При литье по выплавляемым моделям

Объект исследования: качество отливок при литье по выплавляемым моделям (ЛВМ)

Результаты, полученные лично автором: проанализированно формирование качества отливок при ЛВМ в зависимости от температуры формы.

 

Особенности формирования отливок при ЛВМ обусловлены тем, что, как правило, перед заливкой форму нагревают до сравнительно высоких температур. Это обеспечивает хорошую заполняемость тонких сечений отливок сложной конфигурации, высокую их плотность.

Анализ показал, что нагрев формы оказывает двоякое воздействие на формирование качества отливок. При нагреве формы увеличивается продолжительность затвердевания. При замедленном затвердевании увеличивается продолжительность проникновения расплава в образующиеся межкристаллические усадочные пустоты, то есть улучшается питание отливок и увеличивается плотность металла в тонких стенках отливок.

Замедленное остывание в горячей форме затвердевшей отливки способствует уменьшению температурного перепада в толстых и тонких частях ее, вследствие чего снижаются температурные напряжения и вероятность образования трещин. Однако расплав и его окислы могут проникать в поры оболочки, образуя механический и химический пригар.

Но снижение скорости затвердевания приводит к возможности появления в центральной части массивных узлов и тонких стенок усадочных дефектов — раковин и рыхлот, предотвратить которые можно созданием условий направленного затвердевания. Кроме того, при высокой температуре формы более интенсивно протекают процессы обезуглероживания поверхностного слоя. Для уменьшения глубины этого слоя желательно создать условия для более быстрого охлаждения отливки.

Таким образом, проведенный анализ условий формирования качества отливки при подогретой форме показал, что ход процесса кристаллизации отливки, а следовательно, вероятность предотвращения дефектов и получения качественной отливки можно регулировать нагревом и охлаждением оболочки перед заливкой расплавом. Окончательный выбор температуры прогрева формы можно выбрать после получения опытной партии отливок и анализа их качества.

Материал поступил в редколлегию 10.05.17

УДК 621.74

Д.И. Пульнев

Научный руководитель: доцент кафедры «Машиностроение и материаловедение», к.т.н., В.Г Солдатов

dmitrii260196@gmail.com

 

РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ ЛИТЕЙНОГО
ПРОИЗВОДСТВА В РОССИИ

Объект исследования: Проблемы ресурсо и энергоэффективности литейного производства.

Результаты, полученные лично автором: выполнен анализ ресурсо и энергоэффективности литейного производства России и даны практические рекомендации литейным предприятиям для повышения эффективности производства.

 

При существующей недозагрузке мощностей и значительном износе оборудования, литейные цеха зачастую являются одними из самых затратных, не приносящими прибыли и экологически грязными в структуре машзаводов.

Имея теоретическое преимущество в 36% от цены конечной продукции благодаря низкой стоимости сырья, энергии и труда, российская литейная промышленность съедает это преимущество за счет расточительного использования ресурсов. Как следствие, российской литейной отрасли сложно конкурировать на внешних рынках за счет соотношения цена/качество: цена приближается к уровню европейских производителей, а качество зачастую не соответствует стандартам ЕС.

Только немногие российские предприятия имеют опыт и экспортируют свою продукцию за пределы СНГ. В связи с этим российские предприятия до сих пор не испытывали потребности в следовании системам качества. Доля брака на российских литейных предприятиях значительно варьируется и может составлять от доли процента на ведущих производствах до 15-30% в среднем по отрасли. По сравнению с европейскими предприятиями уровень брака в России (в процентном отношении к выпускаемой продукции) в 2 раза выше. Однако требования ЕС к качеству значительно превышают российские. Это означает, что если бы российское литье проходило проверку на качество по европейским стандартам, уровень брака был бы в среднем в 4 раза выше.

Поэтому, очень важно, чтобы при модернизации или строительстве новых литейных заводов собственники изначально нацеливались на достижение высокого качества литья, которое также будет иметь более высокую добавленную стоимость на рынке. При производстве высококачественного литья конкурентоспособность по затратам (материалы, сырьё, энергоресурсы и оплата труда) является ключевым показателем рентабельности бизнеса.

