blackmetИзвестия высших учебных заведений. Черная МеталлургияIzvestiya. Ferrous Metallurgy0368-07972410-2091National University of Science and Technology "MISIS"10.17073/0368-0797-2016-8-547-551blackmet-931Research ArticleМЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИMETALLURGICAL TECHNOLOGIESТЕРМОМЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ФОРМ НА РАЗЛИЧНЫХ СВЯЗУЮЩИХ И УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ КАЧЕСТВЕННЫХ ОТЛИВОКTHERMOMECHANICAL PROPERTIES OF FORMS ON VARIOUS BINDERS AND THE FORMING CONDITIONS OF HIGH-QUALITY CASTINGSЧернышовЕ. А.ChernyshovE. A.

д. т. н.,  профессор кафедры « Металлургические технологии и оборудование»

Dr. Sci. (Eng.), Professor of the Chair “Metallurgical Technology and Equipment”

nil_st@nntu.nnov.ruЕвлампиевА. А.EvlampievA. A.

к. т. н.,  профессор кафедры « Технология металлов и литейное производство»

Cand. Sci. (Eng.), Professor of the Chair “Technology of Metals and Foundry Engineering”

tmilp@rambler.ruКоролевА. В.KorolevA. V.

к. т. н.,  доцент кафедры « Технология металлов и литейное производство»

Cand. Sci. (Eng.), Assist. Professor of the Chair “Technology of Metals and Foundry Engineering”

tmilp@rambler.ruИвановаЛ. А.IvanovaL. A.

старший преподаватель кафедры « Технология металлов и литейное производство»

Senior Lecturer of the Chair “Technology of Metals and Foundry Engineering”

tmilp@rambler.ruМоисееваО. В.MoiseevaO. V.

инженер кафедры « Технология металлов и литейное производство»

Engineer of the Chair “Technology of Metals and Foundry Engineering”

tmilp@rambler.ruНижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева (603950, Россия, Нижний Новгород, ул. Минина, 24)РоссияNizhny Novgorod State Technical University named after R.Е. Alekseev, Nizhny Novgorod, RussiaRussian FederationЧувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова (428015, Россия, Чувашия, Чебоксары, Московский пр., 15)РоссияChuvash State University, Cheboksary, RussiaRussian Federation201624102016598547551Copyright © Чернышов Е.А., Евлампиев А.А., Королев А.В., Иванова Л.А., Моисеева О.В., 20162016Чернышов Е.А., Евлампиев А.А., Королев А.В., Иванова Л.А., Моисеева О.В.Chernyshov E.A., Evlampiev A.A., Korolev A.V., Ivanova L.A., Moiseeva O.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://fermet.misis.ru/jour/article/view/931

Рассмотрены основные термомеханические свойства формовочных смесей и факторы, от которых они зависят. Проанализированы условия теплового и динамического воздействий расплава на стенки формы в процессе заливки и затвердевания металла и их влияние на образование поверхностных дефектов. Приведены результаты исследования зависимости деформации образцов из наиболее распространенных формовочных смесей от продолжительности нагрева при имитации реальных условий формирования отливок. Показана связь деформационной способности смеси с дефектами, образующимися на отливках, и податливостью формовочной (стержневой) смеси. Предложен комплекс мер по предотвращению поверхностных дефектов. Установлено, что образование ужимин, просечек и пригара на отливках является следствием деформационных изменений и разрушения поверхностных слоев смеси. Лучшими, с точки зрения исключения поверхностных дефектов и экологических аспектов, являются жидкостекольные и металлофосфатные смеси.

The paper presents the basic thermomechanical properties of the molding and core mixtures and the factors they depend on. The authors of the work have analyzed the conditions for thermal and dynamic eff ects of melt on the walls of the form during the fi lling and hardening of the metal and their infl uence on the formation of surface defects in the casting. The article also gives the results of deformation dependence of the most common molding sands on the duration of heating when simulating actual conditions of casting formations. The connection of deformation capacity of the mixture with the defects formed on the castings and compliance of molding (core) mixture has been shown. A set of measures to prevent surface defects has been off ered in the paper. It has been established that the formation of scabs, breaks and burnings-on at castings is a consequence of the deformation changes and destruction of surface layers of the mixture. From the point of view of exclusion of surface defects and environmental aspects, the best are sodium silicate and metallophosphate mixtures.

формаформовочная смесьтермомеханические свойстватепловое воздействиесиловое воздействиенапряжениеразрушениеповерхностный слойподатливостьдеформационная способностьдефектотливкаformmolding sandthermomechanical propertiesthermal and physical impactstressfracturesurface layercompliancedeformation capacitydefectcastingReferencesЧернышов Е.А., Евлампиев А.А. Технология литейного производства. – М.: Высшая школа – Абрис, 2012. – 383 с.Chernyshov E.A., Evlampiev A.A. Tekhnologiya liteinogo proizvodstva [Foundry engineering technology]. Moscow: Vysshaya shkola – Abris, 2012, 383 p. (In Russ.).Жуковский С.С. Прочность литейной формы. – М.: Машиностроение, 1989. – 288 с.Zhukovskii S.S. Prochnost’ liteinoi formy [Strength of casting molds]. Moscow: Mashinostroenie, 1989, 288 p. (In Russ.).Жуковский С.С., Лясс А.М. Формы и стержни из холоднотвердеющих смесей. – М.: Машиностроение, 1978. – 224 с.Zhukovskii S.S., Lyass A.M. Formy i sterzhni iz kholodnotverdeyushchikh smesei [Forms and bars from cold-hardening mixtures]. Moscow: Mashinostroenie, 1978, 224 p. (In Russ.).Металлофосфатные связующие и смеси / И.Е. Илларионов, Е.С. Гамов, В.П. Васин, Е.Г. Чернышевич; Под общ. ред. И.Е. Илларионова. – Чебоксары: изд-во при Чуваш. ун-те, 1995. – 524 с.Illarionov I.E., Gamov E.S., Vasin V.P., Chernyshevich E.G. Metallofosfatnye svyazuyushchie i smesi [Metallophosphate binders and mixtures]. Illarionov. I.E. ed. Cheboksary: izd-vo pri Chuvash. un-te, 1995, 524 p. (In Russ.).Серебро В.С. Исследование размыва поверхности формы при заливке // Литейное производство. 1978. № 7. С. 4 – 5.Serebro V.S. Research of form surface washing at fi lling. Liteinoe proizvodstvo. 1978, no. 7, pp. 4–5. (In Russ.).Медведев Я.И., Валисовский И.В. Технологические испытания формовочных материалов. – М.: Машиностроение, 1973. – 312 с.Medvedev Ya.I., Valisovskii I.V. Tekhnologicheskie ispytaniya formovochnykh materialov [In-process tests of molding material]. Moscow: Mashinostroenie, 1973, 312 p. (In Russ.).Трухов А.П., Сорокин Ю.А., Бычков Н.В. Механизм образования ужимин и способы их предупреждения // Заготовительные производства в машиностроении. 2005. № 4. С. 7 – 12.Trukhov A.P., Sorokin Yu.A., Bychkov N.V Formation mechanism of scabs and the ways of their avoidance. Zagotovitel’nye proizvodst va v mashinostroenii. 2005, no. 4, pp. 7–12. (In Russ.).Технология литейного производства: Литье в песчаные формы / А.П. Трухов, Ю.А. Сорокин, М.Ю. Ершов и др.; под ред. А.П. Трухова. – М.: ИЦ «Академия», 2005. – 528 с.Trukhov A.P., Sorokin Yu.A., Ershov M.Yu. etc. Tekhnologiya liteinogo proizvodstva: Lit’e v peschanye formy [Foundry engineering technology: Casting in sand forms]. Trukhov A.P. ed. Moscow: ITs “Akademiya”, 2005, 528 p. (In Russ.).Формовочные материалы и технология литейной формы / С.С. Жуковский, Г.А. Анисович, Н.И. Давидов и др.; под ред. С.С. Жуковского. – М.: Машиностроение, 1983. – 432 с.Zhukovskii S.S., Anisovich G.A., Davydov N.I. etc. Formovochnye materialy i tekhnologiya liteinoi formy [Molding materials and the mechanism of casting molds]. Zhukovskii S.S. ed. Moscow: Mashinostroenie, 1983, 432 p. (In Russ.).Формовочные и стержневые смеси / С.С. Жуковский, А.Н. Болдин, А.И. Яковлев и др.; под ред. С.С. Жуковского. – Брянск: изд. БГТУ, 2002. – 469 с.Zhukovskii S.S., Boldin A.N., Yakovlev A.I. etc. Formovochnye i sterzhnevye smesi [Molding and core sands]. Zhukovskii S.S. ed. Bryansk: izd. BGTU, 2002, 469 p. (In Russ.).Ромашкин В.Н. Термомеханическое разрушение литейной формы и образование поверхностных дефектов. – В кн.: Труды девятого съезда литейщиков. – Уфа, 2009. С. 268 – 271.Romashkin V.N. Thermomechanical fracture of casting molds and the formation of surface defects. In: Trudy devyatogo s”ezda liteishchikov [Proceedings of the 9th Congress of Founders]. Ufa, 2009, pp. 268–271. (In Russ.).Ромашкин В.Н., Нуралиев Ф.А., Степашкин Ю.А., Валисовский И.В. Введение в термомеханику разрушения формовочных смесей // Литейное производство. 2010. № 4. С. 25 – 30.Romashkin V.N., Nuraliev F.A., Stepashkin Yu.A., Valisovskii I.V. Introduction into thermal engineering of molding sand fractures. Liteinoe proizvodstvo. 2010, no. 4, pp. 25–30. (In Russ.).Валисовский И.В. Пригар на отливках. – М.: Машиностроение, 1983. – 192 с.Valisovskii I.V. Prigar na otlivkakh [Burnings-on at castings]. Moscow: Mashinostroenie, 1983, 192 p. (In Russ.).Кукуй Д.М., Скворцов В.А., Эктова В.Н. Теория и технология литейного производства. – Минск: Дизайн ПРО, 2000. – 416 с.Kukui D.M., Skvortsov V.A., Ektova V.N. Teoriya i tekhnologiya liteinogo proizvodstva [Theory and technology of foundry engineering]. Minsk: Dizain PRO, 2000, 416 p. (In Russ.).Евлампиев А.А., Чернышов Е.А. Тенденции развития, технологические особенности и перспективы использования песчано-фосфатных смесей // Литейщик России. 2009. № 11. С. 35 – 37.Evlampiev A.A., Chernyshov E.A. Developmental trends, technological peculiarities and perspectives of using sand-phosphate mixtures. Liteishchik Rossii. 2009, no. 11, pp. 35–37. (In Russ.).Болдин А.Н., Давыдов Н.И., Жуковский С.С. и др. Литейные формовочные материалы. Формовочные, стержневые смеси и покрытия: Справочник. – М.: Машиностроение, 2006. – 507 с.Boldin A.N., Davydov N.I., Zhukovskii S.S. etc. Liteinye formovochnye materialy. Formovochnye, sterzhnevye smesi i pokrytiya: Spravochnik [Casting molding materials. Molding, core sands and coatings: Reference book]. Moscow: Mashinostroenie, 2006, 507 p. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.