Методи виробництва виливків для грунтообробної техніки, різальних та ударних інструментів, що самозаточуються
Physico-Techological institure of Metals and Alloys of NAS of Ukraine (Kyiv, Ukraine) УДК 669.13: 621.74.045 The development of methods for controlling the structure of cast materials and the creation of adjustable-differentiated mechanical properties of iron-carbon alloys for tillage tools and cutt...
Збережено в:
| Дата: | 2023 |
|---|---|
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
National Academy of Sciences of Ukraine, Physical-Technological Institute of Metals and Alloys of NAS of Ukraine
2023
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://plit-periodical.org.ua/index.php/plit/article/view/methods-manufacture-castings-soil-treatment-equipment-cutting-an |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Casting Processes |
Репозитарії
Casting Processes| id |
oai:ojs2.localhost:article-28 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Casting Processes |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2023-05-31T05:03:54Z |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| topic |
лиття металу залізовуглецеві сплави термічна обробка високоміцний ізотермічно загартований чавун властивості ізотермічна витримка загартування лиття за газифікованими моделями |
| spellingShingle |
лиття металу залізовуглецеві сплави термічна обробка високоміцний ізотермічно загартований чавун властивості ізотермічна витримка загартування лиття за газифікованими моделями Калюжний, П. Б. Дорошенко, В. C. Шалевська, І. А. Методи виробництва виливків для грунтообробної техніки, різальних та ударних інструментів, що самозаточуються |
| topic_facet |
лиття металу залізовуглецеві сплави термічна обробка високоміцний ізотермічно загартований чавун властивості ізотермічна витримка загартування лиття за газифікованими моделями |
| format |
Article |
| author |
Калюжний, П. Б. Дорошенко, В. C. Шалевська, І. А. |
| author_facet |
Калюжний, П. Б. Дорошенко, В. C. Шалевська, І. А. |
| author_sort |
Калюжний, П. Б. |
| title |
Методи виробництва виливків для грунтообробної техніки, різальних та ударних інструментів, що самозаточуються |
| title_short |
Методи виробництва виливків для грунтообробної техніки, різальних та ударних інструментів, що самозаточуються |
| title_full |
Методи виробництва виливків для грунтообробної техніки, різальних та ударних інструментів, що самозаточуються |
| title_fullStr |
Методи виробництва виливків для грунтообробної техніки, різальних та ударних інструментів, що самозаточуються |
| title_full_unstemmed |
Методи виробництва виливків для грунтообробної техніки, різальних та ударних інструментів, що самозаточуються |
| title_sort |
методи виробництва виливків для грунтообробної техніки, різальних та ударних інструментів, що самозаточуються |
| title_alt |
Methods of manufacture of castings for soil treatment equipment, cutting and impacting tools, self-sharpening |
| description |
Physico-Techological institure of Metals and Alloys of NAS of Ukraine (Kyiv, Ukraine)
УДК 669.13: 621.74.045
The development of methods for controlling the structure of cast materials and the creation of adjustable-differentiated mechanical properties of iron-carbon alloys for tillage tools and cutting tools reveals both the resource-efficient potential of these alloys and allows you to create efficient production methods. This applies to the possibility of mutual complementarity between the processes of metal casting and heat treatment (НТ) of the hardened casting from its hot cast state, which significantly reduces the production process of the heat-treated casting. In this development, the Lost Foam Casting Process was used. Following the example of bionics about the properties of the teeth of rodents (beavers, rats), as the different hardness of the tooth surface, which determines its self-sharpening, created conditions for self-sharpening of metal products. These products operate in extreme conditions and their production methods have been tested on the example of high-strength cast iron (ductile iron, DI). As a result of our work we have developed a method of manufacturing castings from DI with the creation of differentiated hardness values on different surfaces of the casting, which allows self-sharpening of the tooth, ploughshare, cutter or bit as it wears. This will increase the productivity of such products that operate in extreme conditions, save resources that lead to the movement of these products, and the cost of sharpening or replacing them. For these methods, in addition to aqueous quenching medium, a resource-efficient method of quenching the casting by blowing container form and fluidizing the molding sand without the use of alkaline, liquid metal, acidic or synthetic quenching liquids with negative impact on the environmentand difficult environmental costs cleaning, circulation and disposal of waste. Acquisition of such a characteristic as self-sharpening under the influence of external factors brings the described materials closer to smart materials.
