ЗАСТОСУВАННЯ ЛИТТЯ ВАКУУМНИМ ВСМОКТУВАННЯМ ЗАЛІЗО-ВУГЛЕЦЕВИХ СПЛАВІВ ДЛЯ ВИРОБНИЦТВА ДЕТАЛЕЙ ДВИГУНІВ

Автор(и)

  • Л.П. Клименко Чорноморський національний університет імені Петра Могили, Миколаїв, Україна https://orcid.org/0000-0002-3458-9453
  • О.Ф. Прищепов Чорноморський національний університет імені Петра Могили, Україна https://orcid.org/0000-0002-9608-2703
  • В.І. Андрєєв Чорноморський національний університет імені Петра Могили, Миколаїв, Україна https://orcid.org/0000-0003-1143-8043
  • О.В. Щесюк Чорноморський національний університет імені Петра Могили, Україна https://orcid.org/0000-0003-1467-3751
  • О.І. Случак Чорноморський національний університет імені Петра Могили, Миколаїв, Україна https://orcid.org/0000-0001-5051-0648
  • Конг Болан Zhejiang XCC Group Co., Ltd, Китай

DOI:

https://doi.org/10.20998/0419-8719.2023.2.08

Ключові слова:

двигунобудування, сірий і високоміцний чавуни, виливок, лиття вакуумним всмоктуванням, термічна стійкість; ресурс

Анотація

Застосування технології лиття вакуумним всмоктуванням залізо-вуглецевих сплавів для виробництва деталей двигунів внутрішнього згоряння дасть підвищення їх якості та зносостійкості, збереження металу, зменшення викидів. Технологія широко використовується для кольорових сплавів. В той же час вимагає ретельної науково-практичної підготовки її впровадження для залізо-вуглецевих сплавів (включаючи чавуни) в сучасному двигунобудуванні. Проблемні задачі постають при удосконаленні пневмосистеми вакуумного всмоктування (великі обсяги газовиділення), стійкості металопроводу (термічне перенавантаження в високотемпературному розплаві чавуну), стабілізації мікроструктури виливка (високошвидкісна кристалізація). Автори пропонують для металопроводу використовувати спеціалізований титановий сплав ВТ3-1, для якого в статті обраховано теплові навантаження при циклічній роботі в режимі заглиблення – виймання за використання чавунів марки СЧ25 та ВЧ50-1,5. Для надійної роботи металопроводу та відсутності утворення затвердіння розплаву на його внутрішній поверхні, була розроблена методика теплового розрахунку, яка дозволяє визначити час відводу теплоти перегріву розплаву згідно з діаметром металопроводу. Пневмосистему вакуумної установки доповнено запатентованим газоструминним ежектором, який в поєднанні з потужною цеховою системою стисненого повітря забезпечує повне газовідведення. Застосовуючи розроблений закон зміни розрядження між атмосферним тиском і тиском у порожнині форми автори статті регулюють швидкість кристалізації виливків, що дозволяє формувати в мікроструктурі значно дрібніші фази перліту та зменшувати присутність фериту. На підприємстві ТДВ “Первомайськдизельмаш” за технологією вакуумного лиття отримані заготовки направляючих втулок клапанів двигуна 6ЧН25/34 з чавунів СЧ25 та ВЧ50-1,5 а також маслоти поршневих кілець з чавуну ВЧ50-1,5. Отримані деталі показали підвищений ресурс на 15-30%. Технологію вакуумного лиття рекомендовано для залізо-вуглецевих сплавів при виробництві деталей двигунів.

Біографії авторів

Л.П. Клименко, Чорноморський національний університет імені Петра Могили, Миколаїв

доктор техн. наук, проф. каф. екології

О.Ф. Прищепов, Чорноморський національний університет імені Петра Могили

канд. техн. наук, доц. каф. автоматизації і комп’ютерно-інтегрованих технологій

В.І. Андрєєв, Чорноморський національний університет імені Петра Могили, Миколаїв

канд. техн. наук, доц. каф. екології

О.В. Щесюк, Чорноморський національний університет імені Петра Могили

канд. техн. наук, доц. каф. автоматизації і комп’ютерно-інтегрованих технологій

О.І. Случак, Чорноморський національний університет імені Петра Могили, Миколаїв

старш. наук. співроб., науково-дослідна частина

Конг Болан, Zhejiang XCC Group Co., Ltd

помічник президента

Посилання

Studies on performance and process improvement of implementing novel vacuum process for new age castings / Senthil J., Prabhahar M., Thiagarajan C., Prakash S., & Lakshmanan R. // Materials Today: Proceedings. – 2020. – № 33(1). – Р. 813-819.

Tewary U. The origin of graphite morphology in cast iron // Tewary U., Paul D., Mehtani H. K., Bhagavath S., Alankar A., Mohapatra G., Sahay S. S., Panwar A. S., Karagadde S., & Samajdar I. // Acta Materialia. – 2022. – № 226. – Р.76-80.

Bekele B. T. Simulation and experimental analysis of re-design the faulty position of the riser to minimize shrinkage porosity defect in sand cast sprocket gear. Materials Today / Bekele B. T., Bhaskara, J., Tolcha S. D., Gelaw M., // Materials Today: Proceedings. – 2022. – № 59(1). – Р. 598-604.

Nimbulka, S. Design optimization of gating and feeding system through simulation technique for sand casting of wear plate / Nimbulkar S. L., Dalu R. S. // Perspectives in Science. – 2016. – № 8. – С. 39-42.

Li Y. Chen L. Effects of asymmetric feeder on microstructure and mechanical properties of high strength Al-Zn-Mg alloy by hot extrusion / Li Y. Chen L., Tang J., Zhao G., Zhang C. // Journal of Alloys and Compounds. – 2018. – № 749 – С. 293-304.

Поштаренко Ю. А. Дослідно-випробувальний експериментальний термовакуумний стенд ТВК-2,5 // Поштаренко Ю. А., Рассамакін Б. М., Сидоренко Ю. // Космічна наука і техніка: Науково-практичний журнал. – 2020. – № 26(6) – С. 23-26.

Chaus A. S., B. Microstructure and properties of M2 high-speed steel cast by the gravity and vacuum investment casting / Chaus A. S., Bračík M., Sahul M., Dománková M. // Vacuum. – 2019. – № 162 – Р. 183-198.

Mitterpach J., Environmental evaluation of grey cast iron via life cycle assessment / Mitterpach J., Hroncová E., Ladomerský J., Balco,K. // Journal of Cleaner Production. – 2017. – № 148 – Р. 324-335.

Вплив імпульсної електромагнітної обробки на структурні перетворення титанового сплаву ВТ3-1 // Сейдаметов С. В., Лоскутов С. В. // Журнал фізики та інженерії поверхні – 2016. – № 1(1) – С. 4-8.

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-09-15

Номер

Розділ

ТЕХНОЛОГІЯ ВИРОБНИЦТВА ДВЗ