Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ. Развитие современной техники ставит перед исследователями задачи ) разработке новых материалов, отвечающих повышенным требованиям юизводства.
Одним из наиболее перспективных и прогрессивных способов получе-1я деталей газотурбинных двигателей (ГТД) является литье по выплав-[емым моделям, которое позволяет получать отливки сложной конфигу-щии, максимально приближенные к готовым деталям. Точность разме-)в, конфигурация и качество деталей во многом зависят от модельной імпозиции из которой изготовлены модели. Поэтому разработка новых сдельных композиций является чрезвычайно актуальной темой и требует транения отставания в этой области от зарубежных образцов.
Применяющиеся в настоящее время модельные композиции имеют в оем составе в основном природные воска (торфяной, буроугольный), торые в настоящее время в силу ряда причин не всегда обеспечивают ебуемые физико-механические и технологические характеристики, зиентация разработчиков модельных композиций на природное сырье >жет привести к невозможности производства той или иной модельной мпозиции из-за выработки региональных месторождений. Так, напри-:р, в 1997 г. был прекращен выпуск модельной композиции ВИАМ - 102
причине отсутствия торфяного воска.
На основании вышесказанного актуальной в настоящее время является зработка и исследование модельных композиций на основе синтетиче-их полимерных материалов, выпускаемых предприятиями нефтеоргсин-sa.
Целью настоящей работы является исследование, разработка и внедрение в промышленность новых модельных композиций на основе синтетических материалов, обеспечивающих повышение качества и размерной точности литых деталей авиационных двигателей из жаропрочных и высокопрочных сталей и сплавов.
Для достижения данной цели в работе были поставлены и решены следующие основные задачи:
-
Классификация модельных композиций и разработка теоретических предпосылок для создания новых составов на основе синтетических материалов, отвечающих современному уровню производства.
-
Разработка методик изыскания новых и усовершенствования имеющихся на данный момент модельных композиций, включая:
определение функциональной роли компонентов в составе модельных композиций;
классификацию и выбор исходных компонентов для модельных композиций;
исследование свойств и морфологии выбранных компонентов с учетом их функциональной роли в модельных композициях;
исследование взаимосвязи структурных и физико-механических характеристик модельных композиций.
-
Разработка технологии приготовления модельных композиций с заданными свойствами, применительно к широкому спектру оборудования для изготовления моделей.
-
Внедрение разработанных композиций в практику литья по выплавляемым моделям деталей авиационных и наземных газотурбинных установок.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА. .. Принципиально новый подход к разработке модельных композиций позволил установить, что композиции на основе синтетических материалов представляют собой твердые растворы различной степени насыщения полимеров и синтетических смол в н-алканах и изоалканах (парафинах и церезинах) !. Определена функциональная роль каждого компонента в составе
модельных композиций на основе синтетических материалов. . Применение новых методик, ранее не применявшихся для создания модельных композиций, позволило исследовать и разработать составы модельных композиций в полной мере отвечающих комплексу требований, предъявляемых к модельным композициям. . Впервые примененная методика определения текучести модельных композиций по аналогии с полимерами позволила разработать и исследовать модельные композиции, применительно к промышленному типажу прессового оборудования, от шприцмашин до гидравлических прессов. . Исследования влияния олигомеров на свойства модельных композиций позволили впервые решить проблему повышения трещиноустойчивости существующих модельных композиций на основе природных и минеральных восков и смол (ВИАМ - 102, ЗГВ - 101, МВС - ЗА и др.) в интервале температур (15 - 25) С путем введения в составы композиций жидкого олигомера, которым является поливинилбутиловый эфир. Введение эфира производится сверх 100 % и не требует специальной доработки состава композиций.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ. I. На основании проведенных исследований разработан базовый состав модельных композиций, имеющий широкие интервалы концентраций
каждого компонента, что позволяет варьировать составы композиций с целью получения заданных свойств, применительно к широкому спектру прессового оборудования для изготовления моделей.
-
На основе базового состава разработана и внедрена в серийное производство модельная композиция Салют - 3, имеющая повышенное содержание сэвилена и синтетической смолы и предназначенная для гидравлических и пневматических прессов. Такой состав композиции обеспечивает высокий уровень прочностных характеристик, но требует повышенных усилий прессования для тонкостенных моделей.
-
На основе базового состава разработана и внедрена в серийное производство модельная композиция Салют - 1, имеющая повышенное содержание парафина и предназначенная для пневматических шприц-машин. Такой состав композиции обеспечивает ей высокий показатель текучести расплава, что позволяет производить прессование моделей при минимальных усилиях на пневматических шприцмашинах.
-
Разработаны и утверждены технические условия на модельные композиции марки «Салют» (ТУ 0255 - 001 - 07507216 - 00), в которых отражены основные свойства композиций.
-
Разработаны и утверждены нормативные документы на изготовление модельных композиций.
-
Получено гигиеническое заключение №77.01.03.025.Т. 15215.05.0 на производство, поставку и реализацию модельных композиций на территории Российской Федерации.
-
Впервые внедрен в серийное производство в литейных цехах ФНПЦ ММПП «Салют» новый пластификатор для существующих модельных композиций на основе минеральных восков (ЗГВ - 101, МВС - ЗА, Р -3) - поливинилбутиловый эфир. Внедрение его позволило существенно расширить номенклатуру моделей, изготавливаемых из вышеуказанных модельных композиций.
8. На ФНПЦ ММПП «Салют» организовано малотоннажное производство модельных композиций мощностью 20 т/год для обеспечения потребностей литейных цехов предприятия. Выдано проектное предложение в план развития предприятия по организации расширенного производства модельных композиций мощностью 120 т/год с целью обеспечения потребностей машиностроительных предприятий.
ПРЕДМЕТ ЗАЩИТЫ. Автор защищает:
-
Составы модельных композиций на основе синтетических материалов.
-
Результаты исследований модельных композиций на основе синтетических материалов и исходных компонентов для них.
-
Результаты исследований и новый пластификатор для повышения трещиноустойчивости существующих модельных композиций на основе природных восков.
-
Результаты исследований и методику выбора состава модельных композиций на основе синтетических материалов под технологическое оборудование для изготовления моделей.
ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертации выпущены 2 статьи, 3 научно-технических отчета по завершенным исследовательским работам, 7 технологических инструкций, 1-й технические условия, получены положительные решения по 3-м заявкам на патенты РФ.
ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация объемом 145 страниц состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы и включает 45 рисунков и 5 таблиц. Список литературы содержит 75 наименований отечественных и зарубежных
авторов. В приложении даются технические условия, гигиенический сертификат на модельные композиции, акт о внедрении разработанных модельных композиций в серийное производство.
