У всіх зразків зі збільшенням температури випробувань інтенсивність взаємодії сплаву з вогнетривом зростає. Про це свідчить зниження крайового кута змочування та збільшення роботи адгезії. Для корунду ефективнішим виявляється кремнієвий модифікатор, оксид якого утворює з основою муліт. Для периклазу - алюміній, оксид якого утворює з основою шпінель. Найбільше змочування спостерігається у матеріалів, які містять оксид кремнію і , у меншому ступені, циркону. Периклаз з алюмінієвим модифікатором гірше змочується, ніж із кремнієвим модифікатором, за рахунок більшої стійкості шпінельного в'яжучого в порівнянні з форстеритовим.

Дослідження міжфазової взаємодії розплаву ЧС-70 із зразками ливарних форм без модифікатора, виготовлених за виплавлюваними моделями, показало різке зменшення крайового кута змочування і збільшення роботи адгезії з підвищенням температури. Зниження інтенсивності взаємодії форми, одержаної з використанням модифікатора, виявляється й у тім, що величина крайового кута змочування практично не міняється в інтервалі температур 1673-1973К, тоді як зі зразком форми, виготовленої без використання модифікатора, вона міняється настільки різко, що вище температури 1873К крапля практично втрачає форму і розтікається. Зниження тиску при дослідженні взаємодії інтенсифікує реакції взаємодії розплаву з вогнетривом. Кінетику розчинення в жароміцному розплаві вивчали на зразках вихідних вогнетривів - корундових та периклазових, а також модифікованих - корундових на мулітовому в'яжучому, корундошпінельних, шпінельних, корундопериклазових, периклазових на шпінельному в'яжучому, та цирконових, представлених у таблиці 6.

Рис. 8. Температурні і часові залежності контактного кута змочування і роботи адгезії розплаву на підкладках зразка ливарної форми з електрокорунду та ГрЕТС, модифікованого алюмінієм (а) та на підкладках зразка ливарної форми з електрокорунду і ГрЕТС без модифікатора (б)

Таблиця 6. Склад вогнетривких сумішей і властивості вогнетривів

Як видно на рис. 9, найбільшу стійкість до розчинення мають корундові та шпінільні вогнетриви. Цирконові вогнетриви мають низьку стійкість у жароміцних розплавах.

Досліджено взаємодію розплаву з матеріалами ливарної форми по зміні вмісту легуючих елементів в поверхневому шарі виливка. Як випливає з таблиці 7, найкращі результати з врахуванням глибини поверхневого шару виливка, який має змінення вмісту легуючих елементів, оптимальними є корундові форми, модифіковані алюмінієм.

Рис. 9. Швидкість розчинення вогнетривких матеріалів у жароміцному сплаві ЧС70 (1-10 - відповідно вогнетривам, склад і властивості яких представлені в таблиці 6)

Таблиця 7. Вплив матеріалу форми на вміст легуючих елементів у приповерхній зоні виливка

Дослідження впливу глибини зміненого поверхневого шару виливка та його хімічного складу на механічні властивості виливка показало, що до 700С механічні властивості практично не змінюються. Зниження тривалої міцності при температурі 800 - 900С (таблиця 8) пов'язано із зменшенням у поверхневому шарі виливка вмісту таких компонентів, як Al, Ti і Cr, відповідальних за карбідний і інтерметалідний механізм зміцнення. Встановлено, що міцність від утомленості виливка залежить від глибини зміненого шару. Модифікування матеріалів ливарної форми зменшує глибину зміненого шару виливка. На рисунку 10 представлені мікрофотографії зміненого шару форма - розплав корундової форми без модифікатора та з модифікатором.

Рис. 10. Мікроструктура зміненого шару виливка на межі форма - розплав: 1 - корундова форма400; 2 - корундова форма з модифікатором 400

Таблиця 8. Результати випробувань відлитих зразків і механічно обробленого зразка на тривалу міцність

У шостому розділі описано розроблені технології одержання стрижнів на основі корунду, циркону та плавленого кварцу з застосуванням модифікаторів.

