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
Л. И. Леушина, доцент кафедры «Металлургические технологии и оборудование», канд. техн. наук, доцент, эл. почта: kafmto@mail.ru
О. С. Кошелев, профессор кафедры «Машиностроительные технологические комплексы», докт. техн. наук, профессор
П. А. Горохов, аспирант кафедры «Металлургические технологии и оборудование», эл. почта: pavel_goroxov@mail.ru

Металлические тонкостенные изделия каркасно-ячеистой и упорядоченной сотовой конструкций находят широкое применение в качестве: деталей облегченных несущих, армирующих, изолирующих, ограждающих, демпфирующих удары конструкций; конструктивных элементов, способных находиться в жидкой или газообразной среде, полностью или частично пропуская через себя поток вещества или энергии, применимых для отделения отходов при очистке газов, жидкостей; деталей поглощения шума, взрыво- и пламегасителей, теплообменных, адсорбционных, акустических устройств, элементов источников тока, катализаторов, кристаллизаторов, электродов, а также армирующего каркаса композиционных материалов из группы металлополимеров. Однако известные методы их производства характеризуются высокими технологическими рисками, а также сложностью, трудоемкостью и другими недостатками. В связи с этим была поставлена задача разработки и опробования технологии производства этих изделий из чугуна с минимизацией таких недостатков известных технических решений, как высокие риски нарушения геометрической точности и трудоемкость изготовления, а также недостаточная вариативность сборки, ведущая к ограничению возможностей управления эксплуатационными свойствами и характеристиками изделия с учетом его функционального назначения. Предложена инновационная технология производства таких изделий методом литья по газифицируемым моделям из чугуна. Особенностью является сборка конструкции одноразовой газифицируемой модели из повторяющихся ячеек путем формирования из параллельно расположенных пенопластовых пластин-слоев со сквозными пропускными отверстиями, смещаемых друг относительно друга. При этом число, толщина, вид и величина относительного смещения пластин-слоев, форма сечения пропускных отверстий и угол отклонения их осей симметрии от нормали к поверхности пластин варьируются. Технология прошла успешное опытно-промышленное опробование и рекомендована к внедрению в условиях действующего производства.

1. Дорошенко В. С. Способы получения каркасных и ячеистых литых материалов и деталей по газифицируемым моделям // Литейное производство. 2008. № 9. С. 28–32.
2. Górny M., Gondek Ł., Angella G. Structural stability of thin-walled austempered ductile iron castings // Archives of Civil and Mechanical Engineering. 2023. Vol. 23, Iss. 2. 79.
3. Pedersen K. M., Tiedje N. S. Nucleation and solidification of thin walled ductile iron – Experiments and numerical simulation // Materials Science and Engineering: A. 2005. Vol. 413-414. P. 358–362.
4. Цурихин С. Н., Гулевский В. А., Мирошкин Н. Ю., Кидалов Н. А., Филатов Д. А. Энергопоглощающий материал, полученный пропиткой полых сфер // Известия Волгоградского государственного технического университета. 2022. № 7 (266). С. 98–101.
5. Моуала Х., Айгенфельд К., Гирлих Д. Стальная пена с открытыми порами — изготовление и свойства // Металлургия машиностроения. 2006. № 6. С. 29–33.
6. Дорошенко В. С. Металлические ячеисто-каркасные отливки по аналогам из живой и неживой природы, получаемые по газифицируемым моделям // Металлические здания (М3). 2009. № 5 (15). С. 32–35.
7. Пат. 83447 Украина. Литейная одноразовая модель / О. И. Шинский, В. С. Дорошенко; опубл. 10.07.2008. Бюл. № 13.
8. Demir G., Akyurek D., Hassoun A., Mutlu I. Production of biodegradable metal foams by powder metallurgy method // Physical Mesomechanics. 2022. Vol. 25, Iss. 6. P. 106–119.
9. Parveez B., Jamal N. A., Anuar H., Ahmad Y. et al. Baig Microstructure and mechanical properties of metal foams fabricated via melt foaming and powder metallurgy technique: a review // Materials. 2022. Vol. 15. 5302. 

10. Степанов Ю. А., Гришин Д. С., Кирпиченков В. П. Литье по газифицируемым моделям. Основы теории и технологии. — М. : Машиностроение, 1976. — 224 с.
11. Шуляк В. С., Рыбаков С. А., Григорян К. Н. Производство отливок по газифицируемым моделям : инженерная монография. — М. : МГИУ, 2001. — 330 с.
12. Шуляк В. С. Литье по газифицируемым моделям. — СПб. : Профессионал, 2007. — 408 c.
13. Морозов В. А. Некоторые вопросы технологии литья стали по газифицируемым моделям // Литейное производство. 2016. № 1. С. 32–35.
14. Jeon J. M., Lee S. J., Choe K. H., Huh J.-S. Gas pressure effect on sand collapse in kinetic zone of lost-foam casting // Advances in Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 2020. 5861017. DOI: 10.1155/2020/5861017
15. Нестеров Н. В., Воронцов Б. С., Савиных Л. М. Система создания разряжения в опоках для литья по газифицируемым моделям // Литейное производство. 2016. № 7. С. 30–34.
16. Пат. 217806 РФ. Литейная одноразовая модель / И. О. Леушин, Л. И. Леушина, П. А. Горохов, Д. А. Горохов, С. Г. Самохвалов ; заявл. 09.02.2023 ; опубл. 19.04.2023. Бюл. № 11.
17. ГОСТ 15588–2014. Плиты пенополистирольные теплоизоляционные. — Введ. 01.07.2015.
18. ТУ 2243-022-58948815–2004. Антипригарные краски.
19. ГОСТ 1412–85. Чугун с пластинчатым графитом для отливок. Марки. — Введ. 01.01.1987.