Проблемные аспекты совершенствования технологии получения отливок в формах из кварцевого песка. Сообщение 6
Выполнен сравнительный анализ основных преимуществ и недостатков современных технологий литья в песчаные формы с целью получения более мелкой структуры отливок.
Збережено в:
| Дата: | 2016 |
|---|---|
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України
2016
|
| Назва видання: | Металл и литье Украины |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/162957 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Проблемные аспекты совершенствования технологии получения отливок в формах из кварцевого песка. Сообщение 6 / В.А. Мамишев, О.И. Шинский, Л.А. Соколовская // Металл и литье Украины. — 2016. — № 5 (276). — С. 28-34. — Бібліогр.: 42 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-162957 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1629572025-02-23T19:21:28Z Проблемные аспекты совершенствования технологии получения отливок в формах из кварцевого песка. Сообщение 6 Проблемні аспекти вдосконалення технології одержання виливків в піщаних формах з кварцового піску. Повідомлення 6 The problem aspects of improving technology of making castings in the moulds from quartz sand Мамишев, В.А. Шинский, О.И. Соколовская, Л.А. Выполнен сравнительный анализ основных преимуществ и недостатков современных технологий литья в песчаные формы с целью получения более мелкой структуры отливок. Виконано порівняльний аналіз основних переваг та недоліків сучасних технологій лиття в піщані форми з метою отримання більш дрібної структури виливків. The comparative analyses of basic advantages and disadvantages of current technologies of casting into sand moulds for the purpose of obtaining fine structure of the castings is carried out. 2016 Article Проблемные аспекты совершенствования технологии получения отливок в формах из кварцевого песка. Сообщение 6 / В.А. Мамишев, О.И. Шинский, Л.А. Соколовская // Металл и литье Украины. — 2016. — № 5 (276). — С. 28-34. — Бібліогр.: 42 назв. — рос. 2077-1304 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/162957 621.746 ru Металл и литье Украины application/pdf Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| description |
Выполнен сравнительный анализ основных преимуществ и недостатков современных технологий литья в песчаные формы с целью получения более мелкой структуры отливок. |
| format |
Article |
| author |
Мамишев, В.А. Шинский, О.И. Соколовская, Л.А. |
| spellingShingle |
Мамишев, В.А. Шинский, О.И. Соколовская, Л.А. Проблемные аспекты совершенствования технологии получения отливок в формах из кварцевого песка. Сообщение 6 Металл и литье Украины |
| author_facet |
Мамишев, В.А. Шинский, О.И. Соколовская, Л.А. |
| author_sort |
Мамишев, В.А. |
| title |
Проблемные аспекты совершенствования технологии получения отливок в формах из кварцевого песка. Сообщение 6 |
| title_short |
Проблемные аспекты совершенствования технологии получения отливок в формах из кварцевого песка. Сообщение 6 |
| title_full |
Проблемные аспекты совершенствования технологии получения отливок в формах из кварцевого песка. Сообщение 6 |
| title_fullStr |
Проблемные аспекты совершенствования технологии получения отливок в формах из кварцевого песка. Сообщение 6 |
| title_full_unstemmed |
Проблемные аспекты совершенствования технологии получения отливок в формах из кварцевого песка. Сообщение 6 |
| title_sort |
проблемные аспекты совершенствования технологии получения отливок в формах из кварцевого песка. сообщение 6 |
| publisher |
Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України |
| publishDate |
2016 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/162957 |
| citation_txt |
Проблемные аспекты совершенствования технологии получения отливок в формах из кварцевого песка. Сообщение 6 / В.А. Мамишев, О.И. Шинский, Л.А. Соколовская // Металл и литье Украины. — 2016. — № 5 (276). — С. 28-34. — Бібліогр.: 42 назв. — рос. |
| series |
Металл и литье Украины |
| work_keys_str_mv |
AT mamiševva problemnyeaspektysoveršenstvovaniâtehnologiipolučeniâotlivokvformahizkvarcevogopeskasoobŝenie6 AT šinskijoi problemnyeaspektysoveršenstvovaniâtehnologiipolučeniâotlivokvformahizkvarcevogopeskasoobŝenie6 AT sokolovskaâla problemnyeaspektysoveršenstvovaniâtehnologiipolučeniâotlivokvformahizkvarcevogopeskasoobŝenie6 AT mamiševva problemníaspektivdoskonalennâtehnologííoderžannâvilivkívvpíŝanihformahzkvarcovogopískupovídomlennâ6 AT šinskijoi problemníaspektivdoskonalennâtehnologííoderžannâvilivkívvpíŝanihformahzkvarcovogopískupovídomlennâ6 AT sokolovskaâla problemníaspektivdoskonalennâtehnologííoderžannâvilivkívvpíŝanihformahzkvarcovogopískupovídomlennâ6 AT mamiševva theproblemaspectsofimprovingtechnologyofmakingcastingsinthemouldsfromquartzsand AT šinskijoi theproblemaspectsofimprovingtechnologyofmakingcastingsinthemouldsfromquartzsand AT sokolovskaâla theproblemaspectsofimprovingtechnologyofmakingcastingsinthemouldsfromquartzsand |
| first_indexed |
2025-11-24T15:51:35Z |
| last_indexed |
2025-11-24T15:51:35Z |
| _version_ |
1849687534490091520 |
| fulltext |
28 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЁ УКРАИНЫ № 5 (276) ’2016
небольшого количества связующих (глина и вода)
необходимо выполнить обобщённый комплексный
анализ (системный анализ) основных преимуществ и
недостатков традиционной технологии литья в пес-
чаные формы.
