LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Технологія металів. Машинобуд. → Підвищення якості литого металу методом електрогідроімпульсної обробки розплаву

23



НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ

"Київський політехнічний інститут"





Сінчук Алла Вадимівна


УДК 537.528: 621.74


ПІДВИЩЕННЯ ЯКОСТІ ЛИТОГО МЕТАЛУ МЕТОДОМ

ЕЛЕКТРОГІДРОІМПУЛЬСНОЇ ОБРОБКИ РОЗПЛАВУ



Спеціальність 05.03.07 – Процеси фізико-технічної обробки



АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук








Київ – 2007



Дисертацією є рукопис


Робота виконана в Інституті імпульсних процесів і технологій (ІІПТ) Національної академії наук України


Науковий керівник:

кандидат фізико-математичних наук, доцент Цуркін Володимир Миколайович, Інститут імпульсних процесів і технологій НАН України, вчений секретар.


Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, старший науковий співробітник Лихошва Валерій Петрович, Фізико-технологічний інститут металів і сплавів НАН України, провідний науковий співробітник;


кандидат фізико-математичних наук, старший науковий співробітник Паламарчук Борис Іванович, Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України, зав. лабораторії функціональної синергетики і безпеки імпульсних технологій, провідний науковий співробітник.


Захист відбудеться "17" грудня 2007 р. об 1500 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д26.002.15 при Національному технічному університеті України "Київський політехнічний інститут" за адресою: ауд. 435, корп. 19, пр. Перемоги, 37, м. Київ, 03056



З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного технічного університету "Київський політехнічний інститут" за адресою: пр. Перемоги, 37, м. Київ, 03056



Автореферат розісланий "__07_" листопада 2007 р.




Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Д 26.002.15

доктор технічних наук, професор Л.Ф.Головко

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ


Актуальність теми.Розвиток сучасних галузейпромисловості ставить гостру проблему підвищення якості металовиробів. Один із шляхів вирішення цієї проблеми полягає у розробці нових і вдосконаленні існуючих методів обробки металів, що базуються на використанні висококонцентрованих джерел енергії.

В процесі виготовлення будь-який металовиріб проходить через стадію розплавлення з наступною кристалізацією, тому його структура і властивості певною мірою визначаються структурою і властивостями рідкого металу. Фундаментальні наукові дослідження з вивчення металевих рідин переконливо свідчать, що мікронеоднорідність, структурованість, нерівноважність розплавів мають безпосередній вплив на якість твердого металу. Тому рідкий стан металу становить значимість як об'єкт, для якого різними методами необхідно створити оптимальні умови тверднення.

Одним з таких методів є електрогідроімпульсна обробка (ЕГІО) розплаву, суть якої полягає в генеруванні періодичних імпульсів тиску, що створюються під час високовольтного пробою води в спеціальному пристрої, та в передачі цих імпульсів в розплав через хвилеводно-випромінювальну систему. ЕГІО характеризується високою миттєвою потужністю (від 1 до 10 МВт), широким спектром частот, незначними питомими енерговитратами (до 2 кВтгод/т), легкістю впровадження в існуючий технологічний процес, можливістю оброблювати великі об'єми розплаву. Проведені на чорних та кольорових металах дослідження довели, що ЕГІО дегазує, рафінує розплав від домішок і неметалевих включень, інтенсифікує процеси тепло- і масообміну, збільшує рідиноплинність. Металознавчі дослідження підтвердили позитивний вплив ЕГІО на структуру і властивості сплавів. Однак широке використання цього методу в промисловості сьогодні стримується недостатньою стабільністю і повторюваністю позитивних результатів, слабкою керованістю процесом обробки та недостатньою ефективністю ЕГІО великих об'ємів розплаву.

Підвищити ефективність методу можна за рахунок вдосконалення самого джерела енергії шляхом пошуку стабільного і ефективного режиму високовольтного розряду та оптимальних параметрів обробки, які б забезпечували суттєве підвищення якості литого металу. Це тісно пов'язано з необхідністю більш детально вивчити фізичні процеси, що проходять у розплаві під дією нестаціонарного поля тиску, та мати чітку уяву про електрогідроімпульсну оброблюваність різних сплавів, механізм електрогідроімпульсного впливу на стан розплаву перед кристалізацією і на умови зародкоутворення. Необхідно також оптимізувати вибір параметрів хвилеводної системи, яка є однією із найбільш навантажених елементів обладнання, оскільки зазнає дію потужних силових навантажень та агресивних факторів високотемпературного середовища.

Розв'язок цих питань в дисертаційній роботі є актуальним, оскільки дозволяє вирішити важливу науково-технічну задачу вдосконалення методу електрогідроімпульсної обробки розплаву, спрямовану на розширення його функціональних можливостей щодо підвищення якості ливарних сплавів.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами.Результати, наведені в цій роботі, отримано під час виконання науково-дослідних робіт тематичного плану Інституту імпульсних процесів і технологій (ІІПТ) НАН України, м. Миколаїв, по основному науковому напрямку його діяльності „Дослідження імпульсної дії високоінтенсивних потоків енергії на багатофазні середовища, різноманітні матеріали і конструкції і створення на цій основі нових технологій", який затверджено Постановою Президії НАН України "№113 від 22.04.91 і підтверджено Постановою Бюро ВФТПМ НАН України (протокол №12 від 20.09.2005):

а) НДР №480 "Дослідити умови графітоутворення в високовуглецевих сплавах, які піддані електрогідроімпульсній обробці, та встановити параметри, що забезпечують створення екологічно чистих, низько енергоємних процесів лиття", №ДР0195U020695, яка виконана згідно з Постановою Бюро ВФТПМ НАН України (протокол №16 від 07.11.98);

б) НДР №497 "Дослідження способів сумісного впливу електрогідроімпульсної обробки і модифікування на структуроутворення, механічні і службові властивості високоміцного чавуну", №ДР0100U004077, яка виконана згідно з Постановою Бюро ВФТПМ НАН України (протокол №8 від 16.05.2000);

в)НДР №506 "Дослідження особливостей структурних змін алюмінієвих і залізовуглецевих сплавів, що обумовлені імпульсним впливом на розплав", №ДР0102U004250, яка виконана згідно з Постановою Бюро ВФТПМ НАН України (протокол №3 від 05.02.2002).

Мета і задачі дослідження.Мета дослідження полягала в тому, щоб на основі вивчення процесів, які відбуваються в розплаві в умовах імпульсного силового