Анотація до роботи:

Реп’ях С.І. Удосконалення технології виробництва великогабаритних тонкостінних виливок спеціального призначення, що виготовляються по витоплюваним моделям. – Рукопис.

Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук по спеціальності 05.16.04 “Ливарне виробництво”. – Національна металургійна академія України, Дніпропетровськ, 2007.

Дисертація направлена на дослідження закономірностей утворення усадкової пористості в тонких стінах великогабаритних виливок, що виготовляються по витоплюваним моделям з високолегованих хромо-нікелевих сталей.

В роботі виконаний аналіз сучасних технологічних схем підготовки керамічних оболонкових форм до прожарювання і заливки, а також сучасних теорій утворення усадкової пористості у виливках.

Розроблені режими прожарювання термостатованих кварцових оболонкових форм. Розроблено механізм і математичну модель утворення локальної усадкової пористості в тонких стінах виливок в умовах пульсуючого характеру зміни швидкості течії розплаву у формі та його пристінного затвердіння. Розроблені рекомендації, що направлені на підвищення якості великогабаритних тонкостінних виливок спеціального призначення з високолегованих хромо-нікелевих марок сталей. Представлені результати промислового випробування разроблених рекомендацій.

В дисертації наведені теоретичні узагальнення і нове рішення науково-технічної задачі, яке полягає у визначенні закономірностей впливу параметрів підготовки і заливки форм на утворення усадкової пористості в тонких стінах великогабаритних виливок спеціального призначення, що виготовляються по витоплюваним моделям. З метою покращення їх якості та підвищення ефективності технологічного процесу за матеріалами виконаних досліджень отримані наступні наукові і практичні результати:

1. Аналіз сучасних технологічних схем виробництва виливок по витоплюваним моделям показав, що дослідження, спрямовані на визначення закономірностей впливу параметрів підготовки і заливки форм на утворення усадкової пористості в тонких стінах великогабаритних виливок спеціального призначення, є актуальними.

2. Досліджені закономірності утворення усадкової пористості в тонких стінах великогабаритних виливок, що виготовляються по витоплюваним моделям з високолегованих хромо-нікелевих сталей.

3. Досліджена кінетика зміни товщини ливарної кірки в щілистому каналі кварцової оболонкової форми, в процесі течії в ньому розплаву.

4. На рівні гіпотези розроблено механізм і математичну модель утворення локальної усадкової пористості в тонких стінах виливок в умовах пульсуючого характеру зміни швидкості течії розплаву по каналах форми і його пристінного затвердіння під час заливки форми.

5. Визначено число Нусельта і отримані аналітичні залежності теплофізичних параметрів кварцових оболонкових форм від їхньої густини та температури.

6. Встановлено, що величина локальної усадкової пористості в тонких стінах фасонних виливок знижується із збільшенням температури і масової швидкості заливки розплаву сталі у форму, початкової температури форми і зі зменшенням величини перепаду швидкості течії розплаву в суміжних перетинах каналу форми.

7. Розроблено режими прожарювання кварцових оболонкових форм в термостаті з пінодіатомитовою футеровкою, які дозволяють скоротити тривалість прожарювання кварцових оболонкових форм на 4…18 годин, збільшити початкову температуру в прожарювальній печі з 550 до 750⁰С, збільшити час охолоджування форми до заливки на повітрі з 1 до 10…20 хв, забезпечити затвердіння і охолоджування виливок у газовому середовищі з відновними властивостями.

8. Розроблено рекомендації щодо підвищення якості великогабаритних тонкостінних виливок спеціального призначення з високолегованих хромо-нікелевих сталей та скорочення тривалості прожарювання кварцових оболонкових форм.

9. Встановлено, що в умовах цеху точного сталевого лиття державного підприємства ”Виробниче об’єднання ”Південний машинобудівний завод” розроблені рекомендації при використанні існуючих в цеху конструкцій літниково-живлючих систем дозволяють понизити величину загального браку виливок на 15…25%.

Основний зміст роботи висловлений в публікаціях:

1. Осевая пористость в тонкостенном литье по выплавляемым моделям / С.И. Репях, В.М. Смирнов, Н.П. Котешов, И.И. Снисарь. // Известия ВУЗов. Чёрная металлургия, 1986. – №10. – С. 93–96.

2. Расчёт усадочной пористости в фасонных отливках / С.И. Репях, В.М. Смирнов, Н.П Котешов., И.И. Снисарь. // Известия ВУЗов. Чёрная металлургия, 1987. – №2. – С. 79–83.

3. Репях С.И., Смирнов В.М., Снисарь И.И. Об усадочной пористости в отливках // Известия ВУЗов. Чёрная металлургия, 1990. – №2. – С. 77–79.

4. Исследования кинетики выделения твёрдой фазы в двухфазной области затвердевания сплавов / С.И. Репях, В.М. Смирнов, Н.П. Котешов, И.А. Ефименко. // Известия ВУЗов. Чёрная металлургия, 1990. – №4. – С. 56–58.

5. Репях С.И., Смирнов В.М., Снисарь И.И. Массоперенос в двухфазной зоне затвердевающих сплавов // Известия ВУЗов. Чёрная металлургия, 1991. – №2. – С.70–71,

6. Репях С.И. Расчёт величины усадочной пористости в тонких протяжённых стенках отливок // Металлургическая и горнорудная промышленность, 2006. – №4. – С. 57–59.

7. Репях С.И. Исследования кинетики образования твёрдой фазы в условиях одномерного течения расплава стали 08Х14Н7МЛ в щелевом канале литейной формы // Металлургическая и горнорудная промышленность, 2006. – №5. – С. 29–34.

8. Репях С.И. Исследования газопроницаемости многослойных керамических оболочковых форм // Металлургическая и горнорудная промышленность, 2007. – №1. С. 34–36.

Додатково наукові результати відображені в публікаціях:

9. Способ изготовления форм по выплавляемым моделям: А.с. 1764770. СССР. МКИ В 22 С 9/04 / В.М Смирнов, С.И. Репях, И.И. Снисарь – № 4817644/02; Заявл. 19.02.90. Опубл. 30.09.92. Бюл. №36. – 2 с.

10. Репях С.И. Расчёт литниково-питающих систем для литья по выплавляемым моделям // Литьё Украины, 2003. – №10. – С. 7–14. , №11. – С. 4–11.

11. Репях С.И. Термостатирование керамических оболочковых форм в литье по выплавляемым моделям // Литьё Украины, 2004. – № 5. – С. 10–16. , № 6. – С. 9–13.

12. Репях С.И., Смирнов В.М., Котешов Н.П. Формирование осевой пористости в тонкостенном литье по выплавляемы моделям // Совершенствование процессов точного литья и их интенсификация: Республ. научно-техническая конференция. Кишинёв, 15–16 ноября, 1984 г. – Кишинёв: Реклама, 1984. – С. 71–72.

13. Репях С.И., Снисарь И.И., Пожидаев А.В. Совершенствование технологии литья по выплавляемым моделям // Механизация и повышение эффективности технологических процессов производства отливок металлургического оборудования: IV Республ. научно-техническая конференция. Днепропетровск, 28–30 октября 1986 г.– Днепропетровск: ДМетИ, 1986. – С.143–144.

14. Репях С.И., Смирнов В.М., Снисарь И.И. Методика расчёта параметров заливки тонкостенных отливок // Механизация и повышение эффективности технологических процессов производства отливок металлургического оборудования: IV Республ. научно-техническая конференция. Днепропетровск, 28–30 октября 1986 г.– Днепропетровск: ДМетИ, 1986. – С.164–165.

15. Смирнов В.М., Репях С.И., Снисарь И.И. Расчёт герметичности тонкостенных отливок из хромоникелевых сталей // Применение ЭВМ для разработки технологических процессов литья, проектирования оснастки и анализа качества отливок: Зональная научно-техническая конференция. Андропов, 1987 г. – Ярославль: ЯПИ, 1987. – С. 71.

16. Методика определения относительного количества твёрдой фазы в двухфазной области затвердевания в момент прекращения фильтрации расплава / В.М. Смирнов, С.И. Репях, И.И. Снисарь, И.П. Передистый // Проблемы промышленной кристаллизации и компьютерное моделирование металлургических технологий: Научно-техническая конференция. Ижевск, 1–3 июня 1988 г. – Ижевск: УдГУ, 1988. – С. 62–63.

17. Методика определения относительного количества твёрдой фазы и её распределение в области двухфазного состояния сплавов / С.И. Репях, В.М. Смирнов, Н.П. Котешов, И.А. Ефименко, И.И. Снисарь // Проблемы промышленной кристаллизации и компьютерное моделирование металлургических технологий: Научно-техническая конференция. Ижевск, 1–3 июня 1988 г. – Ижевск: УдГУ, 1988. – С. 84–85.

18. Репях С.И., Смирнов В.М. Прогнозирование герметичности отливок из высоколегированных сталей при литье по выплавляемым моделям // Разработка технологических процессов литья. Проектирование оснастки и анализ качества отливок с использованием ЭВМ: Зональная научно-техническая конференция. Рыбинск, 1990 г. – Ярославль: ЯПИ, 1990. – С. 67–68.

19. Смирнов В.М., Репях С.И., Снисарь И.И. О возможности управления процессами формирования отливок в литье по выплавляемым моделям // Повышение технического уровня и совершенствование технологических процессов производства отливок: V Республ. научно-техническая конференция. Днепропетровск, 1990 г.– Днепропетровск: ДМетИ,1990. –Т.II. – С. 106–108.