Другий (магістерський) рівень

Permanent URI for this collection

https://dspace.kntu.kr.ua/handle/123456789/11504

Browse

Now showing 1 - 20 of 32

Дослідження особливостей формування герметичності в магнієвих ливарних сплавах
(ЦНТУ, 2025-01-06) Ардунатій, Валентин Сергійович; Ardunatii, Valentyn
Кваліфікаційна магістерська робота присвячена дослідженню особливостей формування герметичності в магнієвих ливарних сплавах з метою виявлення факторів, що впливають на утворення дефектів, та визначення основних причин появи негерметичність у виливках. В результаті проведених досліджень встановлено, що герметичність магнієвих виливків, пов'язана не стільки з усадковою мікропористістю, що утворюється в ході затвердіння виливки в умовах щодо повільного охолодження, властивого лиття в разові піщані форми, скільки з формою і протяжністю мікропор у виливку. Виявлено, що сплав, що має незначну кількість усадочних пір МЛ 10 програє в герметичності сплаву з більшою часткою пір у виливках МЛ 12. Показано, що визначальним для отримання герметичної виливки є вузький температурний інтервал кристалізації сплаву та наявність у структурі виливки достатньої кількості евтектичної складової для блокування порожнин, що утворюються в тілі виливки внаслідок утрудненого живлення через двофазну область. Встановлено, що сплав МЛ 10 демонструє максимальну кількість відкритої пористості в зразках литих сплавів, що веде до герметичності тонкостінних виливків з нього. Дослідження показали, що головною причиною порушення герметичності виливків зі сплаву МЛ10 є висока пористість, спричинена недостатньою кількістю евтектики в структурі та міждендритними порожнинами. Для сплаву МЛ10 характерні вузький інтервал кристалізації та значне тепловиділення, що призводить до утворення концентрованих усадкових раковин. У сплаві МЛ12 розширений інтервал кристалізації та більша кількість евтектики забезпечують компактнішу структуру пористості, що позитивно впливає на герметичність. Сплав МЛ12 демонструє вищу герметичність завдяки більшій кількості евтектичної фази, яка сприяє замиканню міждендритних порожнин. У сплаві МЛ10 пористість має протяжний характер, що значно знижує герметичність. Встановлено, що зниження щільності сплаву МЛ10 у порівнянні з МЛ12 пов’язане з меншою кількістю легуючих елементів, що впливає на утворення пористості. Для підвищення герметичності виливків зі сплаву МЛ10 рекомендовано збільшити кількість евтектики в структурі шляхом легування та оптимізації технологічних процесів лиття. The qualification master's thesis is devoted to the study of the features of tightness formation in magnesium casting alloys in order to Identification of factors influencing the formation of defects and determination of the main causes of leakage in castings. As a result of the research, it was found that the tightness of of magnesium castings is associated not so much with shrinkage microporosity, which formed during the solidification of the casting in conditions of relatively slow cooling, inherent in casting in one-time sand molds, but rather with the shape and and length of micropores in the casting. It was found that an alloy with a small number of shrinkage pores ML 10 alloy loses in tightness to an alloy with a larger proportion of pores in ML 12 castings. It is shown that the decisive factor for obtaining a tight casting is a narrow temperature interval of alloy crystallization and the presence in the casting structure of of a sufficient amount of eutectic component to block the cavities that formed in the body of the casting due to impeded power supply through the two-phase region. It was found that ML 10 alloy demonstrates the maximum amount of open porosity in samples of cast alloys, which leads to leakage of thin-walled castings made from it. Studies have shown that the main reasons for for leakage of ML10 alloy castings is high porosity, caused by the lack of eutectics in the structure and interdendritic cavities. ML10 alloy is characterized by a narrow crystallization interval and significant heat generation, which leads to the formation of concentrated shrinkage sinks. In ML12 alloy, a wider crystallization interval and a larger amount of eutectics provide a more compact porosity structure, which has a positive effect on the tightness. ML12 alloy demonstrates higher tightness due to the higher amount of of the eutectic phase, which contributes to the closure of interdendritic cavities. In the alloy ML10 alloy, the porosity is longitudinal, which significantly reduces the tightness. It was found that the decrease in the density of ML10 alloy compared to ML12 is associated with a smaller number of alloying elements, which affects the formation of porosity. To improve the tightness of ML10 alloy castings, it is recommended to increase the amount of eutectic in the structure by alloying and optimizing of casting processes.
Дослідження процесу теплопередачі між ливарним алюмінієвим сплавом системи Al-Si і кокілем
(ЦНТУ, 2025-01-06) Міщенко, Аліна Іванівна; Mishchenko, Alina
Кваліфікаційна магістерська робота присвячена дослідження процесу теплопередачі між ливарним алюмінієвим сплавом системи Al-Si і кокілем. Серед багатьох взаємопов’язаних процесів під час технологічного процесу формування виливків одне з головних місць займають теплові процеси. Температура є одним з найважливішим термодинамічним параметром, що визначає стан будь-якої системи. Величина коефіцієнта теплопередачі залежить від багатьох параметрів, таких як температура поверхні виливка, теплофізичних властивостей матеріалів виливка і форми, тиску, величини зазору, що з'являється при усадці виливка і тепловим розширенням форми, шорсткістю поверхні форми та атмосферу в зазорі виливок-форма, товщину і склад фарб і покриттів. Для визначення коефіцієнта теплопередачі були вибрані широко відомі сплави на основі системи Al-Si з різним інтервалом кристалізації, що використовуються в ливарному виробництві, а також сплав МЛ5. Матеріал для виготовлення форми був обраний сталь. В сучасних умовах точні знання теплофізичних властивостей матеріалів форм та ливарних сплавів, а також значення коефіцієнта теплопередачі на межі поділу метал-форма дають широкі можливості для моделювання ливарних процесів. Для визначення значення коефіцієнта теплопередачі були розміщені термопар безпосередньо на границі контакту металу з формою (T1, T2) – мінімальне значення функції помилок для них було отримано за значення коефіцієнта теплопередачі hL рівному 900 Вт/(м2К) і hS дорівнює 600 Вт/(м2 К). Виявлено, що максимальне значення коефіцієнта теплопередачі 2600 Вт/(м2 К) при температурі 658°С досягається при температурі вище, ніж температура ліквідусу сплаву для всіх сплавів, крім сплаву А1-12Si. Для даного сплаву максимальне значення коефіцієнта теплопередачі досягається при температурі нижче солідусу. При температурах соліду 576°С, 552 °С, 576 °С для трьох сплавів - А1- 3Si, А1-7Si і А1-12Si - значення коефіцієнта теплопередачі склали відповідно 1000 Вт/(м 2 К), 550 Вт/(м 2 К) і 1500 Вт/(м 2 К), зі збільшенням частки твердої фази в сплаві відбувається значне зниження коефіцієнта теплопередачі. Максимальне значення коефіцієнта теплопередачі досягається поблизу температури ліквідусу сплаву. Графік зміни коефіцієнта теплопередачі між виливком із сплаву МЛ5 і кокілем зі сталі 20 показує максимальне значення коефіцієнта теплопередачі при температурі, близької до температури ліквідусу сплаву. Найбільш значну зміну коефіцієнта теплопередачі можна спостерігати в інтервалі кристалізації сплаву. А після повного затвердіння виливка, коефіцієнт теплопередачі змінюється менш помітно. The qualification of the master's thesis is devoted to the heat transfer process using aluminum alloys Al-Si and cocaine. Among the many complex processes during the technological process, single processes associated with obtaining thermal processes are formed. Temperature is one of the most important thermodynamic parameters, which is important for each systems. The value of the heat transfer coefficient is saved from large parameters, such as the surface temperature of the surface, the thermophysical properties of the materials of the fork and forms, sizes, sizes, which are used in the shrinkage of the fork and thermal