Чтобы облегчить поиск рациональных технологий
литья в одноразовые низкотеплопроводные песчаные
формы, целесообразно рассмотреть причины, которые
или способствуют или препятствуют получению фасон-
ных отливок высокого качества и достижению высо-
кой производительности процесса литья. В частности,
низкая теплопроводность песчаных форм способству-
ет хорошему заполнению расплавом узких полостей
в податливых и газопроницаемых формах на основе
кварцевого песка для получения тонкостенных отли-
вок без недоливов. Улучшается также тепловая работа
прибылей, питающих отливку жидким металлом. При
этом перегретый над температурой ликвидуса расплав
полностью или частично компенсирует [20] литейную
усадку затвердевающих толстостенных отливок, что
способствует повышению качества литых изделий.
Для получения отливок применяются [21,22] пес-
чаные формы с разной степенью уплотнения формо-
вочных и стержневых смесей. Податливость сырых
песчаных форм способствует получению фасонных
отливок без возникновения в них горячих трещин, а
газопроницаемость песчаных форм способствует от-
воду газов из кристаллизующегося ядра затвердеваю-
щей отливки через стенки формы во внешнюю среду.
Кроме того, регенерация (восстановление свойств)
отработанной формовочной смеси на основе квар-
цевого песка позволяет его повторно использовать
для получения форм и стержней, а недефицитность
огнеупорных дисперсных материалов (песок и глина)
делает технологию литья в песчано-глинистые формы
экономически выгодной.
Поэтому к главным преимуществам технологии
литья в наиболее распространённые в литейном
производстве песчаные формы относятся:
– хорошая заполняемость расплавом узких поло-
стей песчаных форм;
– эффективная тепловая работа литейных прибы-
лей для питания отливок;
– достаточная податливость песчаных форм при
затвердевании отливок;
В современных технологиях литья применяются
[1-15] многоразовые литейные формы (высоко-
прочные металлические формы и неметалличе-
ские формы повышенной прочности), которые
используются [1] в специальных способах литья. К
ним можно отнести постоянные формы, в том чис-
ле, металлические формы для кокильного литья
(КЛ), пресс-формы для литья под давлением (ЛПД),
а также изложницы (формы) для центробежного ли-
тья (ЦЛ) и кристаллизаторы для непрерывного ли-
тья (НЛ). Кроме того, применяются полупостоянные
многоразовые графитовые формы из прессованного
графита и одноразовые многослойные керамические
формы для литья по выплавляемым моделям (ЛВМ)
и оболочкового литья (ОЛ).
Чтобы удалить затвердевшие отливки из неразъ-
ёмных керамических форм их разрушают, тогда как
разъёмные металлические формы не разрушают.
Поэтому кокили, пресс-формы, изложницы и кри-
сталлизаторы применяются для получения крупных
партий отливок или слитков. Получать отливки в вы-
сокотеплопроводных металлических формах [4-8] и
низкотеплопроводных керамических формах [13-15]
более целесообразно при серийном и массовом
производстве литых заготовок небольшой массы и
габаритных размеров.
При замене наиболее распространённых эконо-
мичных, но малопрочных песчаных форм на проч-
ные, но неэкономичные металлические, графитовые
или керамические формы [3, 4,12-15] возникают тех-
нологические проблемы, связанные с резким сни-
жением податливости и газопроницаемости форм
с более высокой прочностью их стенок по сравнению
с песчаными формами.
С помощью системного анализа [16,17] техноло-
гических схем получения отливок разной массы, кон-
фигурации и толщин стенок в разовых песчаных фор-
мах выявлены [18,19] теплофизические и физико-хи-
мические особенности взаимосвязанных процессов
затвердевания литых заготовок разного назначения и
кристаллизации сплавов в температурном интервале
ликвидус-солидус.
Для оценки эффективности технологического
процесса литья металлов и сплавов в сырые и сухие
формы на основе кварцевого песка с добавлением
УДК 621.746
В. А. Мамишев, О. И. Шинский, Л. А. Соколовская
Физико-технологический институт металлов и сплавов НАН Украины, Киев
Проблемные аспекты совершенствования технологии
получения отливок в формах из кварцевого песка.
Сообщение 6
Выполнен сравнительный анализ основных преимуществ и недостатков современных технологий литья в
песчаные формы с целью получения более мелкой структуры отливок.
Ключевые слова: песчаная форма, металлический сплав, отливка, литая структура
29МЕТАЛЛ И ЛИТЬЁ УКРАИНЫ № 5 (276) ’2016
выбивке отливок из разрушаемых разовых форм
свидетельствует о низком уровне экологической
безопасности технологии литья в песчано-глини-
стые формы.
Следует ещё учесть недостаточное использование
средств автоматизации технологии литья в песчаные
формы [27] и необходимость в дополнительных энер-
гозатратах на смешивание дисперсных компонентов
формовочных и стержневых смесей, на уплотнение
песчаных форм и стержней вибрацией или прессова-
нием, а также на их нагрев при тепловой сушке для
получения отливок разной массы и конфигурации без
образования опасных дефектов литья.
