РОЗРОБКА ТЕХНОЛОГІЇ ІНЖЕКЦІЙНОГО ЛИТТЯ КЕРАМІЧНИХ ВИРОБІВ З ВИКОРИСТАННЯМ КОМП’ЮТЕРНОГО МОДЕЛЮВАННЯ 

Анотація

Проведено аналіз зарубіжних матеріалознавчих наукових проектів. Розглянуто деякі технологічні методи формування керамічних виробів. Представлена cхема установки для інжекційного лиття виробів з термопластичних мас на основі керамічних та металокерамічних порошків, яка була розроблена в Інституті надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України. Проведено комп’ютерне моделювання процесу теплопереносу при інжекційному литті сопла, кулі з осьовим циліндричним отвором, кільця та суцільної кулі, що формуються з керамічних матеріалів на основі порошків нітриду алюмінію, карбідів вольфраму та кремнію. Виявлено небезпечні зони локальної концентрації ізотерм у прес-формах. Встановлено залежності часу остигання термопластичної маси в прес-формах до температури затвердіння зв’язуючого від типу матеріалу, що інжектується. Розраховано програму зміни температури печі, що забезпечує рівномірний нагрів литого виробу на стадії відгонки зв’язуючого. Представлено приклад розрахованих програм зміни температури в часі при відгонці зв’язуючого з виробу у формі кулі різного розміру. Проведено комп’ютерне моделювання процесу заповнення прес-форми термопластичною масою при інжекційному литті керамічних виробів у формі кулі з циліндричним отвором, кільця, суцільної кулі, сопла та воронки на основі порошків нітриду алюмінію, карбідів вольфраму та кремнію. Отримано розподіли тиску в порожнинах прес-форм та часу їх заповнення термопластичною масою. Визначено оптимальне місцерозташування інжекційного отвору в прес-фор­мах, при якому спостерігається мінімальна довжина ліній спаю у виробах наприкінці інжектування. Встановлено залежності часу заповнення прес-форм та довжини ліній спаю при різній в’язкості матеріалу від розмірного параметра виробу. Розглянуто екс­пе­риментальну частину технології інжекційного формування сопла на основі порошку нітриду алюмінію для аргонно-дугового зварювання. Побудовано графіки зміни мінімальної температури інжектування, за якої відбувається бездефектне формування заготовок сопел, при зміні концентрації зв’язуючого і в’язкості маси. Отримані роз­ра­хункові дані визначають весь комплекс технологічних особливостей процесу інжек­цій­ного лиття та використовуються для виготовлення керамічних виробів різної форми.