволяет добиться высоких массо-прочностных характеристик.
Материалы из пенометаллов находят свое применение при изготовлении фильтров, демпферов, теплоотводящих элементов, шумопоглощающих панелей, деталей и корпусов судов, машин, поездов, и самолетов.
Одной из перспективных технологий изготовления пенометаллов является литейная технология путем пропитки порообразующего наполнителя, получаемого с использованием гранул пенополистирола.
Работы по формированию гранул с упрочняющей оболочкой и полых сферических оболочек с использованием гранулированного пенополистирола и изготовлению пористых отливок ведутся на кафедре «МиТЛП» ВолгГТУ [1 - 6].
Упрочняющая оболочка на гранулы пенополистирола состоит из 3-х слоев, формирование слоев происходит путем нанесения на поверхность гранулы жидкостекольного связующего с добавкой поверхностно активного вещества и дисперсного металлического порошка или огнеупорного материала [1].
На рисунке 1 показаны схемы строения обычной гранулы пенополистирола (рисунок 1,а) до нанесения слоев и гранулы со слоистой (с одним, двумя или тремя слоями) упрочняющей оболочки из жидкостекольного связующего 3, с обсыпкой металлическим порошком 4 (рисунок 1, б) и порошком огнеупорного материала 5 ( рисунок 1, в).
Технология изготовления гранул с упрочняющей оболочкой заключается в нанесении пульверизацией жидкостекольного связующего 3 имеющего следующий состав масс. %: жидкое стекло - 50, вода - 49, ПАВ -1. Следующим этапом происходит обсыпка с ворошением дисперсным порошком 4 на сетчатом поддоне (рисунок 1,б), остатки порошка и связующего удаляются через ячейки сетки виброподдона [2].
6
а - обычной, б - с однослойной, двухслойной, трехслойной упрочняющей оболочкой с обсыпкой металлическим порошком (алюминиевым), в - такие же гранулы с обсыпкой порошком огнеупорного материала (глинозема); 1 - поверхностная пленка, 2 - ячейка, 3 -жидкостекольное связующее с добавкой ПАВ, 4 - порошок алюминия, 5 -порошок глинозема
Рисунок 1 - Схемы строения гранул пенополистирола [2]. Перед термодеструкцией пенополистирола из оболочки, гранулы подсушивались 10 минут в подогретом воздухе. Следующим этапом является пиролиз пенополистирола и прокалка гранул. Термообработку гранул проводили по следующему режиму: медленный нагрев до 420±10 °С, выдержка 10 минут, а затем прокалки при 740±10 °С. Полученные образцы показаны на рисунке 2 [1].
а - Полые сферические оболочки после пиролиза ППС и прокаливания
б -Вид приготовленных шлифов пустотелых сферических оболочек
Рисунок 2 - Пустотелые сферические оболочки Параллельно с представленным выше способом на кафедре ведется работа по разработке полых металлических гранул. В этой технологии рассматривается гальванический процесс нанесения плакирующего слоя.
Процесс плакирования гранул начинается с нанесения токопроводящего слоя рисунок 3.
Токопроводящий слой
Гранула пенополистирола
Рисунок 3 - Плакированные токопроводящем слоем гранулы пенополистирола.
На гранулы пенополистирола наносится, пульверизационным методом, акриловый лак, далее гранулы помещаются на вибрационную решетку и обсыпаются графитовым порошком (в данном случае применена графитовая смазка), излишки которого удаляются через ячейки сетки. После чего гранулы сушатся не менее трех часов.
Просушенные гранулы загружаются в установку для нанесения металлизированного слоя. Принципиальная схема установки представлена на рисунке 4. Применяется следующий состав электролита: вода (дистиллированная) - 1000 мл, медный купорос - 200 гр, кислота серная - 25 мл. Режим велся 3 часа на токе 1А. После гранулы извлекаются и просушиваются. Просушенные гранулы показаны на рисунке 5.
|_110_I
I._155_}
[_Ш_}
1 - пластиковая разделительная шайба; 2 - привод; 3 - щеточный узел; 4 - анод; 5 - сальник; 6 - пластиковая втулка; 7 - галтовочный барабан (катод); 8 - лопатки для промешивания; 9 - пробка; 10 - крышка корпуса
Рисунок 4 - Принципиальная схема установки для металлизации плакированных гранул пенополистирола
Медный слой
Рисунок 5 - Гранулы пенополистирола покрытые медной оболочкой
Заключительный этап технологического процесса это пиролиз пенополистирола, режим которого показан на рисунке 6. Полученная полая сферическая оболочка показана на рисунке 7.
260 - -уА- Л- 4
и I, Рисунок 6 - График нагрева гранул
I- - Ух---1---1---1---]----1----1--Л--1
I I
I
г
т
"Г
I
г
5 10 15 20 25 30 35 40 1, мин. Выводы
В работе приведены две, опробованные на практике, технологии получения порообразующих гранул, с помощью которых можно получить методом пропитки пенометалл.
Использованные источники:
1. Кукса А. В. Технологические особенности изготовления гранул пенополистирола с упрочняющей оболочкой, полых сферических оболочек и пористых отливок с наполнителем из них / А. В. Кукса // Известия Волгоградского государственного технического университета. - 2014. -№23. - С. 120 - 124.
2. Заявка на изобретение № 2013122382/05. Гранулы пенополистирола с упрочняющей оболочкой и способ их изготовления / А.В. Кукса, Н.А. Кидалов; заявитель «Волгоградский государственный технический университет» (ВолгГТУ); приоритет от 14.05.2013.
3. Пат. №136375 РФ, B22D 25/00 на полезную модель. Устройство для изготовления пористых отливок вакуумной пропиткой / А. В. Кукса, Н. А. Кидалов ; заявитель и патентообладатель «Волгоградский государственный технический университет» (ВолгГТУ). - №2013131794/02. - Зявл. 09.07.2013. - Опубл. 10.01.2014. - Бюл. №1.
