Литейное производство 2011 № 1 январь

Подождите немного. Документ загружается.

F O U N D R Y

FOUNDRY

. TECHNOLOGY & EQUIPMENT

ISSN 0024-449X

ПРОИЗВОДСТВО

Редакционно-

издательский

совет

БЕХ Н. И.

Председатель Редакционно-

издательского совета

ЯСКЕВИЧ И. А.

Заместитель председателя,

Главный редактор журнала

АБРАМОВ В. И.

АЛЕКСАНДРОВ Н. Н.

АФОНАСКИН А. В.

БИБИКОВ А. М.

ГАВРИЛИН И. В.

ЕВСТИГНЕЕВ А. И.

КУКУЙ Д. М.

КУРАКОВ Ю. Г.

МЕЛЬНИКОВ А. П.

НАЙДЕК В. Л.

НЕМЕНЕНОК Б. М.

ОВЧАРЕНКО В. И.

ПИРАЙНЕН В. Ю.

ПОДДУБНЫЙ А.Н.

СОФРОНИ Л.

ТКАЧЕНКО С. С.

ШИНСКИЙ О.И.

ПРОИЗВОДСТВО

МЕЖДУНАРОДНЫЙ

НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ

ЖУРНАЛ

№1

2011

Издательский дом

«ЛИТЕЙНОЕ ПРОИЗВОДСТВО»

объявляет подписку

на электронные версии журналов

«ЛИТЕЙНОЕ ПРОИЗВОДСТВО»,

«МЕТАЛЛУРГИЯ МАШИНОСТРОЕНИЯ»

«БИБЛИОТЕЧКА ЛИТЕЙЩИКА»

(подробнее www.foundrymag.ru )

Интервью Николая Ивановича Беха председателя Редсоветов журналов

«Литейное производство» и «Металлургия машиностроения»

Литейные сплавы. Отливки

Макаренко К.В. Компьютерный метод оценки взаимосвязи состава, структуры

и свойств чугунов

Makarenko K.V. Computer-Aided Method of Evaluating the Relationship between

Composition, Structure, and Properties of Cast Irons

Литье в песчаные формы

Туманова Л.П., Кваша Ф.С. Опыт модифицирования песчано-бентонитовых

формовочных смесей наноразмерными материалами

Tumanova L.P., Kvasha F.S. Experience of Modifying Bentonite-Bonded Molding

Sands with Nanoscale Materials

Григор А.С., Марков В.А., Антуфьев Ю.Н. О противопригарных

механоактивированных к

омпозициях в составе песчано- глинистых смесей

Grigor А.S., Markov V.A., Antufiev U.N. The Usage of Antyburd-on Mechanoactivation

Composition in Moulding Sand

Сандуляк А.В., Сандуляк А.А. , Самохин В.В., Свистунов Д.И., Ершова В.А.

онтроль ферровключений в формовочной смеси полицикличной магнитной

тест-сепарацией

Sandulyak A.V., Sandulyak A.A., Samokhin V.V., Svistunov D.I., Yershova V.A. Con-

trol of Ferroinclusions in Molding Sand by Polycyclic Magnetic Test-Separation

Специальные способы литья

Меркушев А.Г., Быстров М.В. Получение качественных алюминиевых

отливок с использованием давлением

Merkushev A.G., Bystrov M.V. Production of High-Quality Aluminium Castings by

Low-Pressure Casting

Иванько Е.К. О динамик

е всплытия неметаллических включений в расплаве

при центробежном литье

Ivanko E.K. Dynamic Factors Emergings Of Nonmetallic Inclusions in Liquid Metal in

Conditions of Centrifugal Moulding

Организация производства

Турилова

К.К. Сравнение российских и европейских литейных предприятий

по ключевому показателю производственная эффективность

Turilova K. Comparison of Russian and European foundries against the key perfor-

mance indicators total effective equipment productivity and capacity utilization

CAD/CAM литейных процессов

Кац А.М. О выборе оптимальной целевой функции АСУ техпроцессом в

литейном производстве

Kats A.M. On the Choice of an Optimum Target Function of an Automatic Control

System for a Casting Process

Литейное оборудование

Коротченко А.Ю. К вопросу о «рекламе и действительности»

