Анотація до роботи:

Квасницька Ю.Г. Технологія одержання шихтової заготовки з ливарних відходів жароміцних корозійностійких сплавів для виробництва лопаток ГТД. – Рукопис.

Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.16.04 – “Ливарне виробництво”. – Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України, Київ, 2004.

Дисертаційна робота присвячена розробці нових технологій рафінування відходів жароміцних сплавів, у тому числі некондиційних, з використанням методу направленої кристалізації у вакуумі і сумісної вакуумно-індукційної та електронно-променевої плавки. Під час направленої кристалізації очищення реалізується за рахунок накопичення неметалевих включень перед фронтом кристалізації у верхній частині заготовки. При сумісній плавці плавлення шихти і перегрів розплаву забезпечуються індукційним нагрівом, а рафінування від неметалевих включень проходить шляхом їх видалення під впливом високих температур за рахунок електронно-променевого нагріву.

Для одержання лопаток з використанням відходів запропоновані технологічні схеми, які складаються з двох етапів. На першому етапі відходи рафінуються методом направленої кристалізації або сумісною плавкою з одержанням мірних шихтових заготовок, а на другому етапі ці заготівки переплавляються сумісною плавкою з одержанням лопаток.

Властивості сплавів, які одержані з використанням розроблених технологій рафінування ливарних відходів відповідають вимогам технічних умов на жаро-міцні корозійностійкі сплави. Технологія рафінування відходів з використанням направленої кристалізації впроваджена у виробництво на ДП НПКГ “Зоря”-“Машпроект”, м. Миколаїв.

1. Запропоновано використати вакуумно-термічну плавку з направленою кристалізацією (ВТПНК) для видалення неметалевих включень з ливарних відходів жароміцних корозійностійких сплавів, які за статистичними дослідженнями складають 51%. В процесі ВТПНК очищення відходів від неметалевих включень забезпечується при швидкості просування фронту кристалізації у центральній частині форми 2…4 мм/хв і градієнті температур на фронті кристалізації в межах 15…20 С/см.

2. Встановлено, що при сумісній вакуумно-індукційній та електронно-променевій плавці (ВІП+ЕПП) випаровування елементів і видалення неметалевих включень забезпечується при потужності нагріву у фокальній плямі діаметром 20 мм у межах 14...15 кВт. При цьому температура розплаву у фокальній плямі досягає 2000...2100С, а оптимальний час обробки розплаву стандартної шихтової заготовки масою до 10 кг складає 240...320 с.

3. Розроблено технологію плавки кондиційних ливарних відходів сплавів ЧС70ВІ і ЧС88УВІ у вакуумній установці на базі печі УППФ-3М методом ВІП+ЕПП для переплаву 250...300 кг ливарних відходів за зміну. Показано, що одержані заготовки мають хімічний склад і властивості, які відповідають ТУ 1-809-1040-99 на сплави.

4. Розроблено та освоєно технологію очищення до трьох тонн на добу ливар-них відходів жароміцних сплавів ЧС70ВІ, ЧС88УВІ, ЧС104ВІ і ЕК9ВД від неметалевих включень методом ВТПНК у вакуумній печі ПМП-4М. Технологія забезпечує одержання сплавів, хімічний склад і властивості яких відповідають ТУ 1-809-1040-99. Для реалізації процесу розроблена і впроваджена багаторівнева керамічна форма, яка дозволяє одержувати мірні шихтові заготовки масою по 2 кг за рахунок стабілізації направленої кристалізації.

5. Для одержання шихтової заготовки з ливарних відходів і лиття з них лопаток ГТД запропоновані технологічні схеми, що передбачають двоетапне проведення процесів: ВТПНКВІП, ВТПНК(ВІП+ЕПП), (ВІП+ЕПП)(ВІП+ЕПП). Технологія переплаву відходів і лиття лопаток ГТД за схемою ВТПНКВІП впроваджена на ДП НВКГ “Зоря”-“Машпроект”, м. Миколаїв з економічним ефектом 560015 грн. на рік. Технологія переробки ливарних відходів жароміцних сплавів з використанням сумісного нагріву за іншими запропонованими схемами прийнята вказаним підприємством до впровадження.

Публікації автора:

1.Добкина Ю.Г.* Специальная конструкция многоуровневой формы с фильтрацией расплава для утилизации суперсплавов // Процессы литья. – 2001. - № 1. – С. 68-74.

2. Анікін Ю.П., Максюта І.І., Добкина Ю.Г. *, Вербило М.О.Вплив вакуумних переплавів на структурні перетворення та властивості жароміцного сплаву ЧС70-ВІ // Металознавство та обробка металів. – 2001. – № 3. – С.64-68.

3. Аникин Ю.Ф., Максюта И.И., Добкина Ю.Г. *, Вербило М.А., Андреєва Т.Б., Кравчук Л.О. Регенерация отходов сплава ЧС88У-ВИ методами вакуумных переплавов // Процессы литья. – 2002. - № 1. – С. 78-82.