References
1. John R. Keough, PE. Tim Dorn, Kathy L. Hayrynen et al. Agricultural Applications of Austempered Iron Components. URL: https://www.researchgate.net/publication/2423593292. International application WO2008076497A1. IPC: C22C 37/10, C21C 1/10. As-cast carbidic ductile iron / J. P. Lemke, R. E. Eppich. Publication 26.06.2008.3. Saghafian L. H. et al. Comparison of Wear Behavior of a Ductile Iron in Austempered and Quenched-Tempered Conditions. URL: https://www.researchgate.net/publication/3561478324. Patent of Ukraine no. 19545 А. IPC: C21D 1/18, C21D 5/00. Method of isothermal hardening of parts made of ferrocarbon alloys / I. G. Neyizhko, publ. 25.12.1997, Bull. No. № 6 [in Ukrainian].5. Makarenko K. V. (2014). Rational structuring of graphitized cast iron / Trudy NGTU im. R.E. Alekseeva. No. 2. pp. 196–205 [in Russian].6. Najdek V. L., Gavrilyuk V. P., Neizhko I. G. (2008). Bainite high-strength cast iron. Kiev: FTIMS NAN of Ukraine. 139 p. [in Russian].7. Nahtigal V. (2007). Bionics. M.: Mir knigi. 128 p. [in Russian].8. Patent of Ukraine no. 106005. IPC: В22D 27/04. Method of cooling castings in foundry form or container with bulk filler / V. S. Doroshenko, P. B. Kalyuzhnij, publ. 11.04.2016, Bull. No. № 7 [in Ukrainian].9. Kaliuzhnyi P. (2020). Influence of Sand Fluidization on Structure and Properties of Aluminum Lost Foam Casting. Archives of Foundry Engineering. Vol. 20. No. 1. P. 122–126.10. Patent of Ukraine no. 123731. IPC: B22 D7/00, B22 D23/00, С21D5/02, С21D1/20, B22 D27/04. A method of manufacturing castings from bainite or ausferite cast iron with spherical graphite / V. S. Doroshenko, V. O. Shinskij, publ. 12.03.2018, Bull. No. 5 [in Ukrainian]. |
| publisher |
National Academy of Sciences of Ukraine, Physical-Technological Institute of Metals and Alloys of NAS of Ukraine |
| publishDate |
2023 |
| url |
https://plit-periodical.org.ua/index.php/plit/article/view/methods-manufacture-castings-soil-treatment-equipment-cutting-an |
| work_keys_str_mv |
AT kalûžnijpb methodsofmanufactureofcastingsforsoiltreatmentequipmentcuttingandimpactingtoolsselfsharpening AT dorošenkovc methodsofmanufactureofcastingsforsoiltreatmentequipmentcuttingandimpactingtoolsselfsharpening AT šalevsʹkaía methodsofmanufactureofcastingsforsoiltreatmentequipmentcuttingandimpactingtoolsselfsharpening AT kalûžnijpb metodivirobnictvavilivkívdlâgruntoobrobnoítehníkirízalʹnihtaudarnihínstrumentívŝosamozatočuûtʹsâ AT dorošenkovc metodivirobnictvavilivkívdlâgruntoobrobnoítehníkirízalʹnihtaudarnihínstrumentívŝosamozatočuûtʹsâ AT šalevsʹkaía metodivirobnictvavilivkívdlâgruntoobrobnoítehníkirízalʹnihtaudarnihínstrumentívŝosamozatočuûtʹsâ |
| first_indexed |
2025-09-24T17:42:36Z |
| last_indexed |
2025-09-24T17:42:36Z |
| _version_ |
1850424279374495744 |
| spelling |
oai:ojs2.localhost:article-282023-05-31T05:03:54Z Methods of manufacture of castings for soil treatment equipment, cutting and impacting tools, self-sharpening Методи виробництва виливків для грунтообробної техніки, різальних та ударних інструментів, що самозаточуються Калюжний, П. Б. Дорошенко, В. C. Шалевська, І. А. лиття металу залізовуглецеві сплави термічна обробка високоміцний ізотермічно загартований чавун властивості ізотермічна витримка загартування лиття за газифікованими моделями Physico-Techological institure of Metals and Alloys of NAS of Ukraine (Kyiv, Ukraine) УДК 669.13: 621.74.045 The development of methods for controlling the structure of cast materials and the creation of adjustable-differentiated mechanical properties of iron-carbon alloys for tillage tools and cutting tools reveals both the resource-efficient potential of these alloys and allows you to create efficient production methods. This applies to the possibility of mutual complementarity between