Поэтому целесообразно перечислить основные
недостатки обычной технологии получения боль-
шинства отливок в низкотеплопроводных песчаных
формах. К наиболее существенным недостаткам
традиционной технологии литья в разовые формы на
основе кварцевого песка относятся:
– невысокая прочность сырых песчано-глинистых
форм и стержней;
– возможность появления песочных засоров в те-
ле фасонных отливок;
– низкая теплоаккумулирующая способность
обычных песчаных форм;
– невысокий уровень чистоты шероховатой по-
верхности отливок;
– невысокая размерная точность отливок при ли-
тье в песчаные формы;
– образование физической и химической неодно-
родности отливок;
– невысокий уровень физико-механических
свойств литого металла;
– разрушение песчаных форм при удалении из
них затвердевших отливок;
– ухудшение экологии среды из-за выделения пы-
ли при выбивке отливок;
– повышенный расход материалов на изготовле-
ние форм и стержней;
– дополнительные энергозатраты на уплотнение и
сушку песчаных форм;
– низкая производительность процесса литья в
песчано-глинистые формы.
Однако существенные преимущества получения
единичных и серийных отливок в песчаных формах
с податливыми песчаными стержнями позволяют
применять эту технологию при решении важных для
литейного производства задач, связанных с полу-
чением литых заготовок разной массы, в том числе
крупных стальных отливок. Но большое количество
недостатков технологии литья в разрушаемые разо-
вые песчаные формы указывает на необходимость
решать много сложных научно-технических задач оп-
тимизации традиционной технологии производства
отливок в малопрочных песчано-глинистых формах.
Для изготовления прочных форм и стержней на
основе кварцевого песка вместо песчано-глинистых
смесей применяются песчано-жидкостекольные
или песчано-смоляные смеси [28, 29]. Если формы
и стержни из песчано-глинистых смесей отвердева-
ют в условиях длительного нагрева при их тепло-
вой сушке, то песчаные формы и стержни на основе
– хорошая газопроницаемость стенок песчаных
форм для отвода газов;
– простота технологического процесса литья в
песчаные формы;
– доступность огнеупорных материалов для полу-
чения форм и стержней;
– технологичность схем регенерации отработан-
ного кварцевого песка;
– экономичность технологии литья в песчано-гли-
нистые формы.
Несмотря на широкое промышленное приме-
нение технологии литья сплавов чёрных и цветных
металлов в разовые песчано-глинистые формы, ко-
торая является относительно простой технологией
получения отливок разной массы и геометрических
размеров, конкурентоспособность и технологические
возможности традиционного способа формирования
отливок высокого качества в обычных песчаных фор-
мах значительно ограничены.
В частности, при низкой прочности сырых песча-
ных форм в местах слабого уплотнения песчано-гли-
нистой смеси возможны локальные обрушения мало-
прочных участков формы. По этой причине в металле
затвердевающих отливок могут появиться песочные
засоры, а отливки будут иметь невысокую чистоту
поверхности, особенно в случае возникновения при-
гара [21] в зоне теплового контакта затвердевающего
расплава со стенками песчаной формы. Кроме того,
при литье в сырые и сухие песчано-глинистые фор-
мы с горизонтальной или вертикальной плоскостью
разъёма полуформ [3] трудно получить высокую раз-
мерную точность фасонных отливок.
Из-за высокой температуры нагрева расплавом
поверхностных слоёв низкотеплопроводных песча-
ных форм с невысокой теплоаккумулирующей спо-
собностью теплоотвод от жидкого и кристаллизую-
щегося металла через стенки формы в окружающую
среду затормаживается [23, 24]. Толстостенные от-
ливки затвердевают в песчаных формах очень мед-
ленно. Поэтому образуется крупнокристаллическая
(дендритная или недендритная) структура литого
металла, значительно увеличиваются размеры не-
металлических включений, возникает физическая и
химическая неоднородность крупных отливок [25, 26]
с появлением усадочных и газовых раковин, микро- и
макроликвации примесей.
В итоге, при кристаллизации металлического
сплава в песчаных формах фасонные отливки имеют
низкий уровень физико-механических (прочностных
и пластических) свойств литого металла. Из-за мед-
ленного затвердевания и охлаждения отливок в пес-
чаных формах традиционная технология получения
литых заготовок в сухих и сырых формах на основе
кварцевого песка имеет чрезвычайно низкую произ-
водительность технологического процесса литья.
Необходимость разрушать песчаные формы для
извлечения из них затвердевших отливок приводит
[3, 22] к повышенному расходу дисперсных материа-
лов на изготовление новых форм и литейных стерж-
ней с целью получения других отливок. Кроме того,
интенсивное выделение в атмосферу цеха пылевид-
ных фракций отработанной формовочной смеси при
30 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЁ УКРАИНЫ № 5 (276) ’2016
жидкостекольных самотвердеющих смесей (ЖСС) по-
вышенной текучести отверждаются без нагрева при
их продувке углекислым газом (CO2-процесс). Ана-
логично песчаные формы и стержни с применением
холоднотвердеющих смесей (ХТС) отверждаются без
нагрева при химическом взаимодействии синтетиче-
ских смол с введенными в формовочную смесь ката-
лизаторами (ускорителями твердения смеси).
Однако технологии литья [28, 29] в прочные пес-
чано-жидкостекольные и песчано-смоляные формы
имеют ряд недостатков [30], которые резко снижают
эффективность их применения в литейном производ-
стве. К ним относятся:
– плохая выбиваемость отливок из прочных пес-
чаных форм на основе самотвердеющих смесей с
жидкостекольными связующими;
– плохая экологическая ситуация при затвердева-
нии отливок в прочных формах на основе холоднот-
вердеющих смесей со смоляными связующими.
В обоих случаях возникает общая технологиче-
ская проблема регенерации отработанных формо-
вочных и стержневых смесей (ЖСС и ХТС) с целью
их повторного использования при получении отливок
по этим технологиям литья.