4. Аникин Ю.Ф., Максюта И.И., Добкина Ю.Г. *, Вербило М.А. Процессы регенерации отходов жаропрочных сплавов методами вакуумных переплавов // Проблемы спецэлектрометаллургии. – 2002.- № 1.- С. 37-39.

5. Патент України 55053А, МПК⁸ С21С5/56. Спосіб регенерації відходів жароміцних сплавів з використанням електронно-променевої технології: Анікін Ю.П., Ладохін С.В., Добкина Ю.Г. *, Максюта І.І., Мяльниця Г.П., Левицький М.І. (Україна) - Заявл. 19.06.2002; Опубл. 17.03.2003; Бюл. № 3. - 5 с.

6. Патент України 44460А, МПК⁶ В22D11/113, B22C23/00. Спосіб плавки і лиття активних та тугоплавких металів і сплавів та пристрій для його реалізації: Ю.П. Анікін, Левицький М.І., Мірошниченко В.І., Добкина Ю.Г. *, Вербило М.О. - Заявл. 02.04.2001; Опубл. 15.02.2002; Бюл. № 2.- - 5 с.

7. Патент України, МПК⁸С21С5/56, F27В14/10. Тигель для сумісної індукційної і електронно-променевої плавки: Ладохін С.В., Левицький М.І., Добкина Ю.Г. *, Анікін Ю.П.-№ 2003065463; Заявл. 12.06.03; Рішення про видачу 09.12.03. – 2 с.

8. Ладохин С.В., Максюта И.И., Аникин Ю.Ф., Добкина Ю.Г. * Применение вакуумных технологий при переработке отходов жаропрочных сплавов// Труды Междунар. Семинара-выставки “Современные материалы, технологии, оборудование и инструмент в машиностроении”. – Киев: ИСМ НАН Украины. – 1999. – С. 75-76.

9. Myalnitsa H., Dobkina Yu. *, Ladokhin S., Maksyuta I. Recovering of nickel-based superalloys using special ceramic shell with filtration // Proc. 5^th Word Cong. on R’2002 (Recovery, Recycling, Re-integration). – Toronto (Canada). – 2000. - 5с.

10. Ladokhin S., Anikin Yu., Maksyuta I., Dobkina Yu. *, Myalnitsa H. Superalloys waste refining at the combined induction and electron-beam melting // Proc. 6^th Word Cong. on “Electron-beam melting and refining”. – Nevada (USA). – 2000. – P. 188 - 195.

11. Мяльница Г.Ф., Добкина Ю.Г. * Технология восстановления свойств отходов литейных жаропрочных сплавов, применяемых в производстве лопаток ГТД // Труди міжнар. конгр. “Напрямки відродження ливарного виробництва в Україні на початку нового тисячоліття”. – Київ: ФТІМС НАН України. – 2002. – С. 35-36.

12. Myalnitsa H., Dobkyna Yu. * Refinement of superalloys scrap by methods of vacuum remelting // Труды 2-й междунар. конф. “Материалы и покрытия в экстремальных условиях: исследования, применение, экологически чистые технологии производства и утилизации изделий” – Кацивели (Україна). – 2002.– P. 608-609.

13. Myalnitsa H., Dobkyna Yu. * Thermal stability of superalloys structure after cast waste recovery // Proc. 6^th Word Cong. on R’2002 (Recovery, Recycling, Re-integration). – Geneva (Switzerland). – 2002. – 5 c.

14. Добкина Ю.Г.*, Максюта И.И., Мяльница Г.Ф. Классификация отходов никелевых сплавов для лопаток ГТД и методы возвращения их в производство // Труды Междунар. научно-техн. конгр. “Литейное производство в новом веке – как победить в конкуренции” – Киев: ФТИМС НАН Украины. - 2002. - С.18-20.

15. Добкина Ю.Г. *, Вербило М.О. Дослідний зразок для випробування стійкості лопаток газотурбинних двигунів з жароміцних сплавів проти високотемпературної корозії // Труди ІІ Всеукраїнській науково-техн. конф. молодих учених та спеціалістів “Зварювання та суміжні технології”. – Київ: ІЕЗ ім. Є. О. Патона - 2003. – С. 62.

16. Добкина Ю.Г. *, Мяльница Г.Ф. Применение совмещенного вакуумно-индукционного и электронно-лучевого нагрева для рафинирования жаропрочных сплавов // Труды междунар. научно-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых работников “Современные сварочные и родственные технологии и их роль в развитии производства” - Николаев: НМУ – 2003 – С. 58-61.

17. Добкина Ю.Г. *, Мяльница Г.Ф. Рафинирование отходов жаропрочных сплавов с использованием метода направленной кристаллизации // Труды междунар. научно-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых работников “Современные сварочные и родственные технологии и их роль в развитии производства” - Николаев: НМУ – 2003 – С. 56-58.

* - Добкина Ю.Г. – попереднє прізвище Квасницької Ю.Г.