Korotchenko A.Y. On the Issue of «Advertising and Reality»

Информация. Хроника

Мероприятия по литейному производству в 2011 году

Аркадий Константинович Тихонов (К 75-летию со дня рождения)

Николай Иванович Бех (К 65-летию со дня рождения)

СОДЕРЖАНИЕ • CONTENTS

Николай Иванович, разрешите поздравить вас с

юбилеем и пожелать здоровья и новой интересной

работы, в том числе, для развития и процветания

наших журналов. Расскажите немного о себе, своих

учителях.

Первыми учителями в Киевском политехническом

институте были заведующий кафедрой литейного про-

изводства, Заслуженный деятель науки и техники Ук-

раины, д-р техн. наук, профессор Ващенко Константин

Ильич, ведущий специалист в области высокопрочного

чугуна. Другой мой учитель – д-р техн. наук профессор

Дорошенко Степан Пантелеевич, крупный специалист

в области формовочных материалов, собиратель и

большой знаток художественного литья.

С 1969 г. я работал на ВАЗе, который стал первым

производством, где был внедрен итальянский опыт

получения высокопрочного чугуна (ферритного – без

термообработки и перлитного – с термообработкой).

В то время на ВАЗе работали лучшие металлурги

страны, Евсеев Алексей Сергеевич, главный металлург

ВАЗа, лауреат Ленинской премии, Резинских Федор

Филиппович.

В 1974 г., когда я был назначен главным инже-

нером металлургического производство ВАЗа, мы

начали сотрудничать с НИИТавтопромом. Тогда же

на заводе были освоены новые процессы получения

высокопрочного чугуна модифицированием в форме

(Inmold- процесс), с использованием отечественной

Ni–Mg–Ce- лигатуры.

Ваша работа директором КАМАЗа ознаменовалась

активным освоением на заводе высокопрочного чу-

гуна. Чем это было продиктовано? Какие результаты

получены?

В 1980 г. я был назначен директором литейного

завода КАМАЗ. В то время основные несущие детали

грузового автомобиля производились из ковкого чу-

гуна с черной сердцевиной. Технология производства

такого чугуна требовала термообработки в течение 36

ч. Частый выход из строя печей для термообработки

приводил к остановке конвейера из-за отсутствия

отливок.

В короткие сроки мы, практически, с нуля создали

на заводе весь комплекс для производства высо-

копрочного чугуна. Благодаря этому производство

деталей из ковкого чугуна было трансформировано

в их производство из высокопрочного, начиная от

производства лигатуры до полевых испытаний в

условиях Крайнего Севера при температуре -50 °С. К

1983 г. завод производил уже более 100 тыс. т высо-

копрочного чугуна.

За научные достижения и внедрение в произ-

водство высокопрочного чугуна награжден Премией

Правительства Российской Федерации.

Я знаю, что вас снова заинтересовали проблемы

литейного производства. Расскажите немного об этой

сфере вашей деятельности.

Я никогда не бросал заниматься литейным делом.

Являясь председателем совета директоров ОАО «Лита-

форм», продолжал сотрудничать с НИИТавтопромом,

защитил кандидатскую, а затем докторскую диссер-

тации, стал профессором кафедры литейного произ-

водства Политехнического института в Наб. Челнах,

и сейчас являюсь председателем совета директоров

ОАО «Литаформа», членом диссертационного совета

ОАО «ЦНИИТМАШ». Вместе с вами занимаюсь жур-

налами «Литейное производство» и «Металлургия

машиностроения».

Кто, на ваш взгляд, может занять нишу уничтожен-

ных отраслевых НИИ и КБ – аналогичные структуры

при крупных автомобильных и машиностроительных

заводах, литейные кафедры, вновь создаваемые

инновационные и внедренческие фирмы?

