Аннотация
Изучены возможности повышения качества соляного стержня на основе карбамида за счет введения в его состав скрытокристаллического графита Курейского месторождения. Показано, что введение графита, активированного в планетарной мельнице RETSCH РМ 400 МА, в количестве 5–15% изменяет характер кристаллизации стержня и приводит к перераспределению раковины в мелкую, равномерно распределенную по его сечению газовую пористость за счет появления центров кристаллизации – активных частиц графита, сорбирующих на себе газы, выходящие из соляной смеси в процессе ее приготовления. Размеры пор и долю поверхности стержней, покрытой порами, оценивали по фотографиям, полученным в программе Siams Photolab на микроскопе OBSERVER.D1m фирмы Zeiss, которые затем обрабатывали при помощи программы «Расчет пористости поверхности изделий». Было показано, что при введении графита до 10 мас. % размеры пор уменьшаются с 0,19 до 0,14 мм (на поверхности стержня) и с 1,54 до 0,85 мм (внутри стержня); доля поверхности, занятая порами, при этом уменьшается с 1,27 до 0,03%. При дальнейшем увеличении содержания графита (до 15 мас. % и более) поры на поверхности и внутри стержня отсутствуют. Высокие характеристики поверхности соляного стержня обеспеспечиваются за счет плавной (равновесной) кристаллизации соляного расплава, что подтверждается результатами дифференциально-термического анализа. Введение графита существенно не меняет параметры кристаллизации. Результаты исследований влияния содержания графита на шероховатость соляных стержней, оцененных на профилометре TR200, показали, что наиболее оптимальным количеством графита, вводимым в состав соляного стержня, является 5% (Ra уменьшалось с 0,538 до 0,08), что ведет к снижению шероховатости отливки.
Ключевые слова
Графит, соляной стержень, шероховатость, поры, кристаллизация.
1. Чернышев П.А., Халикова К.К. Расчет динамики формирования размера при литье по выплавляемым моделям отливки типа волновод // Машиностроительные технологии: материалы студ. науч. конф. 2010. С. 1–6.
2. Water-soluble cores – verifying development trends / Eliška Adámková, Petr Jelínek, Jaroslav Beňo, František Mikšovský // Materiali in tehnologije. 2015. 249. 1. Р. 61–67.
3. Advances in Technology of Soluble Cores for Die Castings / P. Jelínek, E. Adámková, F. Mikšovský, J. Beňo // Archives of foundry engineering. 2015. Vol. 15, iss. 2. Р. 29–34.
4. Материал стержней [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://hydromech.kiev.ua/2014/10/material-sterzhnej
5. Ruddl, R.W. The solidification of castings / R.W. Ruddl. London, 1957. 162 р.
6. Охлаждаемые металлические стержни с теплозащитным покрытием / А.А. Бондарь, Ю.М. Дудзинский, К.В. Колесник, О.И. Воронова // Technology audit and production reserves. 2013. № 3/2(11). С. 9–11.
7. Свойства модельных составов [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.juwelir.info/index.php/shtampovka/ litepovyplavlyaemymmodelyam/464-svojstva_model_nyh_sostavov.
8. А. с. 1031631 СССР, МПК В 22 С 1/02. Смесь для изготовления водорастворимых литейных стержней / Б.А. Краев, М.Н. Чурик, В.П. Шибанов; заявитель и патентообладатель НИИЛИТавтопром. № 3407222/22-02; заявл. 17.03.82; опубл. 30.07.83, Бюл. № 28.
9. Заявка на пат. 2011105861 DE, МПК B 22 C 9/10. Стержни на солевой основе и способ их изготовления / Тиманн Дирк, Шиллер Гудрун, Кэфер Дитер [и др.] ; заявитель и патентообладатель КЕРАМТЕК ГМБХ (DE). № 2011105861/02; заявл. 20.07.09; опубл. 27.08.12, Бюл. № 24.
10. Method of manufacturing expendable salt core for casting and expendable salt core for casting [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.faqs.org/patents/app/20090205801#ixzz3oUsswPra.
11. Изготовление соляных стержней для получения прецизионных отливок / Т.Р. Гильманшина, И.В. Усков, С.В. Беляев [и др.] // Литейное производство. 2014. № 8. С. 17–20.
12. Наноструктурированные графитсодержащие изделия / Л.И. Мамина, С.В. Беляев, Т.Р. Гильманшина [и др.]. Красноярск: Сиб. фед. ун-т, 2013. 268 с.
13. Гильманшина Т.Р. Разработка способов повышения качества литейного графита отдельными и комплексными методами активации: автореф. дис. … канд. техн. наук. Челябинск: Юж.-Урал. гос. ун-т, 2004. 16 с.
14. Исследование зависимости качества природного скрытокристаллического графита от режимов подготовки / Баранов В.Н., Довженко Н.Н., Гильманшина Т.Р. [и др.] // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2015. № 2(50). С. 54–59.