Нижегородский государственный технический университет им. Р. Е. Алексеева, Нижний Новгород, Россия

И. О. Леушин, заведующий кафедрой металлургических технологий и оборудования (МТиО), докт. техн. наук, профессор, эл. почта: igoleu@yandex.ru
Л. И. Леушина, доцент кафедры МТиО, канд. техн. наук, эл. почта: kafmto@mail.ru
О. С. Кошелев, профессор кафедры машиностроительных технологических комплексов, докт. техн. наук, эл. почта: kos7shef3@yandex.ru
П. А. Горохов, аспирант кафедры МТиО, эл. почта: pavel_goroxov@mail.ru

Литье по газифицируемым моделям является одним из наиболее востребованных специальных видов литья, при котором материал неудаляемой разовой литейной модели газифицируется под действием тепловой энергии металла, заливаемого в литейную форму, вступая с ним в непосредственный контакт. Традиционно в качестве материала литейных моделей применяют пенополистирол, имеющий такие недостатки, как интенсивное газовыделение при контакте с металлическим расплавом, и высокая вероятность появления на отливках поверхностных дефектов из-за отложения на стенках формы большого количества сажистого коксового остатка, образующегося в результате газификации модели. В центре внимания авторов — проблема выбора оптимального варианта композиции для изготовления разовых газифицируемых моделей, применимых в производстве заготовок деталей машин из чугуна методом литья. Сформулированы основные требования к материалу моделей, проведен информационно-аналитический обзор состояния вопроса, проанализированы наиболее вероятные химические реакции термодеструкции некоторых полипластиков, выполнены экспериментальные исследования и опытно-промышленное опробование полученных результатов в условиях действующего литейного производства. Для изготовления разовых газифицируемых моделей при производстве отливок из чугуна предложен материал, представляющий композицию из полипропилена, полиметилметакрилата и пенообразователя. Он не содержит дефицитных и дорогих компонентов, характеризуется высокой технологичностью, позволяет получать модели в короткие сроки с минимальной трудоемкостью и обеспечивать производство отливок высокого качества по структуре, механическим свойствам чугуна, поверхностным дефектам и газовой пористости без ухудшения условий труда производственного персонала.

1. Степанов Ю. А. и др. Литье по газифицируемым моделям: основы теории и технологии. — М. : Машиностроение, 1976. — 224 с.
2. Шуляк В. С. Литье по газифицируемым моделям. — СПб. : Профессионал, 2007. — 408 c.
3. Greß T. Dünnwandiger stahlguss-realisierung einer großserientauglichen prozesskette für den automobilbau // Giesserei. 2020. Vol. 1. S. 83.
4. Яковышин О. А. Ресурсосберегающая технология изготовления газифицируемых моделей для литейного производства // Экология и промышленность. 2019. № 2 (59). С. 24–33.
5. Kaliuzhnyi P., Doroshenko V., Neima O. Casting of combined polymer patterns that are gasified // Casting processes. 2023. Vol. 1, Iss. 2. P. 49–55.
6. Леушин И. О., Леушина Л. И., Кошелев О. С., Горохов П. А. Производство тонкостенных чугунных отливок каркасно-ячеистой и упорядоченной сотовой конструкции // Черные металлы. 2023. № 9. С. 95–98.
7. Морозов В. А. Некоторые вопросы технологии литья стали по газифицируемым моделям // Литейное производство. 2016. № 1. С. 32–35.
8. Vollformgießverfahren für die serienfertigung von hochkomplexen gussteilen. (GSL GussStahl Lienen). — URL: https://www.guss.de/prozess/was-ist-giessen/giessverfahren/lost-foam-verfahren (дата обращения: 14.12.2023).
9. Hensold S. Yum abheben: 3-D-druck und feinguss für aerospace-anwendungen // Giesserei. 2023. Vol. 5. S. 82–85.
10. Гурулев С. А. Процесс науглероживания чугунных и стальных отливок при литье по газифицируемым моделям // Литейное производство. 1980. № 6. С. 21–22.
11. Гурулев С. А. Следы в чугуне // Химия и жизнь. 2007. № 6. С. 18–19.
12. А.С. № 500870 СССР, МПК B22C 7/02. Композиция для изготовления газифицируемых моделей / А. Ф. Соколов и др. ; опубл. 30.01.1976.
13. А.С. № 426742 СССР, МПК B22C 7/02. Модельный состав для литья по газифицируемым моделям / Н. Х. Черепахов и др. ; опубл. 02.10.1974.
14. Полипропилен (ПП). Справочник свойств и обзор сфер применения. — URL: https://plastinfo.ru/information/articles/618/ (дата обращения: 13.12.2023).
15. EPOLYMER.RU: Портал полимерной промышленности. — Полипропилен (справочная информация). — URL: https://epolymer.ru/article/polipropilen-chto-eto-za-material-ego-svoystva-i-primenenie (дата обращения: 13.12.2023).
16. Menold P., Cölfen H., Stubenrauch C. Mineral plastic foams // Materials Horizons. 2021. Vol. 8, Iss. 4. P. 1222–1229.
17. Modulor: Kunststoffe. – Polymethylmethacrylat (PMMA). — URL: https://www.modulor.de/werkstoffbibliothek/kunststoffe/polymethylmethacrylat-pmma/ (дата обращения: 14.12.2023).
18. ГОСТ 26996–86. Полипропилен и сополимеры пропилена. Технические условия. — Введ. 01.01.1988.
19. ТУ 2216-243-05757593–2000. Полиметилакрилат марки «Дакрил-8» для автомобильных деталей. — Введ. 01.02.2001.
20. ТУ 6-05-2001–85. Концентрат поливинилхлоридный пенообразующий марки «Пенокон-ПВХ-К».
21. ГОСТ 1412–85. Чугун с пластинчатым графитом для отливок. Марки. — Введ. 01.01.1987.
22. ТУ 4191-001-151102120–2012. Покрытие противопригарное ППУ-1.
23. ГОСТ 2138–91. Пески формовочные. Общие технические условия. — Введ. 01.01.1993.