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

Секция «Сварка летательных аппарате)]? и родственные технологии»

УДК 621.791-529:629.5

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ СПОСОБ ЛИТЬЯ ПО ВЫПЛАВЛЯЕМЫМ МОДЕЛЯМ С ГЕРМЕТИЗАЦИЕЙ ПОД ДАВЛЕНИЕМ

М. А. Зимин *, Д. С. Кайзер, Д. А. Пятаев Научный руководитель - Л. А. Оборин

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

*E-mail: dok.wap.ru@mail.ru

Постоянное совершенствовании летательных аппаратов (ЛА) поднимает требований к их силовым установкам (СУ) те 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.

TECHNOLOGICAL METHOD FOR LOST WASTE CASTING WITH SEALING UNDER

PRESSURE

M. A. Zimin *, D. S. Kaizer, D. A. Pytaev Scientific supervisor - L. A. Oborin

Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarskii rabochii prospekt, Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation *E-mail: dok.wap.ru@mail.ru

The constant improvement of aircraft (LA) raises the requirements for their power plants (SU), that is, the quality of the blanks that form their basis. Each new design of the power plant is accompanied by an increase in the requirements for incoming blanks in terms of their structural strength and tightness.

Keywords: investment casting power plants, spatial profiles, tightness, structural strength, shrinkage defects, reduction in the number of welds.

Литье по выплавляемым моделям (далее ЛВМ) - это процесс, посредством которого для литья используются одноразовые прецизионные интегральные формы из керамической оболочки, полученные из одноразовых моделей с использованием жидких формовочных смесей. Перед заливкой расплава модель удаляется из формы путем плавления, сжигания, растворения или испарения. Его нагревают до высоких температур, чтобы удалить остатки модели и затвердеть пресс-форму. Прокалывание пресс-формы перед заливкой позволяет практически полностью исключить ее дегазацию, увеличивая заполняемость пресс-формы расплавом. Основные операции процесса обработки показаны на рисунке [1].

Модель или соединение модели 2 выпускаются в съемной пресс-форме 1 с рабочим зазором, составом модели и литейным материалом, а также конфигурацией и размерами отливок, в которых допускается усадка и резка (рис. 2). а). Модель изготавливается из

Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2022. Том 1

материалов, имеющих низкую температуру плавления (воск, стеарин, парафин) или способных растворяться (карбамид) или гореть без образования твердых остатков (полистирола).

Соединения готовых моделей или моделей собраны в 3 блока (рис. 2). б) иметь модели элементов системы литья из того же материала, что и модель литья. Модельный блок состоит из соединений, центральная часть которых формирует модели фидера и стояка. Модели чаши и нижней части стояка изготавливаются отдельно и при монтаже монтируются на устройстве [2].

Для отверждения опалубки перед заливкой ее помещают в металлический контейнер и покрывают 8 огнеупорными материалами (кварцевый песок, небольшая битва используемых опалубок) (рис. ж).

Рис.1. Последовательность изготовления многослойной оболочковой формы по выплавляемым

моделям

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

• получение оптимальных пространственных профилей всех элементов входящих в СУ заготовок, определяющих гидро-газодинамику;

• 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.

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.

Литье по выплавляемым моделям (ЛВМ) - метод изготовления отливок в многослойных, одноразовых, одноразовых, многослойных, одноразовых, одноразовых формах, изготовленных с использованием одноразовых расплавляемых, горючих и растворимых моделей [3].

Способ применения ЛВМ обеспечивает возможность изготовления любых литейных сплавов профильного литья, в том числе сложной конфигурации и тонкостенной; с шероховатостью поверхности ^ = 20 мкм, Яа = 1,25 мкм (ГОСТ 2789-73) и высокой

Секция «Сварка! летательных аппарате)]? и родственные технологии»

точностью размеров (8-10 лет квалитетов и | ГОСТ 25347-82 или 3-5. классы чувствительный ГОСТ 26645-85).Метод позволяет брать отливки весом от нескольких граммов до 100 кг, оптимальный вес отливки - 0,2 - 12 кг. Имеются образцы изготовления отливок весом более 100 кг.

С помощью ЛВМ получают отливки готовой детали, которые имеют как можно больше форм и размеров и в некоторых случаях не нуждаются в процессе резки.

Центральной проблемой, определяющей как герметичность, так и прочность конструкции, является исключение дефектов усадочного характера рыхлости пористости. Помимо физико-химических исследований, экономически обоснованным является изучение процесса кристаллизации математических методов и компьютерного моделирования (2). Однако существуют технологические методы значительного снижения пористости и рыхлости отливок, а также одновременное увеличение механических свойств. Это процесс поверхностного легирования деталей припоем 5ВА, он включает в себя следующие операции:

• подготовка поверхности литых деталей;

• нанесение порошкового припоя на поверхность корпусных отливок;

• пайку, герметизацию, формирование припоем герметизирующего слоя толщиной доз 140 мкм в вакуумной печи со степенью вакуума 1,33-102 - Па (1; 104 мм.рт ст) при температуре 1 220 °С в течение 15 мин.

Заключительным этапом формирования отливки в данном пакете технологических основ является высокотемпературная газостатическая обработка отливок (ВГО) для удаления остаточных микропор.

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, н разработанные комплексные прием — технологические приемы могут быть, успехом использованы в других областях промышленности [4].

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 издю; Сиб. гос. аэрокосмиче. Красноярск, 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.

4. Выбор и способы изготовления заготовок для деталей машиностроения. Учебник для студентов машиностроительных специальностей. / Е. П. Круглов, Э. Р. Галимов, А. Г. Албясова, Н. Я. Галимова, С. Ю. Юрасов, М. М. Ганиев, А. Г. Схиртладзе, Е. А. Рябов. Казань 2015. 67 с.

© Зимин М. А., Кайзер Д. С., Пятаев Д. А., 2022