Наукові конференції України, Нові матеріали і технології в машинобудуванні-2019

Розмір шрифту: 
ЗАСТОСУВАННЯ ПРОПАНТІВ У ЛИВАРНИХ ПРОЦЕСАХ
В. С. Дорошенко

Остання редакція: 2019-07-05

Тези доповіді


Застосування пропанта для лиття за моделями, що газифікуються, (ЛГМ) описано В. А. Андерсоном, як сипкого формувального матеріалу високої текучості для заповнення тонких каналів разових моделей гідроапаратури. Пропант (або проппант, від англ. propping agent – розклинювальний агент) – гранульований матеріал, створений для підвищення віддачі свердловин в нафтовидобувній технології гідророзриву пласта (ГРП). Пропанти алюмосилікатний (ГОСТ Р 51761-2013) чи магнезійно-кварцовий (ГОСТ Р 54571-2011) та ін. закачують в нафтові чи газові пласти під тиском. Пропант, маючи високу здатність до проникання крізь свердловину у тріщини від ГРП, їх утримує для викачування без залишку нафти і газу зі старіючих свердловин. В Україні пропанти застосовують з 1950-х рр. (http://newgas.org.ua) для видобутку вуглеводнів на виснажених родовищах. Алюмосилікатний пропант – гранульований вогнетривкий матеріал, кожна гранула якого – керамічний виріб, отриманий високотемпературним випалюванням фракційованого глинозему. Для ливарних форм придатні алюмосилікатний чи магнезійно-кварцовий (на основі силікату магнію і кварцового піску) пропанти насипної густини 1,8 г/см3, сферичності 0,9 та середнього розміру 0,339 мм. Останній пропант отримують попереднім випалюванням природного серпентиніта при 750…1150 °C для видалення вологи і утворення форстериту, потім – помел матеріалу з кварцполевошпатним піском, гранулювання шихти і випалювання гранул при 1200…1350 °C (пат. 2613676 Росії).

Висока плинність і проникність гранул пропанта, створеного для максимального заповнення тріщин, в ливарних процесах доцільно реалізувати для заповнення можливих порожнин навколо стінок разової моделі, а також виливка. Останній спосіб полягає у видаленні гарячого виливка з сипкого піску форми і термообробці (ТО), а саме ізотермічному гартуванні його (зокрема, з ізотермічною витримкою при температурах бейнітного перетворення) в гарячому середовищі пропанта, яким засипають виливок в контейнері [1]. Це значно скорочує охолодження виливка в піщаній формі та економить на його нагріванні до аустенітного стану і витримці (аустенізації) порівняно з традиційною ТО з нагрітими рідкими середовищами у вигляді розплавів солей і лугів, здатних до шкідливих виділень. При цьому видаленням джерела нагрівання з піщаної форми також економлять на охолодженні сипкого піску для повторного виготовлення форми. Висока плинність кульок нагрітого пропанта дозволяє швидко засипати виливок в контейнері для ТО і видалити його з пропанта, формувальні піски для цього мають гіршу текучість.

Висока газопроникність пропанта корисна при ЛГМ для зменшення «втрат» вакууму по глибині форми і у тонких каналах моделей, що дозволяє ефективно видалити гази від деструкції моделі. Ця підвищена проникність дозволяє утворювати композити проливанням розплаву металу на сотні міліметрів крізь пори пропанта під тиском на метал чи засмоктуванням металу вакуумуванням. Такі композити з залізовуглецевим сплавом значно зменшать питому вагу, ніж сам сплав. Пропант з Al2O3 дозволить виготовляти композитні прошарки на абразивному металевому інструменті, а також виготовляти виливки з поверхнями «протиковзання» частковим просоченням металу крізь шар пропанта за методом цілеспрямованого створення механічного пригару [2].

Посилання


1. Патент 131581 Україна, МПК B22D 7/00, B22D 23/00. Спосіб виготовлення виливків з бейнітного або аусферитного залізовуглецевого сплаву (чавуну, сталі) // В.С. Дорошенко, В.О. Шинський, опубл. 25.01.2019, Бюл. № 2.

2. Дорошенко В.С. Оболочковые литые конструкции с декоративным пригаром // Литво. Металургія. 2017: Матеріалы XІII міжнародн. науково-практич. конф. (23-25.05.2017, м. Запоріжжя). – Запоріжжя. АА Тандем. – С. 48 – 50.


Full Text: PDF