Чтобы повысить качество отливок, физико-меха-
нические свойства литого металла и эксплуатацион-
ные свойства литых изделий, необходимо улучшить
технологический процесс литья в песчаные формы.
При эффективном решении проблемных вопросов
технологии литья в песчаные формы можно умень-
шить расход свежего песка на изготовление форм и
стержней и избежать появления в литом металле пе-
сочных засоров. Кроме того, можно повысить чистоту
поверхности отливок и их размерную точность, уве-
личить производительность технологии литья и улуч-
шить экологическую обстановку на участках заливки
жидкого металла и выбивки отливок из разрушаемых
песчаных форм.
К применяемым в литейном производстве совре-
менным технологиям литья в песчаные формы мож-
но отнести способ литья по газифицируемым моде-
лям (ЛГМ) [31], способ вакуум-плёночной формовки
(ВПФ) [32] и способ литья в замороженные формы
(ЛЗФ) [33]. Поэтому целесообразно рассмотреть ха-
рактерные особенности и проблемные вопросы этих
принципиально разных технологий литья в неметал-
лические формы на основе кварцевого песка.
В большинстве технологий литья жидкий металл
заливается в полость разъёмной формы после из-
влечения из неё деревянной, пластмассовой или
металлической многоразовой (постоянной) модели
будущей отливки или после расплавления и удале-
ния из полости неразъёмной формы восковой одно-
разовой модели [13]. Затвердевающий расплав кри-
сталлизуется в литейной форме, образуя отливку, ко-
торая обладает заданными физико-механическими
и эксплуатационными свойствами. Но при литье по
газифицируемым моделям (технология ЛГМ) модель
будущей отливки не удаляется из формы. Поэтому в
процессе заливки расплава в полости песчаной фор-
мы происходит термическая деструкция (разрушение
структуры) одноразовой пенополистироловой моде-
ли [31]. Это приводит к интенсивной газификации мо-
дели из пенополистирола при её замещении жидким
металлом в полости песчаной формы.
К преимуществам технологии ЛГМ (литьё по гази-
фицируемым моделям) по аналогии с технологией
ЛВМ (литьё по выплавляемым моделям) относится
отсутствие полуформ. Поэтому при ЛГМ песчаные
формы не имеют разъёма, что способствует повы-
шению размерной точности и чистоты поверхности
фасонных отливок. Но из-за интенсивного газовыде-
ления при взаимодействии жидкого металла с пено-
полистироловой моделью требуется удалять из поло-
сти формы большое количество образующихся газов.
Это необходимо для того, чтобы при затвердевании
отливок литой металл не насыщался углеродом, а в
теле отливки не возникала развитая газовая пори-
стость, которая приводит к снижению физико-меха-
нических свойств и герметичности литых деталей.
Достоинством технологии ВПФ (способ вакуум-
плёночной формовки) является получение прочной
песчаной формы под действием разности давления
на стенки неразъёмной формы с герметизирующей
синтетической плёнкой после подключения формы
к системе её вакуумирования [32]. По сравнению с
обычной технологией литья в песчаные формы ВПФ-
технология обеспечивает более высокую чистоту по-
верхности отливок и повышенную точность их раз-
меров, пониженный расход песка и более простой
процесс регенерации формовочной смеси. Но зна-
чительно ускорить процесс затвердевания отливок в
процессе литья в вакуумируемые песчаные формы
весьма проблематично.
Чтобы в значительной степени интенсифициро-
вать тепловые процессы затвердевания фасонных
отливок в низкотеплопроводных формах на основе
кварцевого песка, целесообразно применять [34]
прогрессивные технологии литья в низкотемператур-
ные песчаные формы. К ним относятся технологии
получения отливок в охлаждённых сухих песчаных
формах и в замороженных сырых формах из кварце-
вого песка.
Главным преимуществом экологически безопас-
ных низкотемпературных форм и стержней на осно-
ве кварцевого песка является их способность значи-
тельно ускорить теплофизический процесс затверде-
вания отливок разного назначения. Это достигается
за счёт повышения теплоаккумулирующей способ-
ности стенок низкотемпературных песчаных форм и
стержней, которые формируют наружные и внутрен-
ние поверхности затвердевающих отливок.
Недостатком технологии литья высокотемпера-
турных металлических сплавов в низкотемператур-
ные песчаные формы является потребность в до-
полнительных энергозатратах на охлаждение сухих
форм до отрицательных температур и на заморажи-
вание сырых форм. Чтобы уменьшить энергозатраты
на предварительное охлаждение или замораживание
низкотеплопроводных песчаных форм и стержней,
целесообразно охлаждать или замораживать толь-
ко их рабочие слои, которые интенсивно нагревают-
ся тепловым потоком от затвердевающей отливки к
стенкам низкотемпературной формы.
31МЕТАЛЛ И ЛИТЬЁ УКРАИНЫ № 5 (276) ’2016
1. Специальные способы литья: Справочник / Под. общ. ред. В. А. Ефимова. – М.: Машиностроение, 1991. – 736 с.
2. Сосненко М. Н. Современные литейные формы / М. Н. Сосненко. – 2-е изд. – М.: Машиностроение, 1967. – 267 с.
3. Емельянова А. П. Технология литейной формы / А. П. Емельянова. – М.: Машиностроение, 1968. – 247 с.
4. Вейник А. И. Кокиль / А. И. Вейник. – Минск: Наука и техника, 1972. – 352 с.