Все вместе. Одним из таких центров мог бы стать

Литейный завод КАМАЗа. Проведенная осенью на

КАМАЗе научно-техническая конференция по высо-

копрочному чугуну показала высокий профессиональ-

ный уровень специалистов завода и их способность

координировать усилия других организаций в этом

направлении.

Некоторое время назад возникла идея объедине-

ния ВАЗа и КАМАЗа. Это целесообразно и возможно, ну

хотя бы в рамках металлургических производств?

Я считаю, что это возможно в рамках инструмен-

тальных, металлургических и заготовительных произ-

водств. КАМАЗ уже давно делает заготовки для ВАЗа.

На ВАЗе – дефицит литейных мощностей, а на КАМАЗе

– их избыток. И там, и там литейное производство

Интервью Николая Ивановича Беха,

председателя Редсоветов журналов

«Литейное производство» и «Металлургия машиностроения»

требует модернизации литейного оборудования для

обеспечения весовой и размерной точности отливок.

Это диктуется новыми конструкциями выпускаемых

автомобилей.

Конечно же, все это требует серьезных расчетов и

проработок, подготовки бизнес-плана.

Считаете ли вы, что организация общего литейного

производства этих двух заводов может стать началом

воссоздания в нашей стране Центролитов, сыгравших

в свое время существенную роль в развитии оте-

чественного литейного производства и практически

исчезнувших в годы перестройки?

Да, считаю. Очень правильная постановка вопроса.

Центролиты – это базовые предприятия для литейного

производства. В настоящее время станкостроение

в России фактически не существует (уничтожено).

Станкостроители вынуждены по импорту закупать

заготовки станин и других крупных деталей. Восста-

новление нескольких станколитов, подобных тому,

что был в Москве, стало бы точкой отсчета восста-

новления крупного станкостроения в нашей стране.

Сегодня Ассоциация «Станкоинструмент», возглавля-

емая ее президентом Паничевым Николаем Алексан-

дровичем и генеральным директором Самодуровым

Георгием Васильевичем, уделяет, этой проблеме

особое внимание. Ассоциацией, в которую вошли и

специалисты ОАО «Литаформ», оказана серьезная

поддержка литейщикам в плане финансирования

работ для решения этих проблем.

Всем известно состояние парка литейного обору-

дования в нашей стране. Помня, что литейное про-

изводство всегда финансировалось по остаточному

принципу, на что следует направить те немногие

ресурсы, которые могут быть выделены - срочную

закупку импортного оборудования или организацию

его производства у себя? Если последнее, есть ли у

нас для этого возможности?

Я – сторонник отечественного производства

оборудования, так как у нас есть все возможности

для организации его производства у нас в стране.

Эту работу правильнее было бы организовать в двух

направлениях. Собственные конкурентоспособные

разработки (формовочные линии и смесепригото-

вительное оборудование), стержневое оборудование

БЕЛНИИЛИТа, плавильное и термическое оборудова-

ние. Например, ОАО «Литаформ» обладает собствен-

ными разработками, превосходящими по основным

показателям оборудование, производимое на Западе.

Компания получила целевое финансирование на

2010-2011 г.г. для проведения инжиниринговых работ

для производства формовочных линий. Уже начато

производство высокотехнологичного смесепригото-

вительного оборудования. При поддержке Ассоциации

«Станкоинструмент», Станкина и ОАО «ЦНИИТМАШ»

в 2011 г. мы планируем приступить к изготовлению

формовочного оборудования.

Другое направление – создание совместных

предприятий с иностранными и компаниями. Поло-

жительные примеры также имеются. Это – КАМАЗ и

Cummins, ряд других…

Специалисты считают, что производство обра-

ботанных литых деталей может быть очень рен-

табельным, к тому же, это самый короткий путь от

металлургии к машиностроению. Как заинтересовать

инвесторов вкладывать средства в такие предпри-

ятия?

