Особенности изготовления форм для тонкостенного крупногабаритного титанового литья

Отливки из титановых сплавов для авиастроения изготовляют центробежным литьем в ус­ловиях вакуума в керамические, графитовые, металлические и комбинированные формы. Вопросы, связанные с применением комбинированных форм, состоящих из графитовых и металлических частей малоизучены, особенно в случае изготовления крупногабаритных,  тонкостенных отливок. Данный факт подтверждается отсутствием данных для метода изготовления литейных форм из графитовых заготовок в ГОСТ Р 53464—2009 «Отливки из металлов и сплавов» и отраслевых стандартах, а также отсутствием данных по теплофизическим параметрам, которые необходимы для точного моделирования процессов, что определяет актуальность научно-исследовательских работ в данном направлении.

Цель данной работы – изучение особенностей конструирования форм необходимых для усовершенствования технологии тонкостенного крупногабаритного титанового литья.

В работе определена размерная точность отливок для метода литья по безмодельной технологии в графитовые формы, путем сравнения трехмерной модели отливки, полученной компьютерной обработкой снятого при оцифровке облака точек, с исходной трехмерной моделью отливки в формате STL. Предложены способы ремонта графитовых форм с использованием клеевых композиций на основе пульвербакелита (твердой новолачной феноло-формальдегидной смолы с добавкой уротропина), содержащие в качестве наполнителя порошок графита. Рассмотрены возможности замены графитовых частей форм на металлические согласно результатам моделирования в системе ProCast (см. рисунок 1), проведенных на основе экспериментально полученных теплофизических коэффициентов.

Работа выполнена под руководством д.т.н., проф. Белова В.Д. в рамках про­екта «Разработка и внедрение литейных технологий нового поколения для создания высокотехнологичного производства по изготовлению высокоточ­ных отливок из алюминиевых, магниевых и титановых сплавов для газотурбинных двигателей» по постановлению правительства РФ №218.3.

а)

б)

Рисунок 1 - Распределение дефектов в отливке «Стойка» по результатам моделирования в системе ProCast (a) в комбинированную форму,(б) в графитовую форму