Исполнилось 80 лет со дня рождения талантливому ученому в области литейного производства, организатору международных научно-технических конференций  «Литейное  производство и металлургия. Беларусь», доктору технических наук, профессору, лауреату Государственной премии БССР Давыду Михайловичу Кукую.

Статья посвящена эволюции технологии термического отверждения плакированных песчано-смоляных смесей в литейном производстве – начиная с момента зарождения и заканчивая инновационными решениями. Основное внимание уделено вкладу ОАО «БЕЛНИИЛИТ» в развитие этого направления. Проводится сравнительный анализ классической технологии изготовления форм и стержней с аддитивными.

Рассмотрены варианты снижения литейных дефектов, таких, как неметаллические включения, газовая пористость при подготовке алюминиевого сплава для изготовления отливок методом литья под высоким давлением. Представлена технология применения стеклосетки и пенокерамических фильтров для фильтрования сплава при заливке в раздаточные печи машин литья под давлением.

Повсеместное внедрение ХТС привело к тому, что «горячие» процессы изготовления литейных стержней постепенно вытесняются. Считается, что для ХТС в предварительном нагреве нет необходимости и ведет к необоснованному увеличению себестоимости. В настоящем исследовании показано, что воздействие щадящей температуры (в пределах 200–250 ºС) положительно влияет на свойства литейных стержней вне зависимости от процесса их получения. Это связано с удалением растворителей из состава связующих с последующей релаксацией в структуре их пленок.

Резервы дальнейшего повышения технологичности изготовления литых корпусов агрегатов машин связаны с применением новой технологии изготовления литейных форм, представляющих собой целлюлозно-жидкостекольную оболочку, помещенную в опоку, причем объем между оболочкой и опокой заполнен сухим кварцевым песком либо сухой оборотной смесью, без связующего вещества. Оболочковая целлюлозно-жидкостекольная литейная форма и литниковая система обладают хорошей термической стойкостью до 800 ℃, причем составы с большим содержанием жидкого стекла могут выдерживать в течение некоторого времени температуры до 1200 ℃. Эксперименты показывают, что применение целлюлозно-жидкостекольной смеси для изготовления оболочки литейной формы и литниковой системы позволяет получить более чистые отливки, с высоком качеством поверхности и высокой точностью благодаря отсутствию непосредственного