Ученые Политехнического института ЮУрГУ запатентовали новый способ изготовления литейной формы для производства деталей из металла. Новый технологический способ отличается экологичностью и повышает производительность труда за то же время в сравнении с традиционными способами производства. Технология полезна для отраслей машиностроения, ракетостроения, авиационного моторостроения.
Способов литейного производства известно очень много. Один из них предполагает изготовление восковой модели отливки для будущих металлических деталей. На такие модели наносятся слои огнеупорной суспензии, состоящей из дисперсных наполнителей (порошков) и связующего. Традиционный состав связующего состоит из веществ, требующих органических растворителей – спиртов и ацетонов.
Ученые ЮУрГУ предлагают использовать в качестве связующих экологически чистые материалы на водной основе (алюмозоли и кремнезоли), безопасные для человека и природы.
.JPG)
«Алюмозоли целесообразно применять для литья химически активных металлов и сплавов, например, титановых. Плюсом применения алюмозоля в качестве связующего в составе суспензии является то, что форма становится более химически инертной к заливаемым сплавам, а это означает, что заливаемый металл не взаимодействует с формой, так как ее состав более химически устойчив. А суспензии с кремнезолем более дешевые и предназначены для литья стали», – поясняет доктор технических наук, профессор кафедры «Пирометаллургические и литейные технологии» ЮУрГУ Борис Кулаков.
Следующий этап литейного производства заключается в сушке нанесенных на модель слоев огнеупорной суспензии. Для сушки суспензии из алюмозоля ученые применяют вакуум. Скорость испарения воды в вакууме в разы быстрее, чем при обдуве воздухом – на высыхание одного слоя потребуется около 20 минут, вместо 4 часов. Суспензия из кремнезоля нуждается в сушке воздухом, однако преимуществом применения такого материала является отсутствие необходимости переоборудования технологической линии.
Для того чтобы изготовить металлическую деталь по восковой модели, требуется сделать его керамического двойника и пропустить через стадию прокалки в печи. После этого керамическая форма пригодна для заливки металла.
Сейчас технология полностью готова для передачи промышленным предприятиям. Технологию изготовления восковой модели с применением огнеупорной суспензии, в состав которой входят кремнезоли, уже применяет научно-производственная компания «ИНКО» в городе Копейске. В разработке принимали участие магистры кафедры «Пирометаллургические и литейные технологии» ЮУрГУ Никита Низовцев и Федор Савин.
Проект реализуется в рамках нацпроекта "Наука и университеты".