Дано опис досліджень стрижневих складів на основі корунду і циркону в кислих та лужних розплавах. Стрижнева кераміка з корунду, модифікована кремнієм і цирконом, модифікована алюмінієм, задовільно розчиняється в кислих розплавах. Стрижнева кераміка з циркону, модифікована кремнієм, задовільно розчиняється в лужних розплавах.

Для полегшення процесів видалення стрижнів з порожнин лопаток розроблено технологію одержання стрижнів високої пористості (50-60%), потім здійснювали просочення фенолоформальдегідною смолою, модифікованою алюмінієм. Розроблена технологія дозволяє забезпечити високу міцність стрижнів. Після заливання лопаток утворений карбід алюмінію в стрижні розкладається і сприяє руйнуванню та видаленню стрижня з порожнини лопатки.

Розроблені технології були впроваджені на підприємстві КрТЗ «Схід» (м. Кривій Ріг) та на підприємстві А1468 (м.Миколаїв) у 1980 - 1986р. із загальним економічним ефектом, більшим за 850000 карбованців.

Розроблена технологію одержання форм із застосуванням модифікатора дозволила отримати лопатки методом спрямованої кристалізації і застосувати ефективну технологію термочасової обробки. Розроблена технологія була впроваджена на КрТЗ «Схід» (м. Кривій Ріг) у 1989р з економічним ефектом 257068 карбованців і випробувана на підприємстві ДП НПКГ «Машпроект»-«Зоря» у 2006 році.

Розроблено технологію одержання щілинних і фільтраційних перегородок для проміжних ковшів установки безперервного розливання сталі. Технологія одержання перегородок на основі корунду на мулітовому в'яжучому була впроваджена на Пантелеймонівському вогнетривному заводі. Перегородки були випробувані і пройшли дослідно-промислову перевірку на ВАТ МК «Азовсталь» . Економія складає 3-4гривні на 1 тону виплавленого метала.

Відпрацьовано технологію одержання пінокерамічних фільтрів на основі модифікованих композицій на основі корунду і циркону зі в'яжучим ГрЕТС.

Загальні висновки

1. Аналіз особливостей експлуатації керамічних матеріалів у ливарному виробництві дозволив встановити комплекс вимог до них, для забезпечення яких запропоновано процес модифікування існуючих вогнетривких та формувальних сумішей. Як модифікатори визначені порошки наступних елементів: B, Al, Si, Ti та їх композиції.

2. На підставі аналізу термограм аморфного кремнезему на повітрі й в аргоні встановлено, що кисень повітря активує процес кристалізації кремнезему. Бор і алюміній зменшують кристалізаційну здатність аморфного кремнезему, відіграючи роль інгібітора.

Окислювання модифікаторів супроводжується виділенням тепла локальним розігрівом при екзотермічній реакції, що обумовлює активацію утвореного оксиду при взаємодії з оксидами в'яжучого і наповнювача ливарних форм. Тому застосування модифікаторів змінює характер та температурні інтервали термічних процесів, що призводять до утворення хімічних сполук, які обумовлюють міцність, термічну стабільність та хімічну інертність формувальних і вогнетривких композицій.

3. На основі розрахунків об'ємного ефекту утворення сполук різних класів встановлено, що будучи структурно-чуттєвим параметром, він корелює з температурою плавлення, теплотою утворення та електронегативністью сполук. Для оцінки механізму протікання хімічних реакцій модифікування розроблено об'ємно-термічний параметр (Р-параметр), корелюючий з об'ємним ефектом та ентальпією утворення сполук. Р-параметр дозволяє визначити послідовність утворення ряду хімічних сполук. Чим більше розрахункове значення Р-параметру утворення сполуки, тим з більшою швидкістю вона утвориться.

4. На підставі співставлення результатів термічного і фазового аналізу з розрахунками Р-параметру хімічних реакцій утворення муліту, шпінелі, форстериту, які формують в'яжуче вогнетривких виробів, встановлено, що застосування модифікаторів збільшує швидкість реакцій і дозволяє отримувати їх при нижчих температурах.

5. Для виготовлення стрижнів із плавленого кварцу оптимальним є спосіб термошлікерного лиття з гідрофобним пластифікатором. Для одержання міцної кераміки з плавленого кварцу її необхідно модифікувати порошками алюмінію і бора, які є геттерами і зменшують швидкість кристалізації кварцу. Оптимальна температура спікання стрижнів складає (1250±20°С), а витримка не перевищує за 2,5 години.

6. Дослідження впливу модифікаторів Al, Si і B на міцністні та термомеханічні властивості кераміки на основі корунду показало, що найефективнішими модифікаторами є кремній і комплексний модифікатор Al + Si. Введення бора збільшує температуру початку деформації під навантаженням кераміки з корунду на 400°С.

На властивості кераміки на основі циркону впливають як Al, так і Si. Спільна присутність обох модифікаторів дозволяє знизити температуру спікання на 200 - 250 С.

7. Визначено значення міцності форм на основі кварцу, плавленого кварцу, дистенсиліманіту, корунду та циркону в залежності від в'язкості і щільності формувальних композицій. Отримувана міцність недостатня для одержання складнопрофільних крупногабаритних виливків. Необхідна міцність досягається за рахунок введення алюмінієвого модифікатора, який зв'язує SiО₂ в'яжучого в міцніший алюмосилікат - муліт.

8. Досліджено процес ущільнення вуглецевих сумішей та розроблено метод пульсуючого формування, що дозволяє значно знизити деформації вуглеграфітових форм. Оптимізовано технологічні параметри: оптимальний вміст в'яжучого складає 18%, час витримки перед формуванням - 10-20 хвилин, число пульсацій - 5-6, найкращим отверджувачем варто вважати n - толуолсульфокислоту.

9. Запропоновано структурний параметр «К», який дорівнює відношенню величини втрати маси в інтервалі температур 400 - 500С до втрати маси в інтервалі температур 500 - 600С та який дозволяє за результатами термогравиметрії оцінювати якість в'яжучого вуглецевих сумішей. Чим більше значення «К», тим більшу міцність забезпечує в'яжуче.

10. Розрахунок рівноважного тиску оксиду вуглецю при взаємодії вогнетривких оксидів з вуглецем жароміцного розплаву показав, що хімічна активність вогнетривів зростає зі збільшенням частки кремнеземистої складової.

Виконано термодинамічні розрахунки взаємодії оксидів та їхніх сполук з компонентами жароміцних сплавів Al, Ti та Cr. Температурні залежності ізобарно-ізотермічного потенціалів показали, що сполуки оксидів (муліт, форстерит, шпінель) мають вищу термодинамічну стійкість.

11.Досліджено вплив модифікаторів на контактні кути змочування та роботу адгезії в системах жароміцний розплав - модифікований вогнетрив. З погляду зниження змочування отримані такі результати: для корунду найбільш ефективним модифікатором є кремній, для периклазу - алюміній. Найбільше змочування спостерігається у вогнетривів, що містять оксид кремнію. Модифікування ливарної форми, яка містить етилсилікат, алюмінієм істотно знижує змочуваність. Зниження тиску в плавильній камері інтенсифікує взаємодію розплаву з вогнетривом.

12.Дослідження кінетики розчинення вогнетривів у жароміцному розплаві показало, що найбільшою стійкістю володіють корундові на мулітовому в'яжучому, периклазові на шпінельному в'яжучому, та шпінельні вогнетриви. Ці вогнетриви можна рекомендувати як матеріал тиглів для проведення термочасової і термоциклічної обробки розплавів.

13. Досліджено вплив матеріалу форми на глибину зміненого шару виливка з жароміцного сплаву. Найбільшу глибину зміненого шару мають виливки, отримані в кварцову форму, найменшу - у корундову. У корундовій формі, модифікованій алюмінієм, змінений шар практично відсутній, що забезпечує високу жароміцність виливка.

14. На підставі проведених досліджень розроблено технології отримання :

- стрижнів на основі плавленого кварцу, корунду та циркону;

- ливарних форм, які дозволяють отримати якісні виливки методом спрямованої кристалізації;

- вогнетривів на основі корунду та периклазу з високою стійкістю до жароміцних розплавів, що дозволяє застосовувати їх при термочасовій та термоциклічній обробці розплавів;

- фільтруючих елементів для проміжних ковшів установки неперервної розливки сталі;

- пінокерамічних фільтрів для об'ємної фільтрації розплавів;

- вуглеграфітових ливарних пресованих форм з низькою стабільною усадкою, і які не потребують термообробки в оснастці.

15. Отримані результати впроваджені на підприємствах:

- впровадження розроблених складів стрижневих композицій та технології отримання стрижнів на підприємстві п/я А-1469 дозволило одержати економічний ефект на обсяг виробництва 1980 року - 315821 карб.;

- впроваджено технологію одержання лопаток ГТД литтям у форми на основі плавлених вогнетривів на підприємстві КрТЗ «Схід». Економічний ефект від упровадження на обсяг виробництва 1982 року склав 230220руб.;

- розроблена і впроваджена технологія одержання ливарних форм для лиття лопаток ГТД методом спрямованого затвердіння на підприємстві п/я А3465. Економічний ефект від впровадження на обсяг виробництва 1988 р. склав 257068 карбованців;

- на Пантелеймонівському вогнетривному заводі впроваджена технологія виробництва фільтруючих елементів на основі корунду на мулітовому в'яжучому для видалення неметалічних включень у промковшах МНЛЗ. Перегородки були випробувані і пройшли дослідно-промислову перевірку на ВАТ НК „Азовсталь”.

Основний зміст дисертації опублікований у роботах

1.Смирнов С.П., Симановский В.М., Машинецкий Н.Я. Исследование некоторых характеристик межфазного взаимодействия никелевых расплавов с керамической подложкой // Проблемы специальной электрометаллургии. - 1992. - №3. - С. 18-21.

2.Симановский В.М., Прач Т.В., Вольская В.В. Реологические и физические свойства формовочных композиций // Процессы литья. - 2000. - №2. - С. 81-84.

3.Симановский В.М. Исследование взаимодействия контактной зоны металл-форма для жаропрочных сплавов // Процессы литья. - 2000. - №3. - С. 83-85.

4.Симановский В.М. Теоретические основы получения литейных форм и стержней на основе модифицированной керамики // Процессы литья. - 2001. - №2. - С. 41-47.

5.Симановский В.М. Керамические формы для литья лопаток ГТД методом направленной кристаллизации // Процессы литья. - 2006. - №1. - С. 94-98.

6.Симановский В.М. Исследование термодинамических характеристик сложных многокомпонентных систем окисел - модификатор - связующее // Процессы литья. - 2006. - №2. - С. 88-91.

7.Симановский В.М. Особенности технологии получения форм и стержней на основе плавленого кварца // Процессы литья. - 2006. - №3. - С. 54-57.

8.Симановский В.М. Технология и материалы форм и стержней для получения литых лопаток ГТД // Металл и литье Украины. - 2006. - №6. - С. 47-48.

9. Симановский В.М. Огнеупоры на основе корунда и циркона с применением модификаторов // ВАТ «УкрНДІВогнетривів ім. А.С. Бережного» : зб. наук. пр. - Харків,. - 2006. - С. 30-34.

10.Симановский В.М. Обоснование выбора модификаторов для литейных керамических форм и стержней // Металл и литье Украины. - 2006. - №9-10. - С. 31-32.

11.Симановский В.М. Термический анализ формовочных и огнеупорных смесей на основе корунда // Металл и литье Украины. - 2006. - №11-12. - С. 19-22.

12.Симановский В.М., Максюта И.И., Квасницкая Ю.Г. Разработка нового технологического процесса получения оболочковых керамических форм по удаляемым моделям // Процессы литья. - 2006. - №4. - С.66-71.

13.Максюта И.И., Квасницкая Ю.Г., Симановский В.М. Повышение качества сложнопрофильных отливок из жаропрочного сплава ЧС104 путем рафинирования расплава методом комбинированной вакуумной плавки // Процессы литья. - 2007. - №4. - С.3-7.

14.Максюта И.И., Квасницкая Ю.Г., Симановский В.М.Повышение коэффициента использования отходов жаропрочных сплавов методами электрометаллургии // Современная электрометаллургия. - 2007. - №1. - С.51-55.

15.Симановский В.М. Корреляция объемных эффектов и теплоты образования некоторых веществ // Процессы литья. - 2007. - № 3. - С. 52-58.

16. Максюта І.І., Квасницька Ю.Г., Сімановський В.М. Розробка складу та технології виготовлення медичних сплавів на кобальто-хромовій основі з застосуванням рафінуючих методів // Металл и литье Украины. - 2007. - № 3. - С.40-44.

17.Максюта І.І. Квасницька Ю.Г., Сімановський В.М. Оптимізація складу жароміцного нікелевого сплаву для литих деталей газотурбодвигунів // Металознавство та обробка металів. - 2007. - № 4. - С.43-47.

18.Симановский В.М., Максюта И.И., Квасницкая Ю.Г. Технология особенности получения отливок из жаропрочных сплавов // Процессы литья. - 2007. - № 6. - С. 71-76.

19.Симановский В.М., Ефимов Г.В., Максюта І.І., Ефимова В.Г., Квасницька Ю.Г. Пути повышения качества огнеупорных материалов для сталеплавильного производства // Процессы литья. - 2008. - №3. - С.31-34.

20.Ефимова В.Г., Ефимов Г.В., Диюк Е.Ф., Симановский В.М. Разработка конструкций и технологий изготовления продувочных форм большой протяженности // Процессы литья. - 2001. - №4. - С. 13-17.

21.Ефимов Г.В., Диюк Е.Ф., Носаченко О.В., Ефимова В.Г., Симановский В.М.Оптимизация параметров футеровки промежуточного ковша для непрерывной разливки стали // Процессы литья.- 2001.- №3.- С. 61-65.

22. Шевченко В.А., Назаренко В.В., Ефимов Г.В., Симановский В.М. Тигель для вакуумной плавки жаропрочных сплавов // Прогрессивные плавки для фасонного литья : сб. науч. тр. - Киев, ИПЛ.-1978.- С. 149-153.

23. Симановский В.М., Малашонок Н.Г., Некипелова Н.Н. Керамические формы для фасонного литья химически активных металлов и сплавов / Редкол. сб. Технология и организация производства. - Киев, 1984. - 11 с. - рус. - Деп. В УкрНИИНТИ №113281 Ук - Д83.

24.Шевченко В.А., Симановский В.М., Малашонок Н.Г..Применение плавленого кварца при изготовлении фасонных оболочек методом точного литья // Металлосберегающие технологии литейного производства : сб. науч. тр. - Киев, ИПЛ.-1984.- С. 109-111.

25.Симановский В.М. Пути повышения эффективности формовочных материалов // 50 років в Академії наук України: ІЛВ, ІПЛ, ФТІМС: Зб. наук. праць. - Київ, 2008. - С. 467-479.

26.Состав смеси для изготовления литейных керамических стержней: А.с. 1736670 А1. СССР. МКИ В22С1/18,1/02 / В.М.Симановский, С.П.Смирнов, В.З.Солодкий, Т.И. Крещук, С.А. Примаченко - №4792999/02; Заявл. 08.12.89; Опубл. 30.05.92, Бюл.№20. - 4 с. : ил.

27.Пат. 37036 А Україна, МКИ ⁷ С01F7/00, В22С9/04. Суспензія для виготовлення ливарних форм по моделям, що виплавляються: Пат. 37036 А Україна, МКИ ⁷ С01F7/00, В22С9/04 В.М.Сімановський; ФТІМС НАНУ. - №2000031427; Заявл. 13.03.2000; Опубл.16.04.2001, Бюл.№3. -4 с.

28.Пат. 37037 А Україна, МКИ ⁷ В22С1/16. Суміш для виготовлення ливарних керамічних стрижнів: Пат. 37037 А Україна, МКИ ⁷ В22С1/16 В.М.Сімановський; ФТІМС НАНУ. - №2000031428; Заявл. 13.03.2000; Опубл.16.04.2001, Бюл.№3. -4 с.

29.Пат. 82603 Україна, МПК В22С9/10. Суміш для виготовлення ливарних керамічних стрижнів: Пат. 82603 Україна, МПК В22С9/10 В.М.Сімановський; ФТІМС НАНУ. - №2000610804; Заявл. 12.10.2006; Опубл.25.04.2008, Бюл.№8. -4 с.

30.Пат. 80076 Україна, МПК В22С1/16. Суміш для виготовлення ливарних керамічних стрижнів: Пат. 80076 Україна, МПК В22С1/16 В.М.Сімановський; ФТІМС НАНУ. - №2000610805; Заявл. 12.10.2006; Опубл.10.08.2007, Бюл.№12. -4 с.

31.Пат. 1888 Україна, МПК В22С1/00. Суміш для виготовлення ливарних форм: Пат. 1888 Україна, МПК В22С1/00 В.М.Сімановський; ФТІМС НАНУ. - №2000606664; Заявл. 15.06.2006; Опубл.15.11.2006, Бюл.№11. -4 с.

32.Пат. 25749 Україна, МПК С04В35/499. Вогнетривка маса для виготовлення плавильних тиглів: Пат. 25749 Україна, МПК С04В35/499 В.М.Сімановський; ФТІМС НАНУ. - № u2000701940; Заявл. 23.02.2007; Опубл.27.08.2007, Бюл.№13. -4 с.

33.Пат. 25427 Україна, МПК С04В35/66. Вогнетривка маса для виготовлення плавильних тиглів: Пат. 25427 Україна, МПК С04В35/66 В.М.Сімановський; ФТІМС НАНУ. - № u2000703104; Заявл. 23.02.2007; Опубл.10.08.2007, Бюл.№12. -4 с.

Анотація

Сімановський В.М. Теорія та технологія модифікування формувальних сумішей для виливків зі спеціальних сплавів - Рукопис.

Дисертаційна робота на здобуття вченого ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.16.04 - Ливарне виробництво - Фізико-технологічний інститут металів і сплавів. - Київ, 2008р.

Дисертаційна робота присвячена створенню теоретичних та технологічних основ модифікування формувальних сумішей та вогнетривких композицій, дослідженню їх експлуатаційних характеристик, оптимізації складу, встановленню взаємодії з жароміцними розплавами, дослідно-промисловому випробуванню та впровадженню розробок у виробництво.

Запропоновано підвищити рівень експлуатаційних властивостей ливарних форм, стрижнів та вогнетривів за рахунок модифікування їх дисперсними порошками таких елементів як B, Al, Si, Ti та їх сумішами. Встановлено, що використання модифікаторів підвищує швидкість реакцій утворення муліту, шпінелі, форстериту, забезпечуючих зміцнення форм, стрижнів, вогнетривів.

Досліджено вплив модифікаторів на отримання ливарних форм, стрижнів, вогнетривів на основі плавленого кварцу, корунду, циркону та періклазу, і визначені ефективні модифікатори.

Розроблено та впроваджено на газотурбобудівних підприємствах України технологію отримання ливарних форм, стрижнів та вогнетривів з модифікованої кераміки.

Ключові слова: вогнетриви, формувальні матеріали, ливарні форми, в'яжучі, модифікування, жароміцні та тугоплавкі сплави, фізико-механічні та вогнетривкі властивості.

Аннотация

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.16.04 - Литейное производство - Физико-технологический институт металлов и сплавов. - Киев, 2008г.

Диссертация посвящена созданию теоретических и технологических основ модифицирования формовочных и огнеупорных композиций, исследованию их эксплуатационных свойств, оптимизации составов, определению взаимодействия с жаропрочными расплавами, опытно-промышленному опробованию и внедрению разработок в производство.

Предложено повысить уровень эксплуатационных свойств литейных форм, стержней и огнеупоров за счет модифицирования тонкодисперсными порошками элементов Al, Si, B, Ti и их смесями.