Материал поступил в редколлегию 05.05.17

УДК 621.74

А.А. Склянной

Научный руководитель: доцент кафедры «Машиностроения и материаловедение», к.т.н., В.Г. Солдатов

an.sklyannoi2016@yandex.ru

СПЕЦИАЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

ЛИТЬЯ ПОД ДАВЛЕНИЕМ

Объект исследования: технология получения полимерных изделий методом литья под давлением с подачей газа.

Результаты, полученные лично автором: проанализированы особенности, преимущества и недостатки технологии литья под давлением с подачей газа, сделаны выводы о целесообразности практического применения данного метода.

 

Производство пластмассовых изделий методом литья под давлением по своему объему занимает первое место среди других технологий переработки пластмасс. В настоящее время в мире применяется множество разновидностей литья под давлением, накоплен огромный научно-технический и производственный опыт. Одной из разновидностей этого технологического процесса является метод литья под давлением с подачей газа. Литье под давлением с подачей газа является относительно новым быстро развивающимся процессом в области переработки пластмасс.

Виды литья под давлением с подачей газа:

· литье с неполным впрыском полимера;

· литье с полным впрыском полимера;

· литье с полным впрыском с вытеснением расплава полимера в материальныйцилиндр литьевой машины;

· литье под давлением с полным впрыском газа с вытеснением полимера в дополнительную емкость;

· литье со смещением знаков пресс-формы.

Эффективность процесса и область его применения определяются особенностями, преимуществами и недостатками технологии.

Технологическая особенность.

Литье под давлением с подачей газа включает стадию впрыска небольшой порции полимера в полость. При введении в расплавленный материал газ старается пройти по пути наименьшего сопротивления через область детали с низким давлением и высокой температурой. Поскольку газ проходит через деталь, он вытесняет расплав из наиболее толстой части и заменяет собой расплавленный материал, который заполняет остальную часть детали. После завершения заполнения газ создает давление уплотнения, снижая объемную усадку материала.

Имеются многочисленные варианты процесса литья под давлением с газом, например, многосопловое литье под давлением с подачей газа и процесс, заключающийся в испарении жидкости в расплаве с образованием газа, формирующим канал.

Преимущества литья под давлением с подачей газа:

· снижение внутренних напряжений в литом изделии;

· меньшая усадка;

· уменьшение/исключение усадочных раковин (утяжек);

· получение сложных крупногабаритных изделий;

· снижение веса конструкции.

Таким образом, литье под давлением с подачей газа действительно обеспечивает существенные преимущества, в результате многие компании активно расширяют выпуск изделий по этой технологии. Однако, чтобы гарантировать выбор самого рентабельного процесса производства, необходимо провести полный анализ производимых деталей, а так же их характеристик и объемов.

Недостатки литья под давления с подачей газа:

· лицензирование;

· дополнительные затраты на оборудование;

· затраты на газ.

Основные поставщики технологии требуют, чтобы для использования их запатентованных технологий была приобретена лицензия. Хотя условия лицензирования постоянно меняются, в настоящее время все равно требуют лицензии. Необходимо специальное оборудование - чтобы иметь возможность изготавливать детали. Другой источник дополнительных затрат-это газ необходимый для осуществления данного процесса. Основным газом является азот. Применяется из-за инертной природы и доступности.

Примеры практического применения.

Экономически целесообразно применять данный технологический процесс в крупносерийном, массовом и серийном производстве деталей с повышенными требованиями к качеству. Например: в автомобилестроении как мелких, так и крупногабаритных изделий, таких как бамперы и панели приборов автомобилей, дверные ручки, корпус бокового зеркала; в электронной промышленности: корпуса телевизоров, мониторов.

Материал поступил в редколлегию 05.05.17

 

УДК 544.722.3

О.Д. Филатенков

Научный руководитель: доцент кафедры «Машиностроение и материаловедение», к.т.н., И.А. Котлярова

filatenkov97@mail.ru