ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

ПРОИЗВОДСТВА ОТЛИВОК ДЛЯ ТЕПЛОВОЗНЫХ ДИЗЕЛЕЙ

 

Тупатилов Е.А., Стафеев А.В., Сердечная А.А.

(БГТУ, ОАО БМЗ, г. Брянск)

 

          The report contains results of researches, connected with optimization of the technology of castings of barrels of diesel engines for a railway transport.

 

В условиях расширяющегося производства тепловозных двигателей на ОАО БМЗ была поставлена задача обеспечения стабильного качества отливок гильз дизелей. Данные отливки массой 130 кг получают в сухих песчано-глинистых формах, изготовленных машинной формовкой. Внутреннюю полость отливки оформляет полый стержень из ХТС. Заливка форм - верхняя дождевая. Материал отливки - спецчугун: (2,7-3,1) % С, (0,8-1,1) % Mn, (1,7-2) % Si, до 0,2 % P, до 0,06 % S, (0,3-0,6) % Cr, (0,9-1,2) % Ni, (0,5-0,7) % Mo, (0,3-0,6) % Cu. Модифицирование - ковшовое 0,2 % силикобария.

К гильзам предъявляются высокие требования по механическим свойствам (твердости, прочности, герметичности), достижение которых в условиях базовой технологии затруднительно. Кроме того, наблюдался высокий процент брака по пористости и пригару. Заливка сопровождалась интенсивным кипом.

Используемая на предприятии система управления качеством предполагает комплексный подход к обеспечению требуемых показателей качества литейной продукции.

Исследования по определению факторов, обуславливающих данные виды брака, показали, что пористость в отливке не является однородной по происхождению, а представляет собой газовую пористость в сочетании с усадочной рыхлотой. Пригар является комплексным химико-механическим, т.е. обусловлен как проникновением жидкого металла в поры формы, так и химическим взаимодействием жидкоподвижных окислов с компонентами формовочной смеси. Кип металла при заливке связан с высокой газотворной способностью смеси.

Для того, чтобы выйти на требуемый уровень показателей качества отливок, разработали следующий комплекс мер.

1)     Размер прибыли увеличили, что несколько снизило усадочную составляющую пористости, но пригар увеличился.

2)     Вместо песчано-глинистой опробовали форму из ХТС (на фуритоле). Газовая пористость уменьшилась, кип металла исчез.

3)     Из испытываемых противопригарных покрытий наибольшую эффективность показало двухслойное покрытие: 1-й слой на основе дистенсилиманита, 2-й - на основе графитовой пасты. Данное покрытие имеет хорошую связь с поверхностным слоем формы. В результате снизился как механический, так и химический пригар, однако количество его осталось выше допустимого.

4)     С целью повышения механических свойств и снижения усадочной пористости в форму в ответственной части отливки были введены холодильники. Структура стала более плотная, но поверхность отливки в этих местах получилась с отбелом, глубина которого лежала в пределах припусков. В результате трудоемкость и длительность механообработки значительно увеличилась и от использования холодильников решили отказаться.

5)     При исследовании влияния температуры заливки отмечено, что ее снижение благоприятно влияет на все параметры качества отливки. Пригар снизился до требуемого уровня и стал легкоотделимым, существенно увеличилась прочность и незначительно - твердость чугуна. Структура металла стала более плотной, усадочная пористость исчезла полностью. Это является следствием уменьшения усадки чугуна при снижении температуры заливки.

Таким образом, проведенные исследования выявили основные факторы, влияющие на показатели качества отливки. В результате комплексного подхода к управлению качеством был разработан ряд мер по оптимизации технологического процесса, что позволило полностью исключить брак по усадочной и газовой пористости, пригару, повысить механические свойства отливки.

В настоящее время осуществляется внедрение оптимизированной технологии в серийное производство.