ФГБОУ ВО «Чувашский государственный университет им. И. Н. Ульянова», Чебоксары, Республика Чувашия, Россия:
И. Е. Илларионов, докт. техн. наук, зав. кафедрой «Материаловедение и металлургические процессы», эл. почта: tmilp@rambler.ru

ОАО «НПО «ЦНИИТМАШ», Москва, Россия:
А. С. Кафтанников, ведущий научный сотрудинк
Ф. А. Нуралиев, канд. техн. наук

ФГАОУ ВО «Сибирский федеральный университет», Красноярск, Россия:
Т. Р. Гильманшина, канд. техн. наук, эл. почта: gtr1977@mail.ru

В работе принимала участие Т. А. Богданова

В настоящее время более 40 % отливок получают из чугуна методом литья в разовые формы, в которых бóльшая доля дефектов поверхности приходится на пригар. Представлена разработка технологической пробы для определения величины пригара, позволяющей воспроизводить реальные условия взаимодействия поверхности формы с расплавом при использовании нескольких противопригарных покрытий одновременно. Технологическая проба представляет собой литейную форму, состоящую из нижней и верхней полуформ. В верхней полуформе установлен стояк. Полость формы, расположенная в нижней полуформе, представляет собой четыре соединенных в центре луча, имеющих переменное сечение (25, 50 и 75 мм). Каждый из лучей окрашивается своим покрытием, что позволяет проводить сравнительные испытания до четырех покрытий одновременно. В работе исследовали величину пригара на поверхности отливки, полученной без покрытия, и с применением самовысыхающих покрытий, наполнителями в которых являются природный графит и смесь природного и механоактивированного графитов. Форма выполнена из холоднотвердеющей смеси, смола — альфабонд. Чугун СЧ20 заливали при температуре 1400 °C. Результаты исследований показали, что на поверхности отливки, полученной без применения покрытий, с увеличением толщины стенки от 25 до 75 мм величина пригара повышается на вертикальной и горизонтальной стенках соответственно, мм: от 68,76–128,18 и 76,83–199,23 до 116,66–251,08 и 131,84–408,79. На поверхности отливок наблюдается дефект «разгар». Использование покрытий на основе графитов ГЛС-2 и ГЛС-2А позволяет создавать наиболее благоприятную структуру. Наличие дефекта «разгар» на поверхности отливок не наблюдалось. Величина пригара снижалась 1,5–2,5 раза в зависимости от толщины стенки отливки и качества наполнителя.

1. Леушин И. О., Гpачев А. Н., Гpигоpьев И. С. и др. Многофункциональные покрытия разовых литейных форм для стальных и чугунных отливок // Технология металлов. 2005. № 8. С. 25–27.
2. Илларионов И. Е., Шалунов Е. П., Стрельников И. А. и др. Формирование качества поверхности литейной формы и отливок // Проектирование и перспективные технологии в машиностроении и металлургии : матер. II Республиканской научно-практической конференции. — Чебоксары : ФГБОУ ВПО «Чувашский государственный университет им. И. Н. Ульянова», 2016. С. 44–51.
3. 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.
4. Prstić A., Aćimović-Pavlović Z., Andrić L. et al. Zircon-based coating for the applications in lost foam casting process // Chemical Industry & Chemical Engineering Quarterly. 2012. Vol. 18(4). Р. 587−593.
5. Nwaogu U. C., Tiedje N. S. Foundry Coating Technology: A Review // Materials Sciences and Application. 2011. Vol. 2. Р. 1143–1160.
6. Pat. 4034794 US. Casting process with lignosulfonate-humategraphite mold coatings / K. A. Gebler, J. M. Ferrara, J. V. Grothaus; заявитель и патентообладатель Nalco Chemical Company. — No. US 05/763468 ; заявл. 28.01.77 ; опубл. 12.07.77.
7. Pat. 7507284 US. Sand casting pattern coating compositions containing graphite / V. LaFay, S. Neltner; заявитель и патентообладатель The Hill And Griffith Company. — No. US 10/944471; заявл. 17.09.04 ; опубл. 24.03.09.
8. Pat. 20130032689 A1 US. Foundry coating composition / M. J. Haanepen, F. W. Von Piekartz, Y. Piekartz-Lutgendorff ; патентообладатель Foseco International Limited. — No. US 13/322836 ; заявл. 15.02.11 ; опубл. 07.02.13.
9. Bazhin V. Yu. Structural modification of petroleum needle coke by adding lithium on calcining // Coke and Chemistry. 2015. Vol. 58, No. 4, P. 138–142.
10. Bazhin V. Yu., Feshchenko R. Yu., Ramana G. V., Shabalov M. Yu. Extreme low-grade coal treatment coupled with X-ray testing // CIS Iron and Steel Review. 2016. Vol. 11. P. 4–8.
11. Гильманшина Т. Р., Лыткина С. И., Жереб В. П. и др. Химико-механическая подготовка скрытокристаллического графита к дальнейшей переработке // Обогащение руд. 2016. № 2. С. 14–19.
12. Мамина Л. И., Королева Г. А., Гильманшина Т. Р. Перспективные способы обогащения графита // Литейное производство. 2003. № 2. С. 16–18.
13. Гильманшина Т. Р., Лыткина С. И., Худоногов С. А., Крицкий Д. Ю. Исследование параметров скрытокристаллического графита, обработанного различными способами // Обогащение руд. 2017. № 1. С. 15–18.
14. Валисовский И. В. Пригар на отливках. — М. : Машиностроение, 1983. — 192 с.
15. Бабкин В. Г., Леонов В. В., Гильманшина Т. Р. Степанова Т. Н. Фазовые превращения в графитовых покрытиях и их влияние на чистоту поверхностных отливок // Черные металлы. 2017. № 10. С. 54–59.
16. Марков В. А., Григор А. С., Антипов И. Н., Миронова М. В. Технологическая проба для оценки влияния материала литейной формы на образование пригара и формирование шероховатости поверхности отливок. [Электронный ресурс]. — Режим доступа : http://elib2.altstu.ru/journals/Files/pa2009_3_2/pdf/221markov.pdf (дата обращения: 01.12.2017).
17. Подкопаев С. В., Кидалов Н. А., Осипова Н. А., Закутаев В. А. Комплексная методика определения величины сцепления пригарного слоя с поверхностью отливки из серого чугуна // Машиностроитель. 2011. № 6. С. 19–22.
18. Колокольцев В. М., Вдовин К. Н., Куц В. А. Абразивная износостойкость литых сталей и чугунов : монография. — Магнитогорск : МиниТип, 1997. — 148 с.
19. Vdovin K. N., Gorlenko D. A., Feoktistov N. A., Dubrovin V. K. Study of the effect of complex alloying of high-manganese steel by Ti–Сa–N alloying composition on its microstructure, mechanical and operating properties // CIS Iron and Steel Review. 2017. Vol. 13. P. 17–23.