the processes of metal casting and heat treatment (НТ) of the hardened casting from its hot cast state, which significantly reduces the production process of the heat-treated casting. In this development, the Lost Foam Casting Process was used. Following the example of bionics about the properties of the teeth of rodents (beavers, rats), as the different hardness of the tooth surface, which determines its self-sharpening, created conditions for self-sharpening of metal products. These products operate in extreme conditions and their production methods have been tested on the example of high-strength cast iron (ductile iron, DI). As a result of our work we have developed a method of manufacturing castings from DI with the creation of differentiated hardness values on different surfaces of the casting, which allows self-sharpening of the tooth, ploughshare, cutter or bit as it wears. This will increase the productivity of such products that operate in extreme conditions, save resources that lead to the movement of these products, and the cost of sharpening or replacing them. For these methods, in addition to aqueous quenching medium, a resource-efficient method of quenching the casting by blowing container form and fluidizing the molding sand without the use of alkaline, liquid metal, acidic or synthetic quenching liquids with negative impact on the environmentand difficult environmental costs cleaning, circulation and disposal of waste. Acquisition of such a characteristic as self-sharpening under the influence of external factors brings the described materials closer to smart materials. References 1. John R. Keough, PE. Tim Dorn, Kathy L. Hayrynen et al. Agricultural Applications of Austempered Iron Components. URL: https://www.researchgate.net/publication/2423593292. International application WO2008076497A1. IPC: C22C 37/10, C21C 1/10. As-cast carbidic ductile iron / J. P. Lemke, R. E. Eppich. Publication 26.06.2008.3. Saghafian L. H. et al. Comparison of Wear Behavior of a Ductile Iron in Austempered and Quenched-Tempered Conditions. URL: https://www.researchgate.net/publication/3561478324. Patent of Ukraine no. 19545 А. IPC: C21D 1/18, C21D 5/00. Method of isothermal hardening of parts made of ferrocarbon alloys / I. G. Neyizhko, publ. 25.12.1997, Bull. No. № 6 [in Ukrainian].5. Makarenko K. V. (2014). Rational structuring of graphitized cast iron / Trudy NGTU im. R.E. Alekseeva. No. 2. pp. 196–205 [in Russian].6. Najdek V. L., Gavrilyuk V. P., Neizhko I. G. (2008). Bainite high-strength cast iron. Kiev: FTIMS NAN of Ukraine. 139 p. [in Russian].7. Nahtigal V. (2007). Bionics. M.: Mir knigi. 128 p. [in Russian].8. Patent of Ukraine no. 106005. IPC: В22D 27/04. Method of cooling castings in foundry form or container with bulk filler / V. S. Doroshenko, P. B. Kalyuzhnij, publ. 11.04.2016, Bull. No. № 7 [in Ukrainian].9. Kaliuzhnyi P. (2020). Influence of Sand Fluidization on Structure and Properties of Aluminum Lost Foam Casting. Archives of Foundry Engineering. Vol. 20. No. 1. P. 122–126.10. Patent of Ukraine no. 123731. IPC: B22 D7/00, B22 D23/00, С21D5/02, С21D1/20, B22 D27/04. A method of manufacturing castings from bainite or ausferite cast iron with spherical graphite / V. S. Doroshenko, V. O. Shinskij, publ. 12.03.2018, Bull. No. 5 [in Ukrainian]. Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України (Київ, Україна) УДК 669.13: 621.74.045 Розробка способів керування структурою литих матеріалів і створення регульовано-диференційованих механічних властивостей залізовуглецевих сплавів для ґрунтообробних органів і різальних інструментів розкриває як ресурсоефективний потенціал цих сплавів, так і дозволяє створити ефективні методи виробництва. Це стосується можливості взаємного доповнення процесів лиття металу і термообробки затверділого виливка з його гарячого литого стану, що значно скорочує процес виробництва термообробленого виливка. В даній розробці використали процес лиття за моделями, що газифікуються. За прикладом з біоніки про такі властивості зубів гризунів (бобрів, щурів), як різна твердість поверхні зуба, що зумовлює його самозаточування, створено умови самозагострювання металевих виробів. Ці вироби функціонують в екстремальних умовах і їх методи виробництва відпрацьовували на прикладі виготовлення з високоміцного чавуну. В результаті виконаної роботи нами розроблено метод виготовлення виливків з ВЧ зі створенням диференційованих значень твердості на різних поверхнях виливка, що дає можливість самозагострювання зуба, лемеха, різця чи долота по мірі його зношування. Це підвищить продуктивність застосування таких виробів, що функціонують в екстремальних умовах, зекономить ресурси, що призводять до руху цих виробів, та витрати на їх заточку чи заміну. Для цих методів, крім водяного гартувального середовища, використано ресурсоефективний спосіб гартування виливка за допомогою продування контейнерної форми і псевдозрідження у ній формувального піску без застосування лужних, рідкометалевих, кислотних чи синтетичних гартувальних рідин з негативним впливом на середовище і непростою, капіталоємною та екологічно несприятливою системою їх очищення, обороту та утилізацією відходів. Набуття такої характеристики як самозаточування під впливом зовнішніх факторів наближає описані матеріали до смарт-матеріалів (smart material). Список літератури 1. John R. Keough, PE. Tim Dorn, Kathy L. Hayrynen et al. Agricultural Applications of Austempered Iron Components. URL: https://www.researchgate.net/publication/2423593292. International application WO2008076497A1. IPC: C22C 37/10, C21C 1/10. As-cast carbidic ductile iron / J. P. Lemke, R. E. Eppich. Publication 26.06.2008.3. Saghafian L. H. et al. Comparison of Wear Behavior of a Ductile Iron in Austempered and Quenched-Tempered Conditions. URL: https://www.researchgate.net/publication/3561478324. Патент 19545 А Україна, МПК C21D 1/18, C21D 5/00. Спосіб ізотермічного гартування деталей із залізовуглецевих сплавів / І. Г. Неїжко. Опубл. 25.12.1997. Бюл. № 6.5. Макаренко К. В. Рациональное структурирование графитизированных чугунов. Труды НГТУ им. Р.Е. Алексеева. 2014. № 2. С. 196–205.6. Найдек В. Л., Гаврилюк В. П., Неижко И. Г. Бейнитный высокопрочный чугун. Киев: ФТИМС НАН Украины, 2008. 139 с.7. Нахтигаль В. Бионика. М.: Мир книги, 2007. 128 с.8. Патент 106005 Україна, МПК В22D 27/04. Спосіб охолодження виливків у ливарній формі чи контейнері з сипким наповнювачем / В. С. Дорошенко, П. Б. Калюжний. Опубл. 11.04.2016, Бюл. № 7.9. Kaliuzhnyi P. Influence of Sand Fluidization on Structure and Properties of Aluminum Lost Foam Casting. Archives of Foundry Engineering. 2020. Vol. 20. No. 1. P. 122–126.10. Патент 123731 Україна, МПК B22 D7/00, B22 D23/00, С21D5/02, С21D1/20, B22 D27/04. Спосіб виготовлення виливків з бейнітного або аусферитного чавуну з кулястим графітом / В. С. Дорошенко, В. О. Шинський. Опубл. 12.03.2018, Бюл. № 5. National Academy of Sciences of Ukraine, Physical-Technological Institute of Metals and Alloys of NAS of Ukraine 2023-05-29 Article Article application/pdf https://plit-periodical.org.ua/index.php/plit/article/view/methods-manufacture-castings-soil-treatment-equipment-cutting-an 10.15407/plit2022.03.027 Casting processes; Casting processes №3 (149) 2022 Процеси лиття; Процеси лиття №3 (149) 2022 2707-1626 0235-5884 uk https://plit-periodical.org.ua/index.php/plit/article/view/methods-manufacture-castings-soil-treatment-equipment-cutting-an/30 Авторське право (c) 2023 П. Б. Калюжний, В. C. Дорошенко, І. А. Шалевська https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ |