Основы качественного производства отливок, получаемых методом литья по выплавляемым моделям турбонасосного агрегата двигателей летательных аппаратов

Решетневскце чтения

как герметичность, так и прочность литых заготовок, является исключение дефектов усадочного характера, рыхлоты и пористости с одновременным решением проблемы равновесности исходного расплава металла и остаточной пористости.

Решение этой задачи в настоящий момент возможно только на основе комплексного подхода к соз -данию интегральной системы производства литых заготовок методом ЛВМ, путем разработки физико-математических и физических моделей процессов кристаллизации и затвердевания отливок, компьютерного прогнозирования свойств литейных сталей, сплавов и огнеупорных материалов.

Библиографические ссылки

1. Технология производства жидкостных ракетных двигателей : учебник / В. А. Моисеев, В. А. Тарасов, В. А. Колмыков, А. С. Филимонов. М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2008.

2. Литье по выплавляемым моделям : учеб. пособие / Л. А. Оборин, Н. М. Чернов, К. А. Медведев, А. А. Иванов / Сиб. федер. ун-т. Красноярск, 2009.

3. Оборин Л. А., Сутягин А. В. Обеспечение качества сложных литых заготовок изделий ракетно-космической техники // Решетневские чтения : материалы Междунар. науч. конф. : в 2 ч. Ч. 1. Красноярск, 2011. С. 348-349.

L. A. Oborin, M. E. Shilova, S. I. Anashkina Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk

TECHNICAL-SCIENTIFIC PRINCIPLES TO IMPROVE QUALITY OF TURBOPUMP ASSEMBLY CASTING MANUFACTURING OF AIRCRAFT ENGINES

The methods to improve the quality of turbopump assembly items of aircraft engines by investment casting are demonstrated.

© Оборин Л. А., Шилова М. Е., Анашкина С. И., 2012

УДК 669.871

Л. А. Оборин, М. Е. Шилова, С. И. Анашкина

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск

ОСНОВЫ КАЧЕСТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА ОТЛИВОК, ПОЛУЧАЕМЫХ МЕТОДОМ ЛИТЬЯ ПО ВЫПЛАВЛЯЕМЫМ МОДЕЛЯМ ТУРБОНАСОСНОГО АГРЕГАТА ДВИГАТЕЛЕЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ

Рассмотрены факторы, влияющие на качество отливок, и предложены методы возможного исключения дефектов.

Формирование физико-механических свойств отливок начинается уже в процессе конструирования детали и продолжается на всех этапах технологического процесса. В конечном счете в литейном цехе создается единая технология изготовления всей номенклатуры отливок. В технологических процессах для каждой отливки задаются конкретные условия производства и технологические регламенты, которые в статистическом аспекте можно рассматривать как допустимые отклонения случайных величин в интервале параметров технологического процесса. Поэтому в решении задач получения литых заготовок гарантированной герметичности и заданной конструктивной прочности необходимо комплексное рассмотрение всех вопросов, связанных с технологическим процессом. Сложность и большое число не поддающихся учету воздействий на технологический процесс дают основание отнести его в целом к классу вероятностных систем, для которых характерно получение различных (в определенных пределах) величин резуль-

тирующих характеристик при одном и том же наборе внешних (учитываемых) воздействий.

В силу вышеизложенного, влияние индивидуальных способностей рабочих, выполняющих отдельные операции технологического процесса литья, а также технологов, документально определяющих параметры процесса и доверительные его интервалы, является чрезвычайно важным фактором, чтобы получать отливки с заданными свойствами, в конечном счете. Отдельные технологические факторы различно влияют на изменение качественных показателей (однородность и равновесность структуры, внутренние усадочные дефекты и т. д.) и физико-механических свойств. Таким образом, технологический процесс производства литых заготовок может быть рассмотрен как сложная вероятностная система, в которой входными параметрами являются конструктивно-технологические факторы, а выходными - качество литья (наличие дефектов) и механические свойства [1].

Проектирование и производство летательных аппаратов, космические исследования и проекты

После проведения в литейном цехе большой исследовательской работы нами было найдено более 60 значимых факторов в технологическом процессе литья по выплавляемым моделям. Степень их влияния на выходные параметры неоднозначна.

С целью выявления причинно-следственного характера центральной проблемы и создания интегрированной системы технологических основ производства качественных литых деталей методом ЛВМ для надежной эксплуатации турбонасосного агрегата двигателей летательных аппаратов было предложено изучить влияние факторов на качество получаемых отливок с помощью диаграммы Исикавы в соответствии с правилами и логикой ее создания.

После глубокого анализа и детального изучения степени влияющих факторов, а именно неэффективной литниково-питающей системы, содержания легирующих элементов стали ВНЛ-6 на ее структуру, механические свойства и т. д., вызывающих рыхлоту, пористость и другие виды микро- и макродефектов, нами были предложены различные методы для полного или частичного исключения их.

Это, например, процесс поверхностной герметизации отливок припоем 5ВА, включающий в себя:

- подготовку поверхности литых деталей под пайку;

- нанесение порошкового припоя на поверхность корпусных деталей;

- пайку герметизаций - формирование припоем герметизирующего слоя.

С целью определения характера взаимодействия припоя с основным материалом проведены исследо-

вания методом микрорентгеноспектрального анализа на микроанализаторе «МАР-2» [2].

Результаты исследования свидетельствуют о взаимодействии припоя с основными легирующими элементами основного материала, что подтверждает получение достаточно качественного соединения «припой - основной металл».

Для исключения микродефектов, вызванных пористостью, раковинами, была предложена высокотемпературная газостатическая обработка (ВГО). Суть данного метода состоит в диффузии водорода при повышенных температурах. Также было замечено, что при высокой температуре ~1 300 К происходит не только диффузия газа, но и диффузия атомов металла по стенкам и через газовую раковину. Это также ускоряет процесс зарастания раковин [3].

После проведенных экспериментов, рентгенографии, спектрального анализа нами было обнаружено увеличение качества годных отливок без повреждения механических свойств и изменения химического состава.

Библиографические ссылки

1. Литье по выплавляемым моделям : учеб. пособие / Л. А. Оборин, Н. М. Чернов, К. А. Медведев, А. А. Иванов ; Сиб. федер. ун-т. Красноярск, 2009.

2. Оборин Л. А. Герметизация микродефектов литых заготовок методом пайки порошковым припоем 5ВА / ЦНИ № 327-88. Красноярск, 1988.

3. Пазухин В. А., Фишер А. Я. Вакуум в металлургии. М. : Машиностроение, 1956.

L. A. Oborin, M. E. Shilova, S. I. Anashkina Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk

THE BASIS OF CASTING QUALITY PRODUCTION MANUFACTURED BY THE METHOD OF INVESTMENT CASTING OF AIRCRAFT ENGINE TURBOPUMP ASSEMBLY

The factors that affect the quality of castings, and proposed methods ofpossible removal of defects are described.

© Оборин Л. А., Шилова М. Е., Анашкина С. И., 2012

УДК 620.197

Д. В. Орлова, А. Е. Михеев, Т. В. Трушкина, С. С. Ивасев

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск

АНАЛИЗ ЭЛЕМЕНТНОГО СОСТАВА МДО ПОКРЫТИЙ НА ТИТАНОВЫХ СПЛАВАХ

Проведены исследования по определению элементного состава МДО-покрытий титановых сплавов. Установлена зависимость химического состава покрытия от технологических режимов и различных составов электролитов.

Титановые сплавы широко применятся в аэрокосмической и других областях промышленности, что связано с их высокими удельными характеристиками. Однако существуют области, где применение титана

ограничено его невысокой твердостью и износостойкостью. В связи с этим появляется необходимость в упрочнении титановых сплавов. Перспективным методом поверхностного упрочнения является микро-