Казанский национальный исследовательский технический университет им. А. Н. Туполева (КАИ), Казань, Россия:

Р. В. Гавариев, доцент кафедры конструирования и технологий машиностроительных производств (КТМП), канд. техн. наук, эл. почта: gavarievr@mail.ru
И. А. Савин, заведующий кафедрой КТМП, канд. техн. наук, доцент, эл. почта: savin.ia@kaichelny.ru

Нижегородский государственный технический университет им. Р. Е. Алексеева, Нижний Новгород, Россия.
И. О. Леушин, заведующий кафедрой «Металлургические технологии и оборудование», докт. техн. наук, профессор, эл. почта: igoleu@yandex.ru

Казанский (Приволжский) федеральный университет, Казань, Россия:
К. Н. Гавариева, преподаватель, эл. почта: gavarievakn@mail.ru

Постоянно ускоряющийся темп жизни и бурный рост промышленности неизбежно приводят к увеличению и ужесточению требований к выпускаемым изделиям. Поэтому расширяется область применения специальных способов получения заготовок, среди которых одно из ведущих мест занимает способ литья под давлением (ЛПД). К преимуществам ЛПД можно отнести, в первую очередь, высокие производительность и точность размеров получаемых отливок, минимальную необходимость механической обработки, возможность получения отливок со сложной наружной конфигурацией, а также автоматизации процесса. Основными недостатками являются высокая стоимость пресс-форм, а также недостаточное качество получаемой отливки, прежде всего газовая подкорковая пористость и газовая шероховатость. В большинстве случаев способ ЛПД используют для получения отливок из цинковых, медных и алюминиевых сплавов. Наибольшее распространение получили алюминиевые сплавы, позволяющие изготавливать отливки с различными свойствами в зависимости от марки сплава. Для большинства марок алюминиевых сплавов свойственны недостатки, связанные с достаточно высокими температурами плавления и химической активностью при взаимодействии с пресс-формой. Все эти факторы делают ЛПД сложным технологическим процессом, для которого актуальна проблема недостаточного качества получаемых отливок. Традиционно указанную проблему решают за счет выбора технологических режимов процесса литья. Однако в некоторых случаях достигнуть высокого качества отливок лишь за счет подбора технологических режимов очень сложно. Авторами предложен универсальный способ повышения качества отливок путем нанесения разработанных защитных покрытий на формообразующие поверхности пресс-форм методом катодно-ионной бомбардировки (КИБ). Представлены результаты экспериментальных исследований, доказывающих эффективность применения износостойких покрытий, полученных методом КИБ, различных составов в сравнении с традиционно используемым азотированием с точки зрения газовой и поверхностной пористости, а также шероховатости отливок. Представлено экономическое обоснование эффективности применения покрытий КИБ в сравнении с азотированием.

1. Горюнов И. И. Пресс-формы для литья под давлением : справочное пособие. — Л. : Машиностроение, 1973. — 256 с.
2. Белопухов А. К. Технологические режимы литья под давлением. — М. : Машиностроение, 1985. — 272 с.
3. Батышев К. А., Батышев А. И. Способы получения отливок из алюминиевых сплавов // Литейное производство. 2020. № 3. С. 12–15.
4. Борисов Г. П. Научные основы разработки методов дальнейшего повышения свойств и технико-экономических показателей производства высококачественных отливок из алюминиевых сплавов // Литейное производство. 2008. № 9. С. 17–24.
5. Gavariev R. V., Savin I. A. Research of the Mechanism of Destruction of Compression Molds for Casting Under Pressure of Color Alloys // Solid State Phenomena. 2018. Vol. 284. P. 326–331. DOI: 10.4028/www.scientific.net/SSP.284.326.
6. Gavariev R. V., Savin I. A., Leushin I. O. To the Question of Casting Alloys of Non-ferrous Metals in the Metal Mold // Materials Science Forum. 2019. Vol. 946. P. 631–635. DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.946.631.
7. Dong X., Zhu X., Ji S. Effect of Super Vacuum Assisted High Pressure Die Casting on the Repeatability of Mechanical Properties of Al – Si – Mg – Mn Die-Cast Alloys // Journal of Materials Processing Technology. 2019. Vol. 266. P. 105–113.
8. Мацийчук В. В., Корниюк А. Н. Возможности повышения эффективности технологии литья под давлением // Вестник Харьковского национального автомобильно-дорожного университета. 2006. № 33. С. 26–28.
9. Rahmalina D., Sukma H. Effect of the processing parameters on the shrinkage defect using a high-pressure die-casting process // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2019. Vol. 553. 012037.
10. Timelli G., De Mori A., Haghayeghi R. Effect of pressure cycles and thermal conditions on the reliability of a high-pressure diecast Al alloy heating radiator // Engineering Failure Analysis. 2019. Vol. 105. P. 276–288.
11. Котельников Д. В., Якубович Е. А. Анализ причин преждевременного выхода из строя формообразующих деталей пресс-форм литья под давлением алюминиевых сплавов // Современные материалы, техника и технологии. 2019. № 5. С. 68–75.
12. Табаков В. П., Кокорин В. Н., Титов Ю. А., Морозов О. И. Повышение стойкости рабочих поверхностей деталей штампов и пресс-форм из теплостойких сталей // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2017. № 11-1. С. 64–68.
13. Гавариев Р. В., Савин И. А., Леушин И. О. Повышение качества поверхности цинковых отливок за счет ламинированного защитного покрытия // Цветные металлы. 2017. № 5. С. 84–88. DOI: 10.17580/tsm.2017.05.13.
14. ГОСТ 5950–2000. Прутки. Полосы и мотки из инструментальной стали. — Введ. 01.01.2020.
15. ГОСТ 1583–93. Сплавы алюминиевые литейные. Технические условия. — Введ. 01.01.1997.
16. Shin S.-S., Lim K.-M., Park I.-M. Characteristics and microstructure of newly designed Al – Zn-based alloys for the die-casting process // Journal of Alloys and Compounds. 2016. Vol. 671. P. 517–526.