5. Бураков С. Л. Литьё в кокиль / С. Л. Бураков, А. И. Вейник, Н. П. Дубинин и др. – М.: Машиностроение, 1980. – 415 с.
6. Литьё под давлением / Под ред. А. К. Белопухова. – Изд. 2-е. – М.: Машиностроение, 1975. – 400 с.
7. Белопухов А. К. Технологические режимы литья под давлением / А. К. Белопухов. – М.: Машиностроение, 1985. – 271 с.
8. Юдин С. Б. Центробежное литьё / С. Б. Юдин, М. М. Левин, С. Е. Розенфельд. – Изд. 2-е. – М.: Машиностроение,
1972. – 280 с.
9. Шевченко А. И. Центробежное литьё под флюсом / А. И. Шевченко. – К.: Наукова думка, 1991. – 191 с.
10. Смирнов А. Н. Непрерывная разливка стали / А. Н. Смирнов, С. В. Куберский, Е. В. Штепан. – Донецк: ДонНТУ, 2011. –
482 с.
11. Баранов О. А. Непрерывное литьё чугуна / О. А. Баранов, Б. Г. Ветров, В. Б. Поль и др. – М.: Металлургия, 1968. – 335 с.
12. Сосненко М. Н. Графитовые литейные формы / М. Н. Сосненко. – М.: Машгиз, 1963. – 115 с.
13. Шкленник Я. И. Литьё по выплавляемым моделям / Я. И. Шкленник, А. В. Баранов, В. Н. Иванов и др. – М.: Машгиз,
1961. – 455 с.
14. Стрюченко А. А. Керамические формы в точном литье по постоянным моделям / А. А. Стрюченко, Э. В. Захарченко. –
М.: Машиностроение, 1988. – 128 с.
15. Коротков А. И. Литьё в оболочковые формы / А. И. Коротков, А. М. Полевая. – М.: Машгиз, 1963. – 297 с.
16. Мамишев В. А. Улучшение качества отливок и слитков с позиций системного анализа / В. А. Мамишев // Литейное про-
изводство в новом веке – как победить в конкуренции. – К.: ФТИМС НАН Украины, 2002. – С. 31-34.
17. Мамишев В. А. Системный анализ процесса затвердевания литых заготовок разной массы и назначения / В. А. Мами-
шев, О. И Шинский., Л. А.Соколовская // Процессы литья. – 2010. – № 1. – С. 20-24.
18. Мамишев В. А. Теплофизические аспекты интенсификации затвердевания отливок из стали и чугуна в форме из квар-
цевого песка / В. А. Мамишев, О. И. Шинский, Л. А. Соколовская // Металл и литьё Украины. –2015. – № 3. – С. 33-36.
19. Мамишев В. А. Физико-химические аспекты улучшения температурных условий кристаллизации Fe-C сплавов в по-
лости песчаных форм / В. А Мамишев., О. И. Шинский, Л. А. Соколовская // Металл и литьё Украины. – 2015. – № 11. –
С. 19-23.
20. Василевский П. Ф. Технология стального литья / П. Ф. Василевский. – М.: Машиностроение, 1974. – 408 с.
21. Дорошенко С. П. Получение отливок без пригара в песчаных формах / С. П Дорошенко., В. А. Дробязко, К. И Ващен-
ко. – М.: Машиностроение , 1978. – 208 с.
22. Гуляев Б. Б. Литейные процессы / Б. Б. Гуляев. – М. – Л.: Машгиз, 1960. – 416 с.
23. Мамишев В. А. Физико-технологические аспекты затвердевания фасонных отливок в песчаной форме / В. А. Мами-
шев, О. И. Шинский, Л. А. Соколовская // Металл и литьё Украины. – 2014. – № 9. – С. 28-30.
24. Мамишев В. А. Прикладные аспекты повышения качества отливок при их затвердевании в песчаных формах / В. А. Ма-
мишев, О. И. Шинский, Л. А. Соколовская // Металл и литьё Украины. – 2015. – № 6. – С.18-21.
25. Гуляев Б. Б. Затвердевание и неоднородность стали / Б. Б. Гуляев. – Л. – М.: Металлургиздат, 1950. – 227 с.
26. Хворинов Н. Кристаллизация и неоднородность стали / Н. Хворинов. – М.: Машгиз, 1958. – 392 с.
27. Озеров В. А. Автоматизация производства отливок в песчаных формах / В. А. Озеров. – М.: Высшая школа, 1988. – 80 с.
28. Лясс А. М. Быстротвердеющие формовочные смеси / А. М Лясс. – М.: Машиностроение, 1965. – 332 с.
29. Жуковский С. С. Формы и стержни из холоднотвердеющих смесей / С. С. Жуковский, А. М. Лясс. – М.: Машинострое-
ние, 1978. – 223 с.
30. Буданов Е. Н. Семь основных мифов и заблуждений относительно литейного производства / Е. Н. Буданов // Литейное
производство. – 2009. – № 8. – С. 2-8 и № 9. – С. 2-10.
ЛИТЕРАТУРА
В рабочих слоях замороженной формы происхо-
дит плавление прослоек льда между песчинками и
испарение возникающих плёнок воды с поглощением
скрытой теплоты фазовых переходов. Поэтому во вре-
мя затвердевания отливок теплоаккумулирующая спо-
собность замороженных песчаных форм возрастает.
Это интенсифицирует внешний теплоотвод от поверх-
ности отливки к стенкам низкотемпературной формы,
что ускоряет [34] процесс затвердевания отливки.
Например, при совмещении процессов внутрен-
него теплоотвода от жидкого металла к введенным в
него частицам-микрохолодильникам [35] и внешнего
теплоотвода от затвердевающей отливки к стенкам
вакуумируемой замороженной формы, можно соз-
дать температурные условия для получения мето-
дом суспензионного литья [36,37] массивных отливок
с более мелкой кристаллической структурой литого
металла и более высокими механическими и служеб-
ными свойствами литых изделий разного назначения.
С целью научно обоснованного поиска опти-
мальных тепловых режимов формирования отливок
разной массы и геометрии в экологически чистых,
газопроницаемых, податливых, но достаточно проч-
ных низкотемпературных песчаных формах с повы-
шенной теплоаккумулирующей способностью стенок
целесообразно, опираясь на немногочисленные дан-
ные экспериментальных исследований, проводить
математическое моделирование температурных по-
лей в системе затвердевающая отливка – форма –
окружающая среда [38-42].
32 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЁ УКРАИНЫ № 5 (276) ’2016
ЛИТЕРАТУРА
31. Озеров В. А. Литьё по моделям из пенополистирола / В. А. Озеров, В. С Шуляк., Г. А. Плотников. – М.: Машинострое-
ние, 1970. – 183 с.
32. Минаев А. А. Вакуумная формовка / А. А. Минаев, Е. Б Ноткин., В. А Сазонов. – М.: Машиностроение, 1988. – 261 с.
33. Грузман В. М. О судьбе и перспективах применения замороженных форм / В. М. Грузман // Литейное производство. –
2009. – № 7. – С. 14-17.
34. Мамишев В. А. О повышении эффективности теплообмена в системе литая заготовка- форма-окружающая среда /
В. А. Мамишев // Металл и литьё Украины. – 2012. – № 11. – С. 31-35.
35. Соколовская Л. А. О возникновении дополнительных центров кристаллизации при введении дроби в расплав / Л. А. Со-
коловская, В. А.Мамишев // Металл и литьё Украины. – 2014. – № 7. – С. 35–38.
36. Затуловский С. С. Суспензионная разливка / С. С. Затуловский. – К.: Наукова думка, 1981. – 259 с.
37. Кириевский Б. А. Особенности суспензионного литья / Б. А. Кириевский, В. Л. Черкасский // Литейное производство,
1978. – № 8. – С. 25 – 27.
38. Мамишев В. А. Физико-математические аспекты затвердевания отливок разной геометрии в песчаной форме /
В. А. Мамишев, О. И. Шинский., Л. А. Соколовская // Металл и литьё Украины. – 2014. – № 11. – С. 21-24.
39. Соколовская Л. А. О математическом моделировании задач с фазовыми переходами в металлургии и литейном про-
изводстве / Л. А Соколовская., В. А Мамишев. // Процессы литья. 2009. – № 2. – С. 24-29.
40. Соколовская Л. А. Учёт теплового сопротивления неметаллических прослоек в контактной зоне теплообмена / Литей-
ное производство: технология, материалы, оборудование, экономика и экология. Матер. международ.научно-практ.
конф. – Киев: ФТИМС НАНУ, 2011. – С. 256-258.
41. Соколовская Л. А., Мамишев В. А. Теплофизическое обоснование программ расчёета температурных полей при за-
твердевании слитков и крупных отливок с вводом в расплав литой дроби / Л. А Соколовская., В. А Мамишев // Про-
цессы литья,. – 2015. – № 5. – С. 61-69.
42. Мамишев В. А. Системное исследование реотермических процессов течения и теплообмена при кристаллизации
сплавов / В. А. Мамишев // Процессы литья. – 2015. – № 1. – С. 39-46.
1. Efimov V. A. (Eds.) (1991). Special'nye sposoby lit'ja [ Special casting methods] . Moscow: Mashinostroenie [in Russian].
2. Sosnenko M. N. (1967). Sovremennye litejnye formy [ Actual casting molds] (2nd ed.). Moscow: Mashinostroenie [in Russian].
3. Emel'janova A. P. (1968). Tehnologija litejnoj formy [ Casting molds technology]. Moscow: Mashinostroenie [in Russian].
4. Vejnik A. I. (1972). Kokil' [Iron mold]. Minsk: Nauka i tehnika [in Russian].
5. Burakov S. L., Vejnik A. I., Dubinin N. P. et al.( 1980) Lit'jo v kokil' [Chill casting]. Moscow: Mashinostroenie [in Russian].
6. Belopuhov A. K. (Eds.) (1975). Lit'jo pod davleniem [Die casting]. (2nd ed.). Moscow: Mashinostroenie [in Russian].
7. Belopuhov A. K. (1985). Tehnologicheskie rezhimy lit'ja pod davleniem [ Technical regimes for die casting ]. Moscow:
Mashinostroenie [in Russian].
8. Judin S. B., Levin M. M., Rozenfel'd S. E. (1972). Centrobezhnoe lit'jo [Centrifugal casting]. (2nd ed.). Moscow: Mashinostroenie
[in Russian].
9. Shevchenko A. I. (1991). Centrobezhnoe lit'jo pod fljusom [ Submerged centrifugal casting]. Kiev: Naukova dumka [in Russian].
10. 10. Smirnov A. N., Kuberskij S. V., Shtepan E. V. (2011). Nepreryvnaja razlivka stali [ Continuous steel casting]. – Doneck:
DonNTU [in Russian].
11. Baranov O. A., Vetrov B. G., Pol' V. B. et al. (1968). Nepreryvnoe lit'jo chuguna [Continuous iron casting]. Moscow: Metallurgija
[in Russian].