expansion of forms, surface rigidity. Forms and atmosphere in gap fork-forms, in the warehouse and warehouse of paints and coatings. To determine the heat transfer coefficient, widely known alloys on the main Al-Si systems with different crystallization intervals, which are used in various developments, as well as the ML5 alloy, were selected. Material for the manufacture of stainless steel forms. In modern minds, accurate knowledge of the thermophysical properties of materials in the form of various alloys, as well as a significant heat transfer coefficient in interphase metaforms provide ample opportunities for modeling technological processes. To determine the value of the heat transfer coefficient, thermocouples were located directly at the boundaries of the metal contact with the mold (T1, T2) - the minimum value of the heat transfer function, so that they could be selected for the value of the heat transfer coefficient hL equal to 900 W / (m2K) and hS up to 600 W / (m2K). It was found that the maximum value of the heat transfer coefficient of 2600 W / (m2 K) at a temperature of 658 ° C is achieved at a body temperature below the liquid alloy temperature for all alloys, cream of the Al-12Si alloy. For such an alloy, the maximum height means that the heat transfer coefficient is achieved at a temperature below the solidus. At salt temperatures of 576°C, 552°C, 576°C for three alloys - Al-3Si, Al-7Si and Al-12Si - the significant heat transfer coefficient will be uniformly 1000 W/(m2K), 550 W/(m2K) and 1500 W/(m2K), with increased parts of solid phases in alloys, production means a reduced heat transfer coefficient. The maximum value of the heat transfer coefficient is achieved near the temperature of the liquid and alloy. The graph of the heat transfer coefficient measurement with the participation of forks made of ML5 alloy and a collection of 20 minutes has the maximum value of the heat transfer coefficient at a temperature from temperature to the temperature of the liquid alloy. The heat transfer coefficient, which can be maintained in the intervals between crystallization of the alloy, has a greater value. And after repeated confirmation, the heat transfer coefficient changes less time.
Дослідження впливу суміші захисних газів на окиснення магнієвого ливарного розплаву
(ЦНТУ, 2025-01-06) Шаврунов, Дмитро Ігорович; Shavrunov, Dmytro
Кваліфікаційна магістерська робота присвячена впливу суміші захисних газів на окиснення магнієвого ливарного розплаву. Магнієві сплави є важливим матеріалом для лиття, зокрема завдяки їхній легкості, здатності демпфувати вібрації та низькій інерційності. Рівномірна дрібнозерниста структура виливків, яка забезпечує покращені механічні властивості, досягається за рахунок швидкого охолодження, модифікуючих добавок або фізичного впливу на розплав. Використання цирконію як модифікатора ефективно подрібнює зерна, але його дія залежить від складу сплаву. Захисні властивості газових захисних сумішей визначаються їхньою здатністю формувати щільну оксидну плівку, яка запобігає окисленню та займанню. Альтернативні захисні газові суміші, такі як HFC-R134a у поєднанні з CO2, забезпечують належний захист магнієвих ливарних розплавів і мають менший екологічний вплив. Формування якісних оксидних плівок залежить від складу активного газу та газу-носія. Використання екологічно чистих газових сумішей, таких як СО2, HFC-R134a та інших, є актуальним напрямом розвитку лиття магнієвих ливарних сплавів. Запропоновано експериментальну установку для дослідження впливу суміші захисних газів на окиснення магнієвого ливарного розплаву МЛ 19 та дозволила змоделювати умови плавки сплаву в різних сумішах захисних газів. Склад захисних газів варіювався: в якості газів-носіїв використовували СО2 та N2, активних газів – SF6 та HFC-R134a. Техніка аналізу складу оксидної плівки та сплаву забезпечила порівняння результатів для різних умов плавки. Встановлено, що швидкість нагрівання та охолодження розплаву суттєво впливають на формування структури виливків. Результати досліджень показали, що при витримці розплаву МЛ 19 в суміші захисних газових середовищах угар елементів мінімальний, незалежно від складу газової суміші. Використання CO2, N2 у поєднанні з SF6 або HFCR134a забезпечує подібний вплив на вміст компонентів сплаву, хоча в реальних умовах плавки угар може бути більш значнім через перемішування розплаву. Виявлено, що утворення оксидної плівки залежить від активного газу SF6, який сприяє збільшенню вмісту фторидів магнію, а HFC-R134a – вуглецевмісних сполук. Найбільш типовими компонентами плівки є оксиди магнію, ітрію, цирконію, а також фториди та вуглецеві фази. Виявлено, що збільшення концентрації активних газів у суміші призводить до зміни хімічного складу плівки, що обумовлює зростання вмісту фтору при використанні SF6. Товщина оксисної плівки варіюється в межах 10… 20 мкм, значення залежать від складу захисної газової суміші. Використання активних газів SF6 та HFC-R134a демонструє ефективність у зменшенні окислення магнієвого ливарного розплаву, однак особливості утворення плівки визначаються вмістом компонентів у суміші захисних газів. The qualifying master's thesis is devoted to the effect of a mixture of protective gases on the oxidation of magnesium casting melt. Magnesium alloys are an important material for casting, in particular due to their lightness, ability to damp vibrations and low inertia. Uniform fine-grained structure of castings, providing improved mechanical properties, is achieved through rapid cooling, modifying additives or physical impact on the melt. The use of zirconium as a modifier effectively grinds grains, but its effect depends on the composition of the alloy. The protective properties of gas shielding mixtures are determined by their ability to form a dense oxide film that prevents oxidation and ignition. Alternative shielding gas mixtures, such as HFC-R134a in combination with CO2, provide adequate protection for magnesium casting melts and have a lower environmental impact. The formation of high-quality oxide films depends on the composition of the active gas and carrier gas. The use of environmentally friendly gas mixtures, such as CO2, HFC-R134a and others, is an important area of development in the casting of magnesium casting alloys. An experimental setup is proposed to study the effect of a mixture of shielding gases on the oxidation of magnesium casting melt ML 19 and made it possible to simulate the melting conditions of the alloy in various mixtures of shielding gases. The composition of the shielding gases varied: CO2 and N2 were used as carrier gases, SF6 and HFC-R134a were used as active gases. The technique of analyzing the composition of the oxide film and alloy provided a comparison of the results for different melting conditions. It was found that the heating and cooling rates of the melt have a significant effect on the formation of the casting structure. The results of the studies showed that when holding the ML 19 melt in a mixture of protective gas environments, the loss of elements is minimal, regardless of the composition of the gas mixture. The use of CO2, N2 in combination with SF6 or HFC-R134a provides a similar effect on the content of alloy components, although in real melting conditions, the loss may be more significant due to melt mixing. It was found that the formation of an oxide film depends on the active gas SF6, which contributes to an increase in the content of magnesium fluorides, and HFCR134a - carbon-containing compounds. The most typical components of the film are oxides of magnesium, yttrium, zirconium, as well as fluorides and carbon phases. It was found that increasing the concentration of active gases in the mixture leads to a change in the chemical composition of the film, which causes an increase in the fluorine content when using SF6. The thickness of the oxide film varies within 10… 20 μm, the values depend on the composition of the protective gas mixture. The use of active gases SF6 and HFC-R134a demonstrates the effectiveness of reducing the oxidation of magnesium casting melt, but the features of film formation are determined by the content of components in the mixture of protective gases.
Дослідження впливу структури феритного ковкого чавуну на його твердість
(ЦНТУ, 2025-01-02) Косінов, Артур Леонідович; Kosinov, Artur
Метою даного дослідження є вивчення впливу структури феритного ковкого чавуну на його твердість. Дослідження проводяться методами математичної статистики, кореляційним аналізом в середовищі Місrosoft Offis Excel та MathCADа. Проведені дослідження: вплив кількості виділень графіту на твердість ковкого чавуну; вплив діаметра графітних включень ковкого чавуну на твердість; вплив вмісту перліта на твердість ковкого чавуну; вплив розміру феритного зерна на твердість ковкого чавуну; вплив діаметра графітних включень на їх число; вплив кількості включень графіту на вміст перліту у феритному ковкому чавуні; вплив числа включень графіту на розмір зерна фериту; вплив вмісту перліту на середній діаметр графітних включень; вплив вмісту перліту на розмір феритного зерна ковкого чавуну; вплив розміру феритного зерна на діаметр виділень графіту феритного ковкого чавуну. Отримано рівняння множинної кореляції залежності твердості від структури феритного ковкого чавуну. З’ясовано, що при збільшенні розміру графітних включень до 80 мкм збільшується твердість ковкого чавуну, а якщо графітні включення будуть більше 80 мкм твердість починає знижуватися. При дослідженні твердість ковкого чавуну знижується зі збільшеням числа графітних включень та підвищується зі збільшенням вмісту перліта, а також знижується зі збільшенням розміру феритного зерна більше 40 мкм. Твердість ковкого чавуну знижується зі збільшенням числа графітних включень на 1 мм2. Твердість ковкого чавуну підвищується зі збільшенням вмісту перліту. Зі зростанням числа графітних включень вміст перліту знижується. При вмісті перліту до 10% зі зростанням кількості перліту розмір графітних включень збільшується. The aim of this study is to investigate the effect of the structure of ferritic ductile iron on its hardness. The research is carried out by the methods of of mathematical statistics, correlation analysis in the environment of Microsoft Offis Excel and MathCAD. The research was conducted to determine the effect of the amount of graphite on the hardness of of ductile iron; influence of the diameter of graphite inclusions of ductile iron on hardness; the effect of pearlite content on the hardness of ductile iron; the effect of ferrite grain size on ferrite grain size on the hardness of ductile iron; influence of the diameter of graphite inclusions on their number inclusions on their number; the effect of the number of graphite inclusions on the pearlite content in ferritic malleable cast iron; influence of the number of graphite inclusions on the grain size influence of pearlite content on the average diameter of graphite inclusions; influence of of pearlite content on the size of ferritic grain of ductile iron; influence of ferritic grain size on the diameter of ferrite grain size on the diameter of ferritic graphite inclusions in ductile iron. The equation of multiple correlation of the dependence of hardness on the structure of of ferritic ductile iron. It has been found that with an increase in the size of graphite inclusions up to 80 μm the hardness of ductile iron increases, and if graphite inclusions are more than 80 microns, the hardness begins to decrease. In the study, the hardness of the of ductile iron decreases with an increase in the number of graphite inclusions and increases with an increase in the pearlite content, and also decreases with increase in ferrite grain size over 40 microns. The hardness of ductile iron cast iron decreases with an increase in the number of graphite inclusions per 1 mm2. The hardness of ductile iron increases with the pearlite content. With the number of graphite inclusions increases, the pearlite content decreases. At the content of content of up to 10%, the size of graphite inclusions increases with the amount of pearlite increases.
Дослідження впливу складу, температури модифікування та структури ковкого чавуну на його механічні властивості
(ЦНТУ, 2025-01-02) Лисенко, Андрій Якович; Lysenko, Andrii
Метою дослідження є вивчення впливу хімічного складу, температури модифікування та структури на механічні властивості виливків із ковкого чавуну. Дослідження виконувалось методами математичної статистики – перевірка гіпотези про підпорядкування вибірки нормальному закону розподілу, кореляційним і регресійним аналізом в середовищі Місrosoft Offis Excel та MathCAD. Отримані дані з метою встановлення степені достовірності досліджуваних залежностей механічних властивостей за допомогою перевірки гіпотези нормального розподілу міцносних показників та структури. Побудовані гістограми розподілу значень механічних властивостей та структури (твердості, межи міцності, діаметра графітних включень, числа графітних включень, кількості перліту, розміру зерна фериту). Встановлена тіснота зв’язку між досліджуваними відповідними параметрами, встановлено також характер впливу вуглецю, кремнію, сірки на механічні властивості ковкого чавуну. Встановлений також оптимальний склад ковкого чавуну. З’ясовано, що вирішальний влив на механічні властивості має вуглець і кремній, а також структура чавуну. Отже, треба регулювати хімічний склад для поліпшення міцності і твердості виливків із ковкого чавуну. Запропоновано відповідно оптимальний склад ковкого чавуну для дослідження його міцносних властивостей. The aim of the study is to investigate the influence of chemical composition, temperature modification and structure on the mechanical properties of ductile iron castings. The study was carried out using the methods of mathematical statistics testing the hypothesis that the sample is subject to the normal law distribution, correlation and regression analysis in Microsoft Offis Excel and MathCAD. The data obtained in order to establish the degree of reliability of the studied dependencies of mechanical properties by testing the hypothesis of normal distribution of strength and structure. Histograms of the distribution of values of mechanical properties and structure (hardness, tensile strength, diameter of graphite inclusions, number of graphite inclusions, the number of pearlite, and ferrite grain size). It was established the closeness of the relationship between the studied relevant parameters, and also the nature of the influence of carbon, silicon, and sulfur on the mechanical properties of of ductile iron. The optimal composition of ductile iron was also determined. It was found that carbon and silicon, as well as the structure of the cast iron, have a decisive influence on the mechanical properties. Therefore, it is necessary to adjust the chemical composition to improve the strength and hardness of ductile iron castings. Accordingly, the optimal composition of ductile iron is proposed for to study its strength properties.
Дослідження впливу структури на відносне подовження ковкого чавуну
(ЦНТУ, 2025-01-02) Миронов, Денис Сергійович; Myronov, Denys
Мета дослідження  це вивчення впливу структури на відносне подовження ковкого чавуну. Дослідження проводились відповідно методами математичної статистики – перевірка кореляційним аналізом в середовищі Місrosoft Offis Excel та MathCAD. В роботі отримані дані з метою встановлення степені достовірності досліджуваних залежностей відносного подовження від показників та структури ковкого чавуну. Виконані дослідження впливу діаметра графітних включень на відносне подовження ковкого чавуну; кількості виділень графіту на відносне подовження ковкого чавуну; впливу розміру феритного зерна на відносне подовження ковкого чавуну; впливу міцність ковкого чавуну на його відносне подовження. Отримано рівняння множинної кореляції залежності відносного подовження від структури ковкого чавуну. З’ясовано, що при числі графітних включень менше 50 штук на 1 мм 2 шлифа зі збільшенням числа графітних включень збільшується і відносне подовження. З підвищенням вмісту перліту у ковкому чавуні відносне подовження зменшується. При зростанні розміру феритного зерна більше 45 мкм, відносне подовження феритного ковкого чавуну починає збільшуватися. Показано також, що зі збільшенням пластичності (%), міцність (В) феритного ковкого чавуну знижується. Встановлено, що між відносним подовженням ковкого чавуну і твердістю існує тісний лінійний зворотній кореляційний зв'язок, про що свідчить високе значення коефіцієнта кореляції (r = 0,3012). The purpose of the study  is to study the effect of structure on the relative elongation of ductile iron. The research was conducted accordingly by the following methods mathematical statistics - checking by correlation analysis in Microsoft Offis Excel and MathCAD. The data obtained in this work were used to establish the degree of reliability of the of the studied dependences of relative elongation on the parameters and structure of ductile iron. The influence of the diameter of graphite inclusions on the relative elongation of ductile iron; the amount of graphite inclusions on the relative elongation of ductile iron; the effect of ferrite grain size on the relative elongation of ductile iron; influence of ductile iron strength on its relative elongation. The equation of multiple correlation of the dependence of of the relative elongation on the structure of ductile iron. It was found that when the number of graphite inclusions is less than 50 pieces per 1 mm 2 grind with an increase in the number of graphite inclusions, the relative elongation also increases. With an increase in the content of pearlite in ductile iron, the relative elongation decreases. When the ferrite grain size increases above 45 μm, the relative elongation of ferritic ductile iron begins to increase. It is also shown that with an increase in plasticity (%), strength (В) of ferritic ductile iron decreases. It was found that there is a close linear relationship between the relative elongation of ductile iron and hardness there is a close linear inverse correlation, as evidenced by the high value of the correlation coefficient is evidenced by the high value of the correlation coefficient (r = 0.3012).
Розробка технології лиття в кокіль виливка «Кришка» з удосконаленням процесу проектування ливарного оснащення на основі поєднання традиційних та адитивних технологій
(ЦНТУ, 2025-01-02) Кравченко, Олексій Іванович; Kravchenko, Oleksii
Вибрано ливарне обладнання та описано роботу ливарного цеху. Розроблено технологію лиття в кокіль виливка «Кришка». Досліджено шляхи удосконалення процесу проектування ливарного оснащення на основі поєднання традиційних та адитивних технологій. Актуальність роботи полягає у розробці технології лиття в кокіль виливка «Кришка» з використанням сучасного високопродуктивного ливарного обладнання. На основі аналізу сучасних можливостей 3D друку, комп’ютерної техніки та програмного забезпечення обґрунтовано необхідність удосконалення процесів проектування та виготовлення ливарного оснащення на основі застосування адитивних технологій та розроблено рекомендації, які допоможуть прискорити впровадження у виробництво нових виливків із використанням оснащення, виготовленого за допомогою 3D принтера. The foundry equipment is selected and the work of the foundry is described. The technology of casting the “Lid” casting in a kokil is developed. Ways to improve the process of designing foundry equipment based on a combination of traditional and additive technologies are investigated. The relevance of the work lies in the development of the technology of coil casting of the “Lid” casting using modern high-performance casting equipment. Based on the analysis of modern capabilities of 3D printing, computer hardware and software, the need to improve the processes of designing and manufacturing foundry equipment based on the use of additive technologies is substantiated and recommendations are developed that will help accelerate the introduction of new castings into production using equipment made with a 3D printer.
Розробка технології лиття в кокіль виливка «Корпус» з підвищенням якості литва на основі дослідження термодинаміки процесу рафінування металу
(ЦНТУ, 2025-01-02) Мануйлович, Вадим Валерійович; Manuilovych, Vadym
Вибрано ливарне обладнання та описано роботу ливарного цеху. Розроблено технологію лиття в кокіль виливка «Корпус». Досліджено дослідження термодинаміки процесу рафінування металу. Актуальність роботи полягає у розробці технології лиття в кокіль виливка «Корпус» з використанням сучасного високопродуктивного ливарного обладнання. На основі комп’ютерного аналізу термодинамічних характеристик хімічних реакцій що протікають при рафінуванні алюмінієвих сплавів досліджено вплив хімічного складу рафінуючих препаратів на інтенсивність процесу рафінування та розроблено рекомендації щодо удосконалення процесу. The foundry equipment is selected and the work of the foundry is described. The technology of casting the “Corpus” casting in a kokil is developed. The study of the thermodynamics of the metal refining process is investigated. The relevance of the work lies in the development of the technology of casting the “Korpus” casting in a kokil using modern high-performance casting equipment. Based on a computer analysis of the thermodynamic characteristics of chemical reactions occurring during the refining of aluminum alloys, the influence of the chemical composition of refining agents on the intensity of the refining process was investigated and recommendations for improving the process were developed.
Розробка технології лиття в піщано-глинисту форму виливка «Важіль» з удосконаленням конструкції виливка на основі комп’ютерного аналізу його напружено-деформованого стану
(ЦНТУ, 2025-01-02) Панков, Станіслав Юрійович; Pankov, Stanislav
Обґрунтовано місце побудови ливарного цеху. Вибрано та описано роботу обладнання для виготовлення виливків. Розроблено технологію лиття в піщано-глинисту форму виливка «Важіль». Виконано комп’ютерний аналіз напружено-деформованого стану виливка за умов його реальних навантажень. На основі виконаних досліджень розроблено рекомендації щодо підвищення міцності та зменшення металоємності виливка. Актуальність роботи: розроблено технологію лиття в піщано-глинисту форму виливка «Важіль». Досліджено напружено-деформований стан виливка при його реальних експлуатаційних навантаженнях. Практичне значення: розроблені рекомендації дозволяють зменшити металоємність виливка при збереженні його міцності за рахунок використання у його конструкції ребер жорсткості. The location of the foundry is substantiated. The equipment for the production of castings is selected and described. The technology of casting the “Lever” casting in a sand and clay mold is developed. A computer analysis of the stress-strain state of the casting under the conditions of its actual loading was performed. On the basis of the performed research, recommendations for increasing the strength and reducing the metal consumption of the casting were developed. The relevance of the work: the technology of casting the “Lever” casting in a sandy-clay mold has been developed. The stress-strain state of the casting under its actual operating loads was investigated. Practical significance: the developed recommendations make it possible to reduce the metal consumption of the casting while maintaining its strength by using stiffeners in its design.
Застосування магнітодинамічного міксера-дозатора моделі МД-6300 для індукційного нагріву і ефективної електромагнітної розливки рідкого чавуну
(ЦНТУ, 2025-01-02) Ромадін, Валерій Миколайович; Romadin, Valerii
Науково-дослідна робота присвячена застосуванню магнітодинамічних технологій на виробництві і вивченню впливу електричного і магнітного поля на властивості сірого чавуну при виготовленні литих гільз циліндрів тракторних двигунів. Встановлено зменшення розмірів графітових включень, подрібнення структури металевої основи і підвищення від 5 до 10% тимчасового опору розриву, тимчасового опору згинанню і твердості у литих гільзах циліндрів тракторних двигунів, отриманих електромагнітною обробкою і розливкою. The research work is devoted to the application of magnetodynamic technologies in production and the study of the effect of electric and magnetic fields on the properties of gray cast iron in the manufacture of cast cylinder liners for tractor engines. It was found that the size of graphite inclusions was reduced, the structure of the metal base was crushed, and the temporary tensile strength, temporary bending strength, and hardness of cast tractor engine cylinder liners obtained by electromagnetic treatment and casting were increased by 5 to 10%.
Ливарний комплекс заводу сільськогосподарського машинобудування з розробленням процесу виготовлення виливків з високоміцного чавуну та дослідженням термодинаміки процесу десульфурації металу
(ЦНТУ, 2025-01-02) Конончук, Максим Сергійович; Kononchuk, Maksym
Обґрунтовано вибір місця для будівництва ливарного цеху. Описано роботу обладнання, яке використовується для виготовлення виливків. Розроблено технологію лиття в піщано-глинисту форму для виливка з високоміцного чавуну «Кришка задня». Проведено дослідження термодинамічних характеристик процесу десульфурації чавуну за допомогою магнію та оксиду марганцю. Розроблено рекомендації для інтенсифікації процесу десульфурації металу. Актуальність роботи: полягає в розробці технології лиття в піщано-глинисту форму для виливка «Кришка задня». Досліджено вплив температури, тиску та концентрації реагентів на зміщення рівноваги процесу десульфурації чавуну. Практичне значення: полягає в тому, що розроблені рекомендації сприяють ефективному проведенню процесу десульфурації металу. The choice of location for the construction of the foundry is substantiated. The operation of the equipment used for the production of castings is described. The technology of casting in a sand and clay mold for a high-strength cast iron casting “Back Cover” is developed. The thermodynamic characteristics of the cast iron desulphurization process using magnesium and manganese oxide were studied. Recommendations for intensification of the metal desulfurization process were developed. The relevance of the work: the development of the technology of casting in a sandy clay mold for the “back cover” casting. The influence of temperature, pressure, and concentration of reagents on the equilibrium shift of the cast iron desulfurization process was investigated. Practical significance: the developed recommendations contribute to the effective implementation of the metal desulfurization process.
Ливарний комплекс машинобудівного заводу з розробленням процесу виготовлення виливків із сталі 35Л методом лиття в піщаноглинисті форми
(ЦНТУ, 2025-01-02) Янко, Андрій Вікторович; Yanko, Andrii
Завданням даної кваліфікаційної роботи є організація роботи ливарного комплексу машинобудівного заводу з розробленням процесу виготовлення виливків із сталі 35Л методом лиття в піщаноглинисті форми. В першому розділі пояснювальної записки описано відділення ливарного цеху (плавильне, формувальне, стержньове, очисне, обрубне) і вибрано основні типи обладнання для виконання технологічних операцій. В другому розділі приведено аналіз конструкції деталі, розроблені технічні умови та технологія виготовлення виливка ″Кришка нижня Допоміжного насосу CPG22-00.201″, виконано розрахунок ливниково-живильної системи, описано технологію виготовлення форми, наведено характеристику матеріалів, параметри та способи технічного контролю якості виливків. В конструкторській частині проекту описано і обґрунтовано вибір обладнання для попередньої очистки поверхні виливків, проаналізовано і розраховано робочий процес галтовочного барабану неперервної дії, визначено його основні параметри і розміри, виконані розрахунки основних вузлів на міцність, описані правила і норми безпеки при роботі на галтовочному барабані. Об'єкт розробки – ливарний комплекс машинобудівного заводу з розробленням процесу виготовлення виливків із сталі 35Л методом лиття в піщаноглинисті форми. Предмет розробки – визначення конструктивних та технологічних параметрів галтовочного барабану неперервної дії. Результати проектування – спроектовано галтовочний барабан неперервної дії продуктивністю 5 т/год. Результати розробки можуть бути рекомендовані для впровадження при попередній очистці поверхні відливків в умовах серійного та масового виробництва. The task of this qualification work is to organize the work of the foundry complex of a machine-building plant with the development of a process for the production of castings from 35L steel by casting in sandy clay molds. The first section of the explanatory note describes the departments of the foundry (melting, molding, core, cleaning, and stumping) and selects the main types of equipment for performing technological operations. The second section analyzes the design of the part, develops the technical specifications and manufacturing technology for the CPG22-00.201 casting, calculates the sprue and feeder system, describes the mold manufacturing technology, and provides material characteristics, parameters, and methods of technical quality control of castings. The design part of the project describes and justifies the choice of equipment for preliminary cleaning of the casting surface, analyzes and calculates the working process of the continuous tapping drum, determines its main parameters and dimensions, performs strength calculations of the main components, and describes safety rules and regulations for working on the tapping drum. The object of development is a foundry complex of a machine-building plant with the development of a process for manufacturing castings from 35L steel by casting in sandy clay molds. Subject of development - determination of design and technological parameters of a continuous tapping drum.
Дослідження впливу магнітного поля на структуру та властивості ливарних алюмінієвих сплавів
(ЦНТУ, 2024-01-18) Миронюк Валентин Сергійович; Myroniuk Valentyn
Кваліфікаційна магістерська робота присвячена дослідження впливу магнітного поля при заливанні в ливарну форму на зміну структури та механічні і технологічні властивості ливарного алюмінієвого сплаву АЛ9. Розглянуто експериментальні та теоретичні дослідження способів покращення структури та властивостей ливарних алюмінієвих сплавів модифікуванням їх добавками та обробкою зовнішнім впливом (магнітним полем). Показано, що одним із найбільш перспективних способів зовнішнього впливу на розплав є обробка магнітним полем при плавці та кристалізації. Запропоновано пристрій для обробки розплаву магнітним полем у процесі заливання розплаву в ливарну форму. Експериментально встановлено, що для даної конструкції пристрою для обробки розплаву АЛ9, максимальні механічні властивості сплаву оптимальні при значення магнітної індукції В=0,5 Тл і куту нахилу індукційної котушки пристрою α=40...50° Пристрій може бути використаний як основа для створення промислової установки для обробки магнітними полями розплаву при заливанні ливарні форми. Виявлено, що обробка магнітним полем сплаву АЛ9 збільшує показники тимчасового опору на розтяг в 1,12...1,19 рази і відносне подовження в 1,42...1,97 рази. При порівнянні обробленого магнітного поля сплаву АЛ9 з вихідним сплавом не обробленим при різних складах шихти виявлено підвищення рідкотекучості в межах 9,6...12,2 см. Оброблений магнітним полем сплав АЛ9 має балову пористість 2-3, тоді як у вихідному стані сплав має пористість – 3-4 в середньому. Показано, що підвищення механічних властивостей є наслідком подрібнення складових мікроструктури. Сплави, оброблені зовнішнім магнітним полем, мають підвищені значення рідкотекучості та нижчий бал пористості, що дозволяє отримувати якісніші виливки. Наукова новизна магістерської роботи полягає в наступному: – запропоновано механізм впливу магнітного поля на структуру і властивості ливарних алюмінієвих сплавів; – експериментально доведено подрібнення структури та покращення властивостей ливарних алюмінієвих сплавів при заливанні в ливарну форму і відповідно показники та властивості деталей виготовлених методом лиття. The qualifying master's thesis is devoted to the study of the influence of the magnetic field during pouring into the casting mold on the change in structure and mechanical and technological properties of the cast aluminum alloy AL9. Experimental and theoretical studies of ways to improve the structure and properties of cast aluminum alloys by modifying them with additives and processing by external influence (magnetic field) are considered. It is shown that one of the most promising methods of external influence on the melt is treatment with a magnetic field during melting and crystallization. A device for treating melt with a magnetic field in the process of pouring the melt into a casting mold is proposed. It was experimentally established that for this design of the AL9 melt processing device, the maximum mechanical properties of the alloy are optimal at the value of magnetic induction B=0.5 T and the angle of inclination of the induction coil of the device α=40...50°. The device can be used as a basis for creating industrial installation for magnetic field treatment of melt when pouring into foundry molds. It was found that magnetic field treatment of AL9 alloy increases the indicators of temporary tensile strength by 1.12...1.19 times and relative elongation by 1.42...1.97 times. When comparing the processed magnetic field alloy AL9 with the original alloy that was not processed at different compositions of the charge, an increase in fluidity was found within the range of 9.6...12.2 cm. has a porosity of 3-4 on average. It is shown that the increase in mechanical properties is a consequence of grinding the components of the microstructure. Alloys processed by an external magnetic field have increased fluidity values and a lower porosity score, which makes it possible to obtain higher-quality castings. The scientific novelty of the master's thesis is as follows: – the mechanism of influence of the magnetic field on the structure and properties of cast aluminum alloys is proposed; – experimentally proved the grinding of the structure and improvement of the properties of cast aluminum alloys when pouring into the casting mold and, accordingly, the indicators and properties of the parts produced by the casting method.
Математичне моделювання процесів нагрівання виливків у печі при граничних умовах третього роду
(ЦНТУ, 2024-01-18) Рахуба Михайло Васильович; Rakhuba Mykhailo
Метою дослідження є розроблення простого для практичного використання методу розрахунку нагрівання виливків нестаціонарної теплопровідності при граничних умовах третього роду для тіл складної форми. Методи дослідження: метод Фур'є, критеріальні методи розв'язку, метод кінцевих різниць, метод нагрівання тонких тіл, наближений метод нагрівання і наближені формули розрахунку нагрівання металу в середовищі MathCAD. Запропоновано простий метод розрахунку нагрівання виливків при нестаціонарній теплопровідності для тіл складної форми. Виведено співвідношення m = 1 + kBi і визначено коефіцієнт пропорційності k. Виконані приклади практичного використання методу: розрахунки нагрівання «тонких» тіл; розрахунки нагрівання «масивних» тіл; розрахунок часу нагрівання виливків. Показано, що практичні розрахунки адекватно співставляються з експериментальними даними як для «тонких», так і для «масивних» тіл складної форми. Розроблено простий для практичного використання метод розрахунку нагрівання виливків нестаціонарної теплопровідності при граничних умовах третього роду для тіл складної форми. The purpose of the study is to develop a simple for practical use method of calculating the heating of castings of non-stationary thermal conductivity under boundary conditions of the third kind for bodies of complex shape Research methods: the Fourier method, criterion methods of tying, the finite difference method, the method of heating thin bodies, the approximate method of heating, the approximate Weinik method and approximate formulas for the calculation of metal heating in MathCAD. A simple method for calculating the heating of castings with non-stationary thermal conductivity for bodies of complex shape is proposed. The relationship m=1+kBi and the definition of the proportionality factor k are derived Completed examples of practical use of the method: calculations of heating of "thin" bodies; heating calculations of "massive" bodies; calculation of the heating time of castings. It is shown that practical calculations are adequately compared with experimental data for both "thin" and "massive" bodies of complex shape. A simple for practical use method of calculating the heating of castings of unsteady thermal conductivity under boundary conditions of the third kind for bodies of complex shape has been developed
Дослідження впливу хімічного складу на механічні властивості виливків із сірого чавуну методами математичної статистики
(ЦНТУ, 2024-01-18) Шевченко Богдан Петрович; Shevchenko Bohdan
Метою дослідження є вивчення впливу хімічного складу на механічні властивості виливків із сірого чавуну. Дослідження виконувалось методами математичної статистики – методом найменших квадратів і кореляційним аналізом в середовищі Місrosoft Offis Excel та MathCAD. Отримані рівняння регресій залежностей механічних властивостей сірого чавуну від хімічного складу. Встановлена тіснота зв’язку між досліджуваними параметрами, встановлено характер впливу вуглецю, кремнію, марганцю, сірки на механічні властивості сірого чавуну. Встановлений оптимальний склад чавуну. Показано, що суттєвий влив на механічні властивості має сумарний вміст вуглецю і кремнію. Це дозволяє регулювати хімічний склад для поліпшення міцності і твердості виливків із сірого чавуну. Запропоновано відповідно оптимальний хімічний склад сірого чавуну для дослідження механічних властивостей. The purpose of the study is to study the influence of the chemical composition on the mechanical properties of gray iron castings. The research was carried out using the methods of mathematical statistics - the method of least squares and correlation analysis in the environment of Microsoft Office Excel and MathCAD. Derivation of the regression equation of the dependences of the mechanical properties of gray cast iron on the chemical composition. The closeness of the connection between the investigated parameters was established, and the nature of the influence of carbon, silicon, manganese, and sulfur on the mechanical properties of gray cast iron was established. The optimal composition of cast iron is established. It is shown that the total content of carbon and silicon has a significant influence on the mechanical properties. This allows you to adjust the chemical composition to improve the strength and hardness of gray iron castings. The optimal chemical composition of gray cast iron for the study of mechanical properties is proposed.