Комплекс исследований по термографии, петрографии и рентгенофазовому анализу позволил установить, что модификаторы изменяют характер прохождения реакций образования новых химических соединений в формовочных и огнеупорных композициях, сдвигают их в область более низких температур, что обусловливает получение прочных, термически стабильных и химически инертных к сплавам формовочных и огнеупорных композиций.

Для оценки механизма протекания химических реакций модифицирования разработан объемно-термический параметр (Р-параметр), коррелирующий с объемным эффектом и энтальпией образования соединений. Установлено, что применение модификаторов увеличивает скорость химических реакций образования муллита, шпинели, форстерита, обеспечивающих связку огнеупорных изделий и позволяет получать их при более низких температурах.

Исследовано влияние модификаторов на получение стержневой и огнеупорной керамики на основе плавленого кварца, корунда и циркона. Определено, что для плавленого кварца эффективными модификаторами является алюминий и бор, которые препятствуют кристаллизации плавленого кварца. Эффективным модификатором для корунда и циркона являются алюминий и кремний. Совместное применение алюминия и кремния снижает температуру спекания керамики на 200-250?С.

Для увеличения прочности литейной формы со связующим этилсиликатом и для связывания слабоструктурированного кремнезема связующего предложено модифицировать его порошком алюминия, разработан новый способ гидролиза этилсиликата, отработана технология получения литейной формы.

Разработан метод пульсирующей формовки, позволяющий получать литейные углеродистые формы с низкой стабильной усадкой и не требующий термообработки а оснастке. Предложен структурный параметр «К», равный отношению величины потери массы в интервале 400-500?С к потере массы в интервале 500-600?С, позволяющий по результатам термогравиметрии оценивать качество связующего углеродистых смесей. Чем выше значения «К», тем большую прочность обеспечивает связующее.

Выполнены термодинамические расчеты взаимодействия огнеупоров с компонентами жаропрочного сплава, а также экспериментальные исследования по смачиванию и кинетике растворения огнеупоров в жаропрочном расплаве. Модифицирование алюминием литейной формы, содержащей этилсиликат, существенно снижает смачивание. Наибольшей стойкостью к растворению обладают корундовые на муллитовой связке, переклазовые на шпинельной связке и шпинельные огнеупоры.

Исследования влияния материала формы на глубину измененного слоя отливки из жаропрочного сплава показали, что корундовая форма, модифицированная алюминием, практически не имеет измененного слоя, что обеспечивает высокую жаропрочность отливки.

Разработаны и внедрены на ряде предприятий Украины технологии получения стержней литейных форм и огнеупоров.

Ключевые слова: огнеупоры, литейные формы, связующие, модифицирование, жаропрочные и тугоплавкие сплавы, физико-механические и огнеупорные свойства.

Summary

Simanovskiy V.M. Theory and technology of sand blends inoculation for a casts from special alloys. - Typescript.

Thesis for a Doctor's degree on profession 05.16.04 - Foundry - Physico-Technological Institute of Metals and Alloys National Academy of Science of Ukraine, Kiev, 2008.

The thesis is devoted to theoretical and technological bases of sand blends and refractory compositions inoculation, their merits investigation, composition optimization, determination of their interaction with superalloys melts experimental-industrial tests and manufacturing application of the developments.

The inoculation by disperse powder of B, Al, Si, Ti and their mixtures are proposed for running ability level increase of casting molds, rods, and fluxes. The inoculations using is increase reaction formation speed of mullite, spinel, forsterite which forms coupling agents of casting molds, rods, fluxes.

The inoculations influence on casting molds, rods, fluxes on the basis of fused quartz, corundum, zircon and periclase production were investigate, and the effective inoculants were determinate.

The technology of casting molds, rods and fluxes production from inoculated ceramics were develop and application on gas-turbine-building enterprises of Ukraine.

Key words: fluxes, molding materials, casting molds, coupling agents, inoculation, superalloys and refractory alloys, physics-mechanical and refractory properties.

Размещено на Allbest.ru