12. Sosnenko M. N. (1963). Grafitovye litejnye formy [ Graphite molds]. Moscow: Mashgiz [in Russian].
13. Shklennik Ja. I., Baranov A. V., Ivanov V. N. et al. (1961). Lit'jo po vyplavljaemym modeljam [Lost-wax casting]. Moscow:
Mashgiz [in Russian].
14. Strjuchenko A. A., Zaharchenko Je. V( 1988). Keramicheskie formy v tochnom lit'e po postojannym modeljam. [Ceramic molds
for precise casting into permanent molds].). Moscow: Mashinostroenie [in Russian].
15. Korotkov A. I., Polevaja A. M. (1963). Lit'jo v obolochkovye formy [Shell casing]. Moscow: Mashgiz [in Russian].
16. Mamishev V. A. (2002). Uluchshenie kachestva otlivok i slitkov s pozicij sistemnogo analiza [Castngs and ingots enhancement
from a systems analyses perspective]. Proceedings from Conference Foundry in the new century: How to win the competition:
Litejnoe proizvodstvo v novom veke – kak pobedit' v konkurencii. Kiev: PTIMA of NAS of Ukraine, (pp.31-34) [in Russian].
17. Mamishev V. A., Shinskij O. I., Sokolovskaja L. A. (2010). Sistemnyj analiz processa zatverdevanija lityh zagotovok raznoj
massy i naznachenija [Systems analyses for solidification of cast sections with different weight and destination]. Processy
lit'ja. – Casting processes, 1, 20-24 [in Russian].
18. Mamishev V. A., Shinskij O. I., Sokolovskaja L. A. (2015). Teplofizicheskie aspekty intensifikacii zatverdevanija otlivok iz stali
i chuguna v forme iz kvarcevogo peska [Thermophysical aspects of intensification for steel and iron castings solidification in
siliceous sand mold]. Metall i lit'jo Ukrainy. – Metal and casting in Ukraine, 3, 33-36 [in Russian].
19. Mamishev V. A., Shinskij O. I., Sokolovskaja L. A. (2015). Fiziko-himicheskie aspekty uluchshenija temperaturnyh uslovij
kristallizacii Fe-C splavov v polosti peschanyh forme [Physical and chemical aspects of temperature conditions enhancement
for Fe-C alloys in sand mold cavity]. Metall i lit'jo Ukrainy. – Metal and casting in Ukraine, 11, 19-23 [in Russian].
20. Vasilevskij P. F. (1974). Tehnologija stal'nogo lit'ja {Steel casting technology]. Moscow: Mashinostroenie [in Russian].
21. Doroshenko S. P., Drobjazko V. A.,Vashhenko K. I. (1978). Poluchenie otlivok bez prigara v peschanyh formah [Getting
castiongs without burning-on in sand molds] Moscow: Mashinostroenie [in Russian].
22. Guljaev B. B. (1960). Litejnye processy {Casting processes]. Moscow – Leningrad: Mashgiz [in Russian].
33МЕТАЛЛ И ЛИТЬЁ УКРАИНЫ № 5 (276) ’2016
23. Mamishev V. A., Shinskij O. I., Sokolovskaja L. A. (2014). Fiziko-tehnologicheskie aspekty zatverdevanija fasonnyh otlivok v
peschanoj forme [Physical and technological aspects of shape castings solidification in sand mold]. Metall i lit'jo Ukrainy. –
Metal and casting in Ukraine, 9, 28-30 [in Russian].
24. Mamishev V. A., Shinskij O. I., Sokolovskaja L. A. (2015). Prikladnye aspekty povyshenija kachestva otlivok pri ih zatverdevanii
v peschanyh formah [Applicable aspects of castings quality improvement during their solidification in sand molds]. Metall i lit'jo
Ukrainy. – Metal and casting in Ukraine, 6, 18-21 [in Russian].
25. Guljaev B. B. (1950). Zatverdevanie i neodnorodnost' stali [Solidification and heterogeneity of steel]. Leningrad – Moscow:
Metallurgizdat [in Russian].
26. Hvorinov N. (1958). Kristallizacija i neodnorodnost' stali [Crystallization and heterogeneity of steel]. Moscow: Mashgiz.
[in Russian].
27. Ozerov V. A. (1988). Avtomatizacija proizvodstva otlivok v peschanyh formah [Production automation for sand castings].
Moscow: Vysshaja shkola[in Russian].
28. Ljass A. M. (1965). Bystrotverdejushhie formovochnye smesi [quick-hardening investments]. Moscow: Mashinostroenie.
[in Russian].
29. Zhukovskij S. S., Ljass A. M. (1978). Formy i sterzhni iz holodnotverdejushhih smesej [Molds and cores from cold-hardening
investments]. Moscow: Mashinostroenie [in Russian].
30. Budanov E. N. (2009). Sem' osnovnyh mifov i zabluzhdenij otnositel'no litejnogo proizvodstva [Seven main legends and
illusions about foundry]. Litejnoe proizvodstvo – Foundry, 8, 2-8 and 9, 2-10. [in Russian].
31. Ozerov V. A., Shuljak V. S., Plotnikov G. A. (1970). Lit'jo po modeljam iz penopolistirola [ Polystyrene pattern casting]. Moscow:
Mashinostroenie [in Russian].
32. Minaev A. A., Notkin E. B., Sazonov V. A. (1988). Vakuumnaja formovka {Vacuum forming]. Moscow: Mashinostroenie.
[in Russian].
33. Gruzman V. M. (2009). O sud'be i perspektivah primenenija zamorozhennyh form [About destiny and chances of frozem
molds usage]. Litejnoe proizvodstvo – Foundry, 7, 14-17. [in Russian].
34. Mamishev V. A. (2012). O povyshenii jeffektivnosti teploobmena v sisteme litaja zagotovka-forma-okruzhajushhaja sreda
[About enhancement of heat transfer efficiency in ingot-mold-environment system]. Metall i lit'jo Ukrainy. – Metal and casting
in Ukraine, 11, 31-35 [in Russian].
35. Sokolovskaja L. A., V. A.Mamishev (2014). O vozniknovenii dopolnitel'nyh centrov kristallizacii pri vvedenii drobi v rasplav
[About rise of additional crystallization centers under shots adding into melt]. Metall i lit'jo Ukrainy. – Metal and casting in
Ukraine, 7, 35-38 [in Russian].
36. Zatulovskij S. S (1981). Suspenzionnaja razlivka [Suspension pouring].Kiev: Naukova dumka [in Russian].
37. Kirievskij B. A., Cherkasskij V. L. (1978). Osobennosti suspenzionnogo lit'ja [Suspension casting peculiarities]. Litejnoe
proizvodstvo – Foundry, 8, 25-27. [in Russian].
38. Mamishev V. A., Shinskij O. I., Sokolovskaja L. A. (2014). Fiziko-matematicheskie aspekty zatverdevanija otlivok raznoj
geometrii v peschanoj forme [ Physical and mathematical aspects of castings solidification in sand molds]. Metall i lit'jo
Ukrainy. – Metal and casting in Ukraine, 11, 21-24 [in Russian].
39. Sokolovskaja L. A., Mamishev V. A. (2009). O matematicheskom modelirovanii zadach s fazovymi perehodami v metallurgii
i litejnom proizvodstve [About simulation of phase-change problems in metallurgy and foundry]. ]. Processy lit'ja. – Casting
processes, 2, 24-29 [in Russian].
40. Sokolovskaja L. A. (2011). Uchjot teplovogo soprotivlenija nemetallicheskih prosloek v kontaktnoj zone teploobmena [Account
of heat resistance of non-metal interlayers in heat transfer contact zone]. Proceedings from Foundry: technology, materials,
equipment, economy, and ecology. International Scientisic and Practical Conference – Litejnoe proizvodstvo: tehnologija,
materialy, oborudovanie, jekonomika i jekologija. Mater. mezhdunarod.nauchno-prakt. konf. Kiev: PTIMA NASU, pp.265-258
[in Russian].
41. Sokolovskaja L. A., Mamishev V. A. (2015). Teplofizicheskoe obosnovanie programm rascheta temperaturnyh polej pri
zatverdevanii slitkov i krupnyh otlivok s vvodom v rasplav litoj drobi [Thermophysical ground for temperature fields calculation
programs during solidification of ingots and large castings under cast shots adding into melt]. Processy lit'ja. – Casting
processes, 5, 61-69 [in Russian].
42. Mamishev V. A. (2015). Sistemnoe issledovanie reotermicheskih processov techenija i teplo-obmena pri kristallizacii splavov
[System study of reo-thermal processes of flow and heat transfer during alloys crystallization]. Processy lit'ja. – Casting
processes, 1, 39-46 [in Russian].
Виконано порівняльний аналіз основних переваг та недоліків сучасних технологій лиття в піщані форми з метою
отримання більш дрібної структури виливків.
Мамішев В. А., Шинський О. Й., Соколовська Л. А.
Проблемні аспекти вдосконалення технології одержання виливків в
формах з кварцового піску. Повідомлення 6
Анотація
Ключові слова
піщана форма, металевий сплав, виливок, лита структура
34 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЁ УКРАИНЫ № 5 (276) ’2016
Mamishev V., Shinskij O., Sokolovska L.
The problem aspects of improving technology of making castings in the
moulds from quartz sand. Report 6
Summary
The comparative analyses of basic advantages and disadvantages of current technologies of casting into sand moulds for the
purpose of obtaining fine structure of the castings is carried out.
casting, sand mould, steel, pig iron, crystallization processKeywords
Поступила 27.04.2016
ВНИМАНИЮ АВТОРОВ И ПОДПИСЧИКОВ!
Порядок приёма статей в редакцию журнала
«Металл и литьё Украины»
В журнале «Металл и литьё Украины» публикуются результаты
исследований, которые ранее не издавались и законченные
экспериментальные работы, оформленные в виде статей.
Статьи публикуются на русском языке.
Комплект документов, необходимых для регистрации статьи:
• один экземпляр рукописи, пронумерованной с первой до последней
страницы и подписанной на последней странице текста всеми авторами,
а также электронный вариант статьи;
• соглашение о передаче авторских прав,
подписанное всеми авторами и рецензия на статью
• сведения об авторах (ФИО – полностью)
В электронном виде по е-mail: mlu@ptima.kiev.ua предоставляются:
• рукопись, идентичная бумажной версии (просьба называть файл по
фамилии первого автора статьи, например, sidorov.doc или Сидоров. doc );
• все иллюстрации в чёрно-белом варианте в одном из стандартных
графических форматов «tif» или «jpeg»;
• информация об авторах: фамилии, имена и отчества всех авторов,
выделив одного из них, с кем следует вести переписку, факс и номер
телефона (с кодом), а также названия учреждений,
в которых выполнена работа.
|