Согласен с тем, что поставка обработанных литых

заготовок – очень рентабельный бизнес, и у нас есть

положительные примеры этого. На том же КАМАЗе

организовано производство обработанных литых

деталей для экспорта. Есть и другие примеры. Так, в

Москве на АЗЛК подготовлены площади (~ 300 тыс.

) для производства автокомпонентов, к их числу, как

известно, относятся и литые автомобильные детали.

Здесь наиболее полно можно реализовать эту идею.

Это прекрасный инновационный проект, возглавляе-

мый Юзвиком Александром Петровичем.

Вы – выпускник Киевского политехнического ин-

ститута. Наши журналы все эти годы активно подде-

рживали связи с нашими коллегами в СНГ. Считаете ли

вы возможным восстановить прежнюю кооперацию

литейных организаций в области науки, технологии,

проектирования и производства оборудования, выпус-

ке отливок? Если да, что для этого следует сделать в

первую очередь?

Безусловно, да. Считаю целесообразным и необхо-

димым в рамках этих организаций создать Междуна-

родный Союз литейщиков, который стал бы центром

по координации этой деятельности. Готов принимать

в этом участие.

Пользуясь случаем, хотел бы поздравить сотруд-

ников редакции, членов Редсовета, всех читателей

и авторов журнала с Новым Годом и пожелать им

здоровья, успехов во всех начинаниях, благополучия

их семьям.

Спасибо за интересную беседу.

Интервью взяла И.А. Яскевич

ЛИТЕЙНОЕ ПРОИЗВОДСТВО №1/2011

итейные сплавы.

тливки

Аннотация

The Summary

Структура материалов определяется на разных масш-

табных уровнях. Наибольшее влияние на свойства чугу-

нов оказывают макро-, мезо- и микроструктуры. На этих

уровнях выявляются макродефекты, строение фазовых и

структурных составляющих и микродефекты.

Однако не все свойства материалов определяются

структурой, например, коэффициент теплового расши-

рения и удельный вес для сталей – структурно нечувс-

твительные характеристики. Для чугунов в условиях

конкурентной кристаллизации, когда на этапе первичного

структурообразования возможно формирование разных

высокоуглеродистых фаз (графита или цементита), тра-

диционные структурно нечувствительные свойства стано-

вятся структурно чувствительными. Например, удельный

вес половинчатых чугунов будет выше, чем у графитизи-

рованных чугунов.

Графитовая фаза в чугунах оказывает значительное

влияние на механические, физические и эксплуатаци-

УДК 621.74: 669.13

К.В. Макаренко

(ГТУ г. Брянск)

K.V. Makarenko

Компьютерный метод

оценки взаимосвязи состава,

структуры и свойств чугунов

Представлена методика статистического анализа оценки взаимосвязи химсос-

тава, структуры и свойств чугунов. Приведен пример использования метода в

производственных условиях для построения эмпирических структурных диа-

грамм отливок из ч у гунов с шаровидным графитом (ЧШГ).

Ключевые слова

Чугун, статистический анализ, химсостав, структура, твердость, диаграмма

The technique of the statistical analysis of an estimation of interrelation of a chemical

compound, structure and properties cast irons is presented. The example of use of a

method under production conditions for construction of structural diagrammes cast-

ings from ductile iron is resulted.

Key words

Cast iron, statistical analysis, chemical composition, structure, hardness, diagram

онные свойства, особенно они чувствительны к форме

включений графита (ВГ).

В металлографии чугунов традиционно используются

методы построения диаграмм или номограмм для опре-

деления структуры и механических свойств. Структуру

чугунов долгое время предсказывали, руководствуясь

диаграммой Маурера, которая была построена на осно-

ве эмпирических данных оценки содержания основных

графитизирующих элементов C и Si. В последующем

диаграммы преобразовали в номограммы, и начали учи-

тывать гораздо большее количество факторов, влияющих

на процессы структурообразования в чугунах. Так, пос-

ледние номограммы базируются не только на результатах

опытно-промышленных работ, но и на термодинамичес-

ких расчетах. Наиболее прогрессивной является конод-

ная структурная номограмма Снежного-Жукова, которая

позволяет прогнозировать структуру графитизированных

чугунов и оценивать их механические свойства.