Дослідження особливостей структурно-фазових перетворень та формування компактної форми графіту у виливках з алюмінієвого чавуну
(ЦНТУ, 2023-12) Біжан Ярослав Васильович; Bizhan Yaroslav
Кваліфікаційна магістерська робота присвячена дослідженню особливостей структурно-фазових перетворень та формування компактної форми графіту у виливках з алюмінієвого чавуну ЧЮ22. Показано, що одним із перспективних напрямків широкого застосування високолегованих алюмінієвих чавунів у промисловості є технологічні рекомендації, щодо сфероїдизуючого модифікування та вибору оптимального варіанту лиття, що забезпечують отримання виливків з високими комплексом механічних характеристик. Досліджено формування структури чавуну ЧЮ22Ш за його кривими охолодження, показано, що чавун переважно кристалізується при постійній температурі, але зазнає незначної доевтектичної та заевтектичної кристалізації. Мікрорентгеноспектральним аналізом фазового складу чавуну ЧЮ22Ш виявлено утворення карбід заліза алюмінію, що близький за складом до Fе1,5А1Сх. Показано, що вимірюючи активність кисню в алюмінієвому чавуні ЧЮ22, можна оцінити його стан після сфероїдизуючої модифікації. Встановлено залежність активності кисню в алюмінієвому чавуні ЧЮ22 від кількості сфероїдизуючого модифікатора (РЗМ) та визначили оптимальні його витрати, при яких досягається найвищий ступінь сфероїдизації графітних включень. The qualifying master's thesis is devoted to the study of the peculiarities of structural and phase transformations and the formation of a compact form of graphite in castings from aluminum cast iron. It is shown that one of the promising areas of wide application of high-alloyed aluminum cast irons in industry are technological recommendations for spheroidizing modification and selection of the optimal casting option, which ensure the production of castings with a high complex of mechanical characteristics. A methodology for studying the conditions for the formation of a compact form of graphite in aluminum cast iron castings using the method of measuring oxygen activity has been developed, and a schematic diagram of a device for measuring oxygen activity in molten iron has been proposed. The formation of the structure of cast iron was studied according to its cooling curves, it was shown that the cast iron mainly crystallizes at a constant temperature, but undergoes minor pre-eutectic and post-eutectic crystallization. X-ray microspectral analysis of the phase composition of cast iron revealed the formation of aluminum iron carbides, which are close in composition to Fe1.5А1Сх. It is shown that by measuring the activity of oxygen in aluminum cast iron, it is possible to assess its condition after spheroidizing modification. The dependence of oxygen activity in aluminum cast iron on the amount of spheroidizing modifier was established and its optimal consumption was determined, at which the highest degree of spheroidization of graphite inclusions is achieved.
Розробка технології лиття в піщано глинисту форму виливка «Кронштейн СТА 202» з підвищенням якості литва на основі дослідження впливу конструкції шлаковловлювача на ефективність затримки шлаку
(ЦНТУ, 2023-12) Літвіненко Сергій Миколайович; Litvinenko Serhii
Вибрано ливарне обладнання та описано роботу ливарного цеху. Розроблено технологію лиття в піщано глинисту форму виливка «Кронштейн СТА 202». Досліджено вплив конструкції шлаковловлювача на ефективність затримки шлаку. Розроблено практичні рекомендації щод о підвищення якості та зменшення собівартості литва. Актуальність роботи полягає у розробці технології лиття в піщано глинисту форму виливка «Кронштейн СТА 202» з використанням сучасного ливарного обладнання. Дослідження впливу конструкції шлаковловлювача на ефективність затримки шлаку в САЕ програмі парамет ричного моделювання підтвердило можливість затримки шлаку за рахунок використання ребристого шлаковловлювача. Встановлено, що швидкість потоку металу зменшується на 0,028 м/с або 14,5 % у порівнянні з традиційним. Дана обставина дозволяє зменшити довжину ш лаковловлювача до першого живильника. Очікувана економія металу складає 0,26 % Практичне значення: запропоновано нову конструкцію ребристого шлаковловлювача, який дозволяє підвищити ефективність затримки шлаку за рахунок зменшення швидкість потоку розплаву гальмуючими ребрами без додаткових витрат металу. The foundry equipment is selected and the operation of the foundry is described. The technology of casting in a sandy clay mold of the "Bracket STA 202" CASTING IN A SANDY CLAY MOLD. The influence of the slag collector design on the efficiency of slag retention is investigated. slag retention efficiency. Practical recommendations for improving the quality and and reducing the cost of casting. The relevance of the work lies in the development of the technology of casting in a sandy clay mold of the casting "STA 202 bracket" using modern casting equipment. Study of the influence of the slag collector design on the efficiency of slag retention in the CAE parametric modeling program confirmed the possibility of slag retention by using a finned slag collector. It was found that the metal flow rate decreases by 0.028 m/s or 14.5% compared to the traditional one. This circumstance makes it possible to to reduce the length of the slag collector to the first feeder. The expected metal saving is 0.26 %. Practical significance: a new design of a finned slag collector, which allows to increase the efficiency of slag retention by by reducing the melt flow rate by the braking fins without additional metal consumption.
Розробка технології лиття в кокіль виливка «Корпус НШ100» з забезпеченням регулювання теплового режиму кокіля
(ЦНТУ, 2023-12) Кортак Олександр Георгійович; Kortak Oleksandr
Вибрано ливарне обладнання та описано роботу ливарного цеху. Розроблено технологію лиття в кокіль виливка «Корпус НШ100». Досліджено можливість регулювання теплового режиму кокіля на основі компютерного моделювання потоку повітря в каналах центрального стержня. Актуальність роботи полягає у розробці технології лиття в кокіль виливка «Корпус НШ100» з використанням сучасного високопродуктивного ливарного обладнання . На основі к омп’ютерн ого дослідження потоку повітря в каналах центрального стержня розроблено нову конструкцію стержня, яка забезпечує регульоване повітряне охолодження кокіля . Оцінка ефективності охолодження розробленої конструкції кокіля показала, що при використанні повітряного охолодження центрального стержня охолоджуючим повітрям при макси мальній його витраті відводиться до 45,8 % теплоти. Таким чином, розроблена конструкція охолоджуваного центрального стержня дозволяє підвищити продуктивність процесу лиття, підвищити якість литва за рахунок покращення структури та механічних властивостей виливка, а також підвищити ресурс кокіля. The casting equipment is selected and the work of the foundry is described. The technology of casting the "Hull NS100" casting in a kokil was developed. It was investigated the possibility of regulating the thermal regime of the pickle on the basis of computer modeling of air flow in the channels of the central core. The relevance of the work is to develop a casting technology in a kokil casting "Housing NS100" using modern high-performance casting equipment. Based on a computer study of the air flow in the channels of the central core, a new core design was developed that provides adjustable air cooling of the pans. Evaluation of the efficiency of cooling efficiency of the developed design of the cockle showed that when using air cooling of the central core with cooling air at at its maximum flow rate, up to 45.8 % of heat is removed. Thus, the developed design of the cooled central core allows increase the productivity of the casting process, improve the quality of the casting by improving the structure and mechanical properties of the casting, as well as increasing the service life of the coil.
Ливарний комплекс заводу сільськогосподарського машинобування з розробленням процесу виготовлення чавунних виливків з підвищенням енергоефективності виробництва за рахунок утилізації низькопотенціальних джерел теплоти
(ЦНТУ, 2023-12) Шишка Олександр Аркадійович; Shyshka Oleksandr
Завданням даної кваліфікаційної роботи є проектування та організація роботи ливарного комплексу заводу сільськогосподарського машинобування, розроблення технологічного процесу виготовлення виливка «Кришка задня PVH27» масою 12,91 кг із чавуну марки СЧ20 ДСТУ 8833:2019, проектування ливарного устаткування, яке має виконувати наступні завдання та задовольняти вимогам: – для проектування ливарного цеху використовувати номенклатуру виливків, яка наведена в табл. 1.2; – потужність відділення що проектується складає 12000 т придатних виливків на рік; – максимально автоматизація і механізація технологічних процесів та окремих операцій; – місце розташування цеху м. Кропивницький; Основні джерела забезпечення роботи ливарного цеху: – металічні матеріали – металобази; – вода – міське постачання; – електроенергія – ТЕС, ГЕС, ТЕЦ; – тепло і газ – місцева мережа газу; для очищення та скидання стічних вод – замкнена система водопостачання і загальна міська каналізація. Об’єкт кваліфікаційної роботи: проектування ливарного комплексу заводу сільськогосподарського машинобування 12000 тон придатних виливків на рік розроблення технології виготовлення виливків із чавуну. Предмет кваліфікаційної роботи: планування і організація роботи ливарного комплексу; розроблення ефективного виробничого циклу, технологія ливарної форми, визначення джерела низькопотенційного тепла в проектуємому цеху та спосіб його утилізації. Результати кваліфікаційної роботи: виконано технічне планування ливарного комплексу; розроблено технологію ливарної форми; розглянуті різні типи джерел низькопотенціального тепла, встановлено що для умов виробництва на заводі сільськогосподарського машинобування в якості джерела низькопотенційного тепла можливо застосувати стічні води ливарного комплексу, запропоновано спосіб і принципова схема установки утилізації низькопотенційного тепла стічних вод на базі парокомпресійного теплового насоса, розраховані його основні конструкторсько-технологічні параметри. Результати проектування можуть бути рекомендовані для впровадження при виробництві дрібних (до 150 кг) виливків середньої складності в умовах серійного або масового виробництва. The task of this thesis is the design and organization of the foundry complex of the agricultural machinery plant, the development of the technological process for the production of the casting "Rear cover PVH2 7" weighing 12.91 kg from cast iron of the СЧ20 grade DSTU 8833:2019, the design of the foundry equipment, which should perform the following tasks and meet the requirements: - for the design of the foundry, use the nomenclature of castings, which is given in the table. 1.2; – the capacity of the planned department is 12,000 tons of usable castings per year; - maximum automation and mechanization of technological processes and individual operations; - location of the shop in Kropyvnytskyi; The main sources of ensuring the operation of the foundry: – metallic materials – metal bases; - water - city supply; - electricity - TPP, HPP, CHP; – heat and gas – local gas network; for wastewater treatment and disposal - a closed water supply system and general city sewerage. The object of the master's thesis: design of the foundry complex of the agricultural machinery plant, 12,000 tons of usable castings per year; development of technology for manufacturing cast iron castings. The subject of the master's thesis: planning and organization of the work of the foundry complex; development of an effective production cycle, foundry mold technology, determination of the source of low-potential heat in the designed workshop and the method of its disposal. The results of the master's thesis: the technology of the foundry mold was developed; the technical planning of the foundry complex was completed; different types of low-potential heat sources are considered, it is established that for the conditions of production at an agricultural machinery plant, it is possible to use wastewater from a foundry complex as a source of low-potential heat, a method and principle scheme of a low-potential waste heat utilization installation based on a vapor compression heat pump is proposed, its main design and technological parameters. Design results can be recommended for implementation in the production of small (up to 150 kg) castings of medium complexity in the conditions of serial or mass production.
Дослідження ефекту рафінування алюмінієвого сплаву в магнітодинамічній установці з продувкою аргоном при приготуванні сплаву для лиття корпусу насоса НШ50 в кокілі
(ЦНТУ, 2024-01-19) Пустовий Владислав Михайлович; Pustovyi Vladyslav
Виконано критичний огляд існуючих способів плавки і рафінування алюмінієвих сплавів. Зроблено висновки щодо перспектив розвитку технологій рафінування. Розроблена технологія виготовлення виливка «Корпус НШ50» в кокілі. У спеціальному розділі запропоновано застосування в ливарному цеху новітньої технології рафінування алюмінієвого розплаву продувкою аргоном та циклічною його фільтрацією через пінокерамічний фільтр у магнітодинамічній установці МДН-6А. Узагальнено у вигляді графічних залежностей запозичені експериментальні дані щодо впливу різних режимів продувки розплаву аргоном і руху металу на вміст водню у сплаві і кількість неметалевих домішок у виливках. Встановлено раціональний режим рафінування. Загальний корисний ефект становить до 0,05 см3 водню на 100 г металу і до 0,07% неметалевих домішок у виливку. Розраховано основні електричні параметри роботи установки МДН-6А, та необхідну кількість аргону при різних режимах роботи ливарного цеху. A critical review of the existing methods of melting and refining aluminum alloys is made. The conclusions on the prospects for the development of refining technologies are made. The technology of manufacturing the casting of the "NSH50 hull" in a ladle is developed. A special section proposes the use in the foundry of the latest technology for refining aluminum melt by purging with argon and its cyclic filtration through a foam ceramic filter in the MDN-6A magnetodynamic installation. The experimental data on the influence of different modes of melt blowing with argon and metal movement on the hydrogen content in the alloy and the amount of non-metallic impurities in castings are summarized in the form of graphical dependencies. A rational refining regime was established. The total beneficial effect is up to 0.05 cm3 of hydrogen per 100 g of metal and up to 0.07% of non-metallic impurities in the casting. The main electrical parameters of the MDN-6A unit and the required amount of argon for different operating modes of the foundry were calculated.