(UTC)
 Выбрать Язык:
Настоящий ресурс может содержать материалы 18+
(Модератор: Илюхин Виктор)
‹ Предыдущая Тема | Следующая Тема ›
Переключение на Главную Страницу Страницы: 1
Функции темы
Обычная тема Криотехнология - ЛИТЬЕ МЕТАЛЛОВ ПО ЛЕДЯНЫМ МОДЕЛЯМ (число прочтений - 5740 )
dorosh55
Малоактивный пользователь
*
Отсутствует



Сообщений: 5
Местоположение: Киев
Зарегистрирован: 30.01.2011
Криотехнология - ЛИТЬЕ МЕТАЛЛОВ ПО ЛЕДЯНЫМ МОДЕЛЯМ
30.01.2011 :: 22:12:30
Функции поста
В. С. Дорошенко, dorosh@inbox.ru
ЛИТЬЕ МЕТАЛЛОВ ПО ЛЕДЯНЫМ МОДЕЛЯМ

     Литейное производство металлических заготовок является основной заготовительной базой машиностроиениятельного комплекса, и от его развития зависят темпы развития машиностроения в целом. Привлечение криотехнологии в литейное производство прежде всего связано с заменой органических материалов для изготовления одноразовых литейных моделей или с заменой связующих для песчаных литейных форм на лед в целях ресурсосбережения и повышения экологической безопасности  производства. Если в песчаной форме присутствует сухой песок и модель изо льда, то исключаются горение связующих песчаной смеси заливаемой металлом формы с традиционными газовыделениями в цех, а также вывоз в отвал спеченных песчаных отходов (обычно до 4 т смеси на 1 т полученных отливок для традициооных технологий литья в песчаную форму).
Параллельно с совершенствованием технологии литья по газифицируемым моделям (ЛГМ, Lost Foam Casting Process) из пенополистирола во ФТИМС НАНУ (г. Киев, Украина) под руководством  проф. Шинского О. И. разрабатывается концептуально связанный с ЛГМ (использующий ту же модельную и формовочную оснастку) способ получения металлотливок по одноразовым моделям изо льда как конструктивного или матричного материала с незначительными добавками или примесями. На сегодня технологии изготовления ледяных моделей, песчаных форм и отливок по таким моделям институтом ФТИМС защищены десятками изобретений.
В институте научно обоснованы криотехнология модельного производства, а также технологический процесс пропитки жидкостью растаявшей модели песка формы как способ сохранения очертаний литейной полости на месте растаявшей модели. Проводятся исследования тепло-, массообменных и физико-химических процессов для доведения криотезнологии до промышленного уровня. На основании изучения гидродинамики проникновения жидкого продукта от деструкции ледяной модели в толщу сухого песка вакуумированной формы на заданную глубину под действием трех факторов (перепадов газового или гидростатического давления и концентрации модельного материала) предложены три способа изготовления оболочковых форм с использованием холодно- или химическитвердеющих связующих  композиций. В первом - модель служит носителем связующего, а облицовочная или единая песчаная смесь содержит отвердитель. Во втором - модель служит носителем отвердителя, а облицовочный слой песка - связующего. В третьем - модель замораживается из чистой воды (наиболее экологически благоприятный вариант), которая (расплав модели) не вступает в реакции, приводящие к отверждению формовочной смеси с добавками реагентов отвердителя и связующего (в виде порошка), но без воды эти реакции не идут. При засыпке песка в контейнер с моделью, виброуплотнении и последующим получении такими способами оболочковых форм толщиной корки 3…8 мм в состав оболочки достаточно вводить 0,3...0,4% связующего от массы песка в контейнере, что примерно на порядок меньше, чем имеется в традиционных формах из холоднотвердеющих песчаных смесей (ХТС) со связующим.
Разработка составов замораживаемых в виде модели водных связывающих песок композиций, один компонент которых находится в модели, а другой в окружающей ее песчаной смеси, показала достаточно хорошую технологичность получения оболочковых форм. В одном из таких  примеров использовали ледяные модели из водного раствора жидкого стекла плотностью 1,08 г/см3 при содержании в песчаной смеси быстротвердеющего цемента. Продолжительность твердения оболочки от начала таяния модели массой 0,2…0,5 кг составляла от 6 мин. и более, после полного расплавления модели остаток модельной композиции выливали из затвердевшей оболочкой, а оболочковую форму направляли на подсушку или заливку металлом в вакуумируемой форме.
Также разработаны оригинальные способы нанесения на ледяные литейные модели синтетической пленки с последующим использованием технологии вакуумно-пленочной формовки. Способы получения коркообразных покрытий как оболочковых форм с герметизирующими и противопригарными свойствами позволили отработать технологию образования стабильно устойчивой песчаной поверхности рабочей полости формы. Эта технология основана на многократном обороте  сыпучих материалах: несвязанного песка или песчаной смеси, которые пропитываются талой жидкой композицией модели. Избыток этой композиции выливается или откачивается из полости формы (с возможностью повторного использования), и получаются достаточной прочности формы для заливки металлом. В такие оболочковые формы получены из черных и цветных металлов отливки шестерен и полумуфт как при формовке одной ледяной модели со стояком, так и блока из двух и более моделей.
Описанное применение криотехнологии для литья по одноразовым ледяным моделям деталей из металлов для машиностроения исключает или минимизирует использование полимеров или связующего для песка в литейной форме, заменяет органические (пенопластовые или парафин-стеариновые выплавляемые) модели на ледяные, а такой процесс производства отливок полностью соответствует экологически чистым безотходным технологиям.

Резюме.
Криотехнологии машиностроения - литье из черных и цветных металлов по ледяным моделям, получение отливок из чугуна, стали, алюминия, медных и др. сплавов. Институтом ФТИМС (г. Киев) эта криотехнология защищена десятками патентов на изобретения.
Ищем научных и инженерных партнеров для совместных исследований и внедрения такого вида литья в производство как решение проблем экологии и ресурсосбережения. dorosh@inbox.ru, т.38(066)1457832
  
Литье черных/цвет. металлов развесом 0,1-5000 кг. Отливки из чугуна, стали, цв. сплавов по пенопластовым и ледяным моделям -экотехнологии. Владимир dorosh@inbox.ru, т.38066-1457832
Наверх
 
IP записан
 
dorosh55
Малоактивный пользователь
*
Отсутствует



Сообщений: 5
Местоположение: Киев
Зарегистрирован: 30.01.2011
Re: Криотехнология - ЛИТЬЕ МЕТАЛЛОВ ПО ЛЕДЯНЫМ МОДЕЛЯМ
Ответ #1 - 30.01.2011 :: 22:14:14
Функции поста
Предлагаю посмотреть фото в следующем ответе
  
Литье черных/цвет. металлов развесом 0,1-5000 кг. Отливки из чугуна, стали, цв. сплавов по пенопластовым и ледяным моделям -экотехнологии. Владимир dorosh@inbox.ru, т.38066-1457832
Наверх
 
IP записан
 
dorosh55
Малоактивный пользователь
*
Отсутствует



Сообщений: 5
Местоположение: Киев
Зарегистрирован: 30.01.2011
Re: Криотехнология - ЛИТЬЕ МЕТАЛЛОВ ПО ЛЕДЯНЫМ МОДЕЛЯМ
Ответ #2 - 30.01.2011 :: 22:16:02
Функции поста
Ищем научных и инженерных партнеров для совместных исследований и внедрения такого вида литья в производство как решение проблем экологии и ресурсосбережения. dorosh@inbox.ru, т.38(066)1457832
, , , , , ,  , , ,, , , ,
,
,
,
,  
, ,

Подробнее смотри: http://www.holodilshchik.ru/Icy_models_for_litho_of_the_metal.pdf, http://www.eco-time.com.ua/publications-24.html, http://www.eco-time.com.ua/publications-31.html, http://dorosh.steelsite.ru/news.php

  
Литье черных/цвет. металлов развесом 0,1-5000 кг. Отливки из чугуна, стали, цв. сплавов по пенопластовым и ледяным моделям -экотехнологии. Владимир dorosh@inbox.ru, т.38066-1457832
Наверх
 
IP записан
 
Виталий Смирнов
Администратор
Холодильщик
Член клуба
*
Отсутствует


Инженер 070200

Сообщений: 3137
Местоположение: Москва
Зарегистрирован: 02.03.2002
Пол: Мужской
Re: Криотехнология - ЛИТЬЕ МЕТАЛЛОВ ПО ЛЕДЯНЫМ МОДЕЛЯМ
Ответ #3 - 30.01.2011 :: 22:29:21
Функции поста
а детали для производства компрессоров, в том числе и корпуса для компрессоров можно вашим способом отливать?
  
Поделитесь со мной вашей холодильной новостью.
Наверх
wwwSkype/VoIPFacebookICQ  
IP записан
 
dorosh55
Малоактивный пользователь
*
Отсутствует



Сообщений: 5
Местоположение: Киев
Зарегистрирован: 30.01.2011
Re: Криотехнология - ЛИТЬЕ МЕТАЛЛОВ ПО ЛЕДЯНЫМ МОДЕЛЯМ
Ответ #4 - 23.05.2011 :: 10:16:40
Функции поста
Виталий Смирнов писал(а) 30.01.2011 :: 22:29:21:
а детали для производства компрессоров, в том числе и корпуса для компрессоров можно вашим способом отливать?

Пока технология литья отрабатывается для отливок массой 0,2-10 кг из черных и цветных металлов.

Имеется и др. интересное направления литья металлов с использованием льда, см. небольшие тезисы:

В. С. Дорошенко (dorosh@inbox.ru), В. П. Кравченко
Физико-технологический институт металлов и сплавов НАН Украины, Киев

О СПОСОБАХ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ОТЛИВОК В КОНТАКТЕ СО ЛЬДОМ

На совещании бюро отделения НАН Украины после доклада о литье по ледяным моделям одним из членов бюро был задан вопрос «можно ли лить металл в ледяные формы?». После проведения экспериментов по литью металла на лед при температуре льда на 15…20° ниже точки его плавления, мы можем утвердительно ответить на этот вопрос. Однако при этом, чтобы получить точную геометрию отливки, необходимо нанести расплав металла на лед как можно более тонким слоем на максимально возможную площадь поверхности льда при минимально допустимой температуре перегрева металла для сохранения его жидкотекучести. Тонкая пленка металла мгновенно затвердеет и сможет удерживать стенку отливки, при этом между поверхностью отливки и льдом образуется прослойка воды, которая при тонкостенной отливке может даже замерзнуть при охлаждении отливки холодом окружающего льда.
Учитывая работы по разработке «мягких» кристаллизаторов [1], а также по созданию способов взаимодействия расплавленного металла со льдом в песчаной литейной форме [2], на наш взгляд, наиболее просто осуществить такой способ литья при получении тонкой полосы разливкой тонкой плоской струи металла на ледяную подложку в виде облицованной льдом движущейся ленты конвейера. При этом теплофизические условия процесса могут выглядеть таким образом, что затвердевание металла обеспечивается за счет плавления льда (теплота перегрева металла и его фазового перехода расходуется на нагрев и плавление льда), а дальнейшее охлаждение металла происходит в контакте с водой. Тогда тепловой баланс при затвердевании металла выглядит следующим образом: mм (cм tм + λ) = mл (cл tл + r), где с индексом «м» mм - масса, cм - теплоемкость, tм - температура перегрева металла в жидкой фазе и λ - удельная теплота его кристаллизации, а с индексом «л» mл - масса, cл - теплоемкость, tл - температура переохлаждения льда и r - удельная теплота его плавления. Отсюда определяется масса ледяной облицовки кристаллизатора: mл = mм (cм tм + λ) / (cл tл + r).
Кроме того, воспользовавшись аналогией с работами американских исследователей по намораживанию ледяных моделей трех-мерным принтером в морозильной камере, когда капельным или струйным способом подается вода на подложку с получением в результате фасонного ледяного изделия [3], вполне резонно предложить, что подавая принтером струйку расплава металла на поверхность ледяной пластины, мы можем, например, написать букву или слово, состоящее из фигурной полоски металла. Капля или струйка металла во льду выплавляют  ложбинку или канавку и мгновенно в них застывают.
Рассмотренные способы литья пригодны для осуществления с использованием роботизированных комплексов и кристаллизаторов непрерывного действия, ряд аналогов которых можно найти среди оборудования для получения изделий из расплавленных пластмасс. Кроме того, работы в этом направлении могут привести к созданию варианта способа получения аморфных сплавов закалкой из жидкого состояния.

1. Дорошенко В.С., О возможности применения «мягких» кристаллизаторов для непрерывного литья // Литейное производство. - 1994. - №7. – С. 19-20.
2. Дорошенко В.С., Кравченко В.П. Постепенное обновление парадигмы в теории литейных процессов по теме взаимодействия металла с песчаной формой // Металл и литье Украины. – 2009. - № 10 – С. 28-33.
3. Qingbin Liu, Guanghua Sui, M. C. Leu. Experimental study on the ice pattern fabrication for the investment casting by rapid freeze prototyping (RFP) // Computers in Industry. V. 48. - Issue 3 (August 2002). - P. 181 – 197.
См. приложение:
« Последняя редакция: 23.05.2011 :: 10:21:13 - dorosh55 »  
__054.pdf ( 201 KB | 4 Загрузки )
Литье черных/цвет. металлов развесом 0,1-5000 кг. Отливки из чугуна, стали, цв. сплавов по пенопластовым и ледяным моделям -экотехнологии. Владимир dorosh@inbox.ru, т.38066-1457832
Наверх
 
IP записан
 
ЛГМ - групп
Новичок
*
Отсутствует


Литейный инжиниринг

Сообщений: 1
Зарегистрирован: 10.04.2012
Литейное оборудование и литейные цеха литья по газифицируемым моделям ( лгм ) под ключ
Ответ #5 - 10.04.2012 :: 09:10:19
Функции поста
Проектируем и поставляем "под ключ" участки и
цеха точного литья по газифицируемым моделям
( лгм - процесс ) с мощностью от 500 до 20 000
тонн годных отливок в год из сталей, чугунов,
алюминиевых и медных сплавов.
Весь спектр инжиниринговых работ в области
литейного производства.

-Печи плавильные для плавки металлов и сплавов
индукционные типа ИСТ-0,16...ИСТ-5,0 и дуговые
типа ДСП-0,5...ДСП-5,0 с загрузкой от 150 до
5 000 кг. Печи высокоэффективные,работают на
тиристорных преобразователях частоты.
Занимают мало  места. Работы "под ключ".
Варианты новые и б/у.

-Производим ОТЛИВКИ и ЛИТЬЕ (литые детали) из
сталей, чугунов, алюминиевых и медных сплавов.
Масса отливок - от 0,1 до 500 кг.
Отливки высокоточные и дешевые.
Постоянным Заказчикам - скидки.

-Проектируем, производим и поставляем весь
спектр оборудования для литейного производства.


ЛГМ - групп
тел. : +38-068-251-20-23;
тел. : +38-044-424-84-88;
факс : +38-044-227-48-38.
пред-во США факс: +1-(425)-920-96-46

г.Киев, Украина,

E - mail: board@lgm.com.ua
E - mail: lgm-fc@ln.ua
  
Литейное оборудование, цеха и литейные заводы лгм под ключ - литье по газифицируемым моделям - лгм - процесс ; Отливки, литые

заготовки, литые детали и литье из сталей, чугунов, алюминиевых и медн
Наверх
 
IP записан
 
dorosh55
Малоактивный пользователь
*
Отсутствует



Сообщений: 5
Местоположение: Киев
Зарегистрирован: 30.01.2011
Re: Криотехнология - ЛИТЬЕ МЕТАЛЛОВ ПО ЛЕДЯНЫМ МОДЕЛЯМ
Ответ #6 - 18.11.2012 :: 17:19:59
Функции поста
dorosh55 писал(а) 30.01.2011 :: 22:12:30:
В. С. Дорошенко, dorosh@inbox.ru
ЛИТЬЕ МЕТАЛЛОВ ПО ЛЕДЯНЫМ МОДЕЛЯМ
      dorosh@inbox.ru, т.38(066)1457832

В.С. Дорошенко
Физико-технологический институт металлов и сплавов НАН Украины, г. Киев, e-mail: dorosh@inbox.ru
ФИЛЬТРАЦИОННАЯ ФОРМОВКА ПО ЛЕДЯНЫМ МОДЕЛЯМ

Одно из научно-технических направлений в институте ФТИМС НАН Украины - крио-вакуумные технологии формовки посвящено решению задач экологизации, снижения ресурсоемкости процессов точного литья. Сочетание этого направления с компьютерным мониторингом и 3D-технологиями отражает понимание основополагающей роли продуктивности и скорости реальных процессов как одного из основных показателей их эффективности. Разрабатываемый процесс литья по ледяным моделям (ЛЛМ) в вакуумируемые песчаные формы включает операцию удаления разовой модели путем фильтрации ее расплава в песок формы с сохранением на месте модели полости формы для последующей ее заливки расплавом металла, что позволяет отнести его к разновидности фильтрационной формовки. Подобный термин использован в публикациях [1, 2] о формовке с твердением сухой сыпучей песчаной смеси после фильтрации через нее жидкости – отвердителя этой смеси. При ЛЛМ кроме подобного отвердения сухого сыпучего наполнителя с образованием оболочковой формы, фильтрация одновременно служит удалению модели из песчаной формы. Оценивая область применения ЛЛМ, учитывали, что ледяная модель в идеале может приближаться по конструкции к пустотелой стеклянной елочной игрушке, а по размерам быть в диапазоне от снежинки до ледяных блоков размером 0,25x0,5x1,0 м и весом 150 кг. Такие блоки серийно производят в морозильниках, их несложно «склеиванить» водой в сборные конструкции. Обычные для супермаркетов многометровые ряды морозильных бонет с замороженными продуктами размерами от горошины до мясной туши дают основание полагать, что подобные ряды могут стоять в цехе ЛЛМ с моделями таких же размеров и температуры.
Предполагаемые преимущества процесса ЛЛМ.
      1. Экологическая безопасность по сравнению с литьем по разовым моделям из органических материалов, при котором потери (в основном горение в помещении цеха) модельного материала за цикл обычно составляют 10…100%.
      2. Дешевизна получения ледяных изделий при современном уровне развития холодильной техники. Обычно на производство 1 т льда расход электроэнергии составляет до 100 кВтч. Замораживание ледяных моделей на 1 т отливок массой 1 кг из железоуглеродистых сплавов требует до 50 кВтч электроэнергии. Почти 5-кратное снижение суммарных затрат на материалы и энергию при получении форм под заливку при переходе от ЛГМ к ЛЛМ благодаря низкой стоимости модельных материалов, состоящих из воды на  95% [3].
      3. Сокращение длительности и трудоемкости изготовления оболочковой формы из одного слоя толщиной 4…15 мм по сравнению с такими же показателями при получении многослойных оболочек при традиционном литье по выплавляемым моделям. Отрабатываемый процесс формовки имеет следующую длительность основных операций: засыпка и уплотнение сухой песчаной смеси в форме с моделью, герметизация пленкой и подключение к вакуум-насосу - 3…8 мин., таяние модели в форме с фильтрацией ее жидкости, отверждением оболочки и удалением избытка жидкости из полости – 10…20 мин. Затем форму направляют на заливку при вакуумировании формы, либо на подсушку и заливку, либо на извлечение оболочки из сыпучего песка и ее подсушку. Есть теплоносители и способы нагрева для совмещения плавления модели и сушки оболочки.
      4. Благодаря низкой вязкости водной композиции по сравнению с воскообразными составами ледяная модель имеет четкий отпечаток от пресс-формы, чему способствует расширение воды при замораживании, практически отсутствует традиционная усадка твердой модели. Высокая прочность льда по сравнению с традиционными органическими материалами.
        5. Твердение оболочек в объеме уплотненного вибрацией и вакуумом песка вокруг модели повышает точность, стабильность размеров, качество поверхности отливки и трещиноустойчивость, в отличие от традиционных оболочек, твердеющих послойно, что вызывает напряжения, и также подтверждено [2].
       6. Наличие методов послойного 3D-намораживания ледяных моделей (Rapid Freeze Prototyping) и 3D-деформирования моделей из порошкового льда на станках с ЧПУ позволит автоматизировать процесс их производства.

                       Список литературы
1. Знаменский Л. Г., Кулаков Б. А. и др. Фильтрационное формообразование гелеобразующих систем в точном литье // Литейное производство. - 1997. - №4. - С. 34.
2. Знаменский Л. Г. Ивочкина О. В., Ердаков И. Н. Электроимпульсно-фильтрационные технологии изготовления лит. стержней и форм//Вестник ЮУрГУ.-2007.-№13.-С. 39-42. 3. Дорошенко В. С., Бердыев К. Х. Сравнительный расчет экономических затрат на изготовление песчаных форм по газифицируемым и ледяным моделям в литейном производстве // Экологический вестник России. - М. - 2011. - №10. - С. 42 - 47.
« Последняя редакция: 18.11.2012 :: 17:22:17 - dorosh55 »  
Литье черных/цвет. металлов развесом 0,1-5000 кг. Отливки из чугуна, стали, цв. сплавов по пенопластовым и ледяным моделям -экотехнологии. Владимир dorosh@inbox.ru, т.38066-1457832
Наверх
 
IP записан
 
Переключение на Главную Страницу Страницы: 1
Функции темы
‹ Предыдущая Тема | Следующая Тема ›
 
  « Главная ‹ Раздел Наверх  



Valid RSS Valid XHTML Valid CSS Powered by Perl Source Forge