Computer-Aided Method of Eval-

uating the Relationship between

Composition, Structure, and

Properties of Cast Irons

ЛИТЕЙНОЕ ПРОИЗВОДСТВО№1/2011

итейные сплавы.

тливки

Компьютерные технологии позволяют сегодня про-

гнозировать развитие процессов структурообразования,

используя для литых заготовок разные математические

модели, которые построены на основе термодинамичес-

ких расчетов структурных номограмм.

Рис. 1. Зависимость влияния на количество феррита

в структуре отливок из ЧШГ: 1 – расчетная кривая (4),

2 – линия тренда: а – C, б – Mn, в – Si, г – Cu

Макаренко К.В., Илюшкин Д.А. Влияние графитовой фазы

на процессы разрушения в чугунах // Металлургия машиностро-

ения. – 2010. – №3. – С – 25-29

3,35 3,4 3,45 3,5 3,55 3,6 С, %

Ф, %

100

0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 Mn, %

Ф, %

100

Ф, %

100

1,5 1,8 2,1 2,4 2,7 3 3,15 Si, %

Ф, %

100

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 Cu, %

Другое направление компьютерного моделирования

оценки взаимосвязи структуры и свойств графитизирован-

ных чугунов основано на использовании САЕ-программ и

представлении структуры чугуна как «композиционного»

материала

. При таком подходе отдельные структурные

составляющие и фазы обладают собственными физи-

ческими и механическими свойствами, а структура чугуна

представляется как композиция отдельных ее составляю-

щих частей.

Для изучения влияния на процессы структурообра-

зования разных факторов и оптимизации технологии

получения изделий из ЧШГ была разработана структур-

ная номограмма. Из широкого ассортимента продукции,

выпускаемой в чугунолитейном цехе ЗАО «УК «БМЗ»,

выбрали отливку-представитель втулка подшипника.

Конфигурация изделия одинакова для всей группы от-

ливок втулочного типа, различие – в толщине стенки.

Микроструктура и свойства отливки из ЧШГ определя-

ются анализом приливного образца, расположенного в

нижней части формы. Поскольку состав формовочных и

стержневых смесей для всех отливок идентичен, условия

охлаждения зависят от толщины стенки отливки.

Влияние основных химических составляющих ЧШГ (C,

Si, Mn, S, P, Mg

ост

) и толщины стенки изучали с примене-

нием корреляционно-регрессионного анализа. Данные

обрабатывали на компьютере посредством программных

оболочек Microsoft Excel и Statistica v. 6. Анализ результатов

промышленных плавок состоял из нескольких стадий.

Первоначально создавали представительскую вы-

борку из генеральной совокупности. Все промышленные

плавки представляют собой генеральную совокупность.

Так как число плавок велико (> 100), на компьютере сде-

лана предварительная выборка из генеральной совокуп-

ности. Последующий статистический анализ проводили

непосредственно с выборкой.

Для определения взаимосвязи между химическим и

структурным составами ЧШГ применяли регрессионный

анализ. Изучали влияние следующих факторов: C, Si, Mn,

Cu, S, P, Mg

ост

и толщины стенки отливки h

ст

на количество

ферритной (Ф) структурной составляющей металлической

матрицы ЧШГ и структурно свободного цементита (Ц). Так

как в отливках преобладала феррито-перлитная структура

с суммой занимаемой площади в 100%, то, зная содержа-

ние феррита и цементита, определяли количество перли-

та (П) в матрице ЧШГ по формуле.

Анализом выборочных данных плавок отливок втулка

подшипника получены следующие функциональные за-

висимости влияния химсостава и толщины стенки отливок

ст

на содержание феррита в отливках из ЧШГ: