Самарский государственный технический университет (Самара, Россия)
К. В. Никитин, зав. кафедрой «Литейные и высокоэффективные технологии», декан факультета машиностроения, металлургии и транспорта, докт. техн. наук, профессор, kvn-6411@mail.ru
И. Ю. Тимошкин, доцент кафедры «Литейные и высокоэффективные технологии», канд. техн. наук, доцент
В. Н. Дьячков, доцент кафедры «Литейные и высокоэффективные технологии», канд. техн. наук
Р. М. Биктимиров, доцент кафедры «Литейные и высокоэффективные технологии», канд. техн. наук
К. А. Денисов, инженер кафедры «Литейные и высокоэффективные технологии»
С. В. Евтушенко, магистрант кафедры «Литейные и высокоэффективные технологии»
Представлен обзор способов литья в разовые литейные формы с позиции получения отливок повышенной точности. Дан анализ особенностей применения огнеупорных наполнителей при изготовлении форм из холоднотвердеющих смесей и огнеупорных керамических форм для литья по выплавляемым моделям. Показана тенденция, связанная с поиском новых огнеупорных наполнителей, являющихся альтернативой кварцевому песку и обеспечивающих улучшенные физико-технологические свойства формовочных смесей. Установлено, что таким материалом может являться синтетический бокситовый песок (СПБ). При этом установлено, что в открытых источниках информации имеется крайне мало сведений о его применении для изготовления разовых литейных форм из холоднотвердеющих смесей. Приведены результаты оценки возможности применения СБП для изготовления разовых форм при литье алюминиевых отливок. Установлено, что СБП в качестве огнеупорного наполнителя обеспечивает повышенные технологические и механический свойства холоднотвердеющих смесей по сравнению со смесями на основе кварцевого песка. За счет повышенной теплопроводности смесей на основе СБП в отливке формируется мелкая макроструктура. Показана принципиальная возможность использования СПБ для изготовления разовых форм для литья погружением. Установлено, что литейные формы характеризуются необходимой прочностью, оформление геометрии отливки происходит полностью, пригар на поверхности контакта форма – отливки отсутствует. Сделан обоснованный вывод о том, что СБП является качественным формовочным материалом и может служить альтернативой традиционному использованию кварцевого песка при изготовлении литейных разовых форм на основе холоднотвердеющих смесей.
Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда в рамках проекта № 26-93-20005 и квалифицированного заказчика исследования ООО «Полимет» (г. Тольятти).
1. Дибров А. И., Дибров И. А. Состояние и перспективы развития литейного производства России // Литейное производство и металлургия 2025. Беларусь. Сб. трудов. междунар. научно-техн. конф. – Минск : БНТУ, 2025. С. 8–13.
2. Adamovits M. Casting process modeling’s next step: designing sand cores and tooling // Engineered Casting Solutions Magazine. – Spring, 2004.
3. Кукуй Д. М., Андрианов Н. В. Теория и технология литейного производства: формовочные материалы и смеси. Искусственная сушка горных пород : учеб. пособие / Минск : БНТУ, 2005. – 361с.
4. 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.
5. Голотенков О. Н. Формовочные материалы : учеб. пособие. – Пенза : Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2009. – 164 с.
6. Жуковский С. С. Холоднотвердеющие связующие и смеси для литейных стержней и форм: справочник. – М. : Машиностроение, 2010. – 256 с.
7. ГОСТ 2138–91. Пески формовочные общие технические условия. – Введ. 01.01.1993.
8. Галанте Г., Мичилли О., Масперо Р. Формовка с применением ХТС. Наш взгляд. – Италия : IMF-Луино, 1997. – 159 с.
9. Гудков И. Н., Жухарев Ю. В. Особенности влияния характеристик формовочного песка на качество производимых отливок // Литейщик России. 2014. № 2. С. 35–37.
10. Еремин Е. Н., Исагулова А. З., Ковалева Т. В. Разработка технологии получения высокопрочных литейных форм на основе холоднотвердеющих смесей // Омский научный вестник: технические науки. 2015. № 3. С. 24–26.
11. Chate G. R., Kulkarni P. H., Gramopadhye A., Kalbhairav A. et al. Optimizing cold box core making in cast iron foundry: a sustainable approach with taguchi technique and desirability function // Archives of foundry engineering. 2025. Vol. 25, No. 2. P. 112–125.
12. Дьячков В. Н., Никитин К. В., Баринов А. Ю. Эффективная технология изготовления керамических форм на основе плавленого кварца для литья по выплавляемым моделям // Литейные процессы. 2016. № 15. С. 99–102.
13. Никитин К. В., Соколов А. В., Никитин В. И., Дьячков В. Н. Инновации в литье по выплавляемым моделям. – Самара : СамНЦ РАН, 2017. – 144 с.
14. Пат. 2509622 РФ. Способ изготовления оболочковой огнеупорной формы / Дьячков В .Н. ; приор. 18.10.2012 ; опубл. 20.03.2014.
15. Properties and applications of ceramic foundry sand // Luoyang Kailin Foundry Material. – URL : https://www.foundry-sand.com/products/kailin-ceramic-foundry-sand/ (дата обращения: 10.09.2025).
16. Erhard P., Reddersen C., van den Bosch L. et al. Use of sintered bauxite sand in binder jetting of casting cores // Inter Metalcast. 2025. DOI: 10.1007/s40962-025-01691-8
17. ООО «Полимет», Керамический песок в литейном производстве. – URL : https://stavrol.ru/ (дата обращения: 20.03.2026).
18. Перепелицын В. А., Кормина И. В., Карпец П. А. Вещественный состав и свойства огнеупорных бокситов // Новые огнеупоры. 2005. № 8. С. 1–8.
19. Дубровин В. К., Кулаков Б. А., Заславская О. М., Карпинский А. В. Ускоренное отверждение водных коллоидных связующих при производстве точных отливок // Литейное производство. 2023. №1. С. 23–27.
20. Дубровин В. К., Кулаков Б. А., Карпинский А. В., Заславская О. М. Новые технологические решения при изготовлении термохимически стойких керамических форм для литья титановых сплавов // Известия вузов. Цветная металлургия. 2022. Т. 28, № 5. С. 55–65.
21. Пат. 2757519 C1 РФ. Способ изготовления керамических форм по выплавляемым моделям для получения точных отливок из химически активных и жаропрочных сплавов / Дубровин В. К., Кулаков Б. А., Карпинский А. В., Заславская О. М., Низовцев Н. В. ; приор. 18.10.2021 ; опубл. 18.10.2021.
22. Коврижных Н. И. Литье погружением. – Самара : АНО «Издательство СНЦ», 2018. – 96 с.
23. ГОСТ 1583–93. Сплавы алюминиевые литейные. Технические условия. – Введ. 1.01.1997.