ФГБОУ ВО «Чувашский государственный университет им. И. Н. Ульянова», Чебоксары, Россия:

И. Е. Илларионов, заведующий кафедрой «Материаловедение и металлургические процессы»

ФГАОУ ВО «Сибирский федеральный университет», Красноярск, Россия:

Т. Р. Гильманшина, доцент кафедры литейного производства, эл. почта: gtr1977@mail.ru
А. А. Косович, ассистент кафедры литейного производства

ООО «КиК», Красноярск, Россия:

Т. А. Богданова, начальник металлургического отдела

Легкосплавные диски автомобильных колес обладают сложным профилем сечения, что предполагает наличие в них тепловых узлов, являющихся потенциальными зонами появления газовой пористости, одной из причин возникновения которой является газотворность разделительных покрытий. Представлена сравнительная оценка влияния газотворности разделительных покрытий на качество колес, изготавливаемых методом литья под низким давлением. Газотворность исследуемых покрытий оценена путем измерения оптической плотности газов, выделяющихся при температуре контакта расплава с окрашенной формой, на термоанализаторе TA Instruments SDT Q600, совмещенном с ИК-Фурье-спектрометром. В ходе исследований выявлена кинетика газовыделения теплопроводящих и теплоизолирующих покрытий при нагреве. Полученные результаты измерений оптической плотности газов показали, что слой теплопроводящего покрытия КПТ110, разработанного на кафедре литейного производства ФГАОУ ВО «Сибирский федеральный университет», при температуре контакта с расплавом обладает меньшей газотворностью, чем зарубежный аналог D1. Уменьшение количества выделяемых газов в 2 раза позволяет на 20 % снизить количество газовых дефектов колес при литье под низким давлением. При тех же температурных условиях (690–720 ^oC) разработанный теплоизолирующий состав Ж160 демонстрирует на 25 % меньшую газотворность, чем покрытие D2. Дальнейшая корректировка состава будет подразумевать большее снижение газотворности при сохранении теплоизолирующих свойств. Таким образом, при устранении газовых дефектов отливок, возникающих при литье под низким давлением, одним из эффективных и экономически оправданных решений является использование разделительных покрытий, обладающих малой газотворностью.

1. Косович A. A. Повышение кaчествa aвтомобильных колес из aлюминиевых сплaвов при литье под низким дaвлением путем применения новых рaзделительных покрытий : дис. … кaнд. докт. нaук / Сибирский федеральный университет. — Крaсноярск, 2017. — 117 с.
2. Беккер М. Б., Заславский М. Л., Игнатенко Ю. Ф. и др. Литье под давлением. 3-е изд., перераб. и доп. — М. : Машиностроение, 1990. — 400 с.
3. Vinarcik E. Jz. High integrity die casting processes. — Hoboken : John Wiley & Sons Inc., 2002. — 256 p.
4. От литейщика для литейщика. Машины литья под низким давлением. Система РАЛ-Инфо. URL : http://www.ruscastings.ru/files/file325.pdf
5. Путин В. А., Киряков А. Г. Тенденции развития конструкций легкосплавных колес легковых автомобилей // Материалы 65-й междунар. науч.-техн. конф. Ассоциации автомобильных инженеров. 2009. Т. 5. С. 107–116.
6. Guide to Aluminium Casting Alloys by Aleris. — Grevenbroich : Aleris Recycling, 2011. — 102 p.
7. Zhang B., Cockcroft S. L., Maijer D. M., Zhu J. D., Phillion A. B. Casting defects in low-pressure die-cast aluminum alloy wheels // JOM. 2005. Vol. 57, Iss. 11. Р. 36–43.
8. Падерин В. Н., Абдулгазис Д. У. Особенности изготовления цельных автомобильных дисков из алюминиевых сплавов литьем под низким давлением в формы с гипсовыми вставками // Ученые записки Крымского инженерно-педагогического университета. Технические науки. 2014. Вып. 43. С. 66–71.
9. Guofa Mi, Xiangyu Liu, Kuangfei Wang, Hengzhi Fu. Numerical simulation of low pressure die-casting aluminum wheel // China foundry. 2009. Vol. 6, № 1. Р. 48–52.
10. Brown J. R. Foseco Non-Ferrous Foundrymans Handbook. — Oxford : Butterworth Heinemann, 1999. — 296 p.
11. Лысенко Т. В., Крейцер К. А., Пархоменко Е. А. Улучшение качества отливок из магниевых сплавов при литье под низким давлением // Материалы XI Международной научно-практической конференции (26–28 мая 2015 г., г. Запорожье) / под общ. ред. О. И. Пономаренко. — Запорожье, ЗТПП, 2015. — 450 с.
12. Illarionov I. E., Bogdanova T. A., Gil’manshina T. R., Merkulova G. A., Bogdanov A. Y. Technology for Modifying Aluminum Alloys with Ultrafine Silicon // Metallurgist. 2018. Vol. 62, Iss. 5–6. Р. 476–481.
13. Третьяк С. П. Разработка и практическое опробование метода расчета температурного режима пресс-форм литья под давлением с целью обеспечения заданного качества поверхности отливок : автореф. дис. … канд. техн. наук. — Москва, 1994. — 15 с.
14. Prstiс A., Aсimoviс-Pavloviс Z., Andriс L., Stojanoviс J. Zircon-based coating for the applications in lost foam casting process // Chemical Industry & Chemical Engineering Quarterly. 2012. Vol. 18, Iss. 4. P. 587–593.
15. Borouni M., Niroumand B., Fathi M. H. Effect of a nanoceramic mold coating on the fluidity length of thin-wall castings in Al4-1 alloy gravity sand casting // Materials and Technology. 2014. Vol. 48, Iss. 4. P. 473–477.
16. Hamasaiid A., Dargusch M. S., Davidson C. J., Tovar S., Loulou T., Rezai-Aria F., Dour G. Effect of mold coating materials and thickness on heat transfer in permanent mold casting of aluminum alloy // Metallurgical and Materials Transactions: A. 2007. Vol. 38, Iss. 6. P. 1303–1316.
17. Илларионов И. Е., Стрельников И. А. Противопригарные покрытия для литейных форм и стержней // Литейщик России. 2016. № 4. С. 24–25.
18. Свaрикa A. A. Покрытия литейных форм. — М. : Мaшиностроение, 1977. — 216 с.
19. Ефимов В. А., Анисович Г. А., Бабич В. Н. и др. Специальные способы литья. — М. : Машиностроение, 1991. — 436 с.
20. Бабкин В. Г., Леонов В. В., Гильманшина Т. Р., Степанова Т. Н. Фазовые превращения в графитовых покрытиях и их влияние на чистоту поверхности отливок // Черные металлы. 2017. № 10. С. 54–59.
21. Гильманшина Т. Р., Королева Г. А., Баранов В. Н., Ковалева А. А. Технология механотермохимического обогащения курейского графита // Обогащение руд. 2017. № 4. С. 7–11.
22. Illarionov I. E., Gilmanshina T. R., Kovaleva A. A., Kovtun O. N., Bratukhina N. A. Destruction mechanism of casting graphite in mechanical activation // CIS Iron and Steel Review. 2018. Vol. 15. Р. 15–17.
23. Все о металле, его обработке и переработке. URL : http://mitalolom.ru/stati/page/72/.
24. Михальцов А. М., Пивоварчик А. А., Субота А. А. Газотворность разделительных покрытий для пресс-форм литья алюминиевых сплавов под давлением // Литье и металлургия. 2010. № 4 (58). С. 85–88.
25. Пат. 2604163 РФ, МПК В 22 С 3/00 (2006.01). Разделительное покрытие для литейных пресс-форм / Косович А. А., Партыко Е. Г., Богданова Т. А., Барбицкий П. Ю., Лыт кина С. И., Богданов А. Ю., Мельников С. В.; заявитель и патентообладатель ФГАОУ ВПО «СФУ». — № 2015120544/02 ; заявл. 29.05.2015 ; опубл. 10.12.2016, Бюл. № 34.
26. Совмещенный термоанализатор SDT Q600 фирмы TA Instru ments (США). URL : http://www.ruschembio.ru/Sovmewennyj-termoanalizator-SDT-Q600-firmy-TA-Instruments-USA/
27. Анализ газов, образующихся при нагревании/разложении образца в термических анализаторах (ТГА, ДТА, ДСК) с использованием ИК фурье-спектрометра ФСМ с термостатированной газовой кюветой ТГА 100. URL : http://granat-e.ru/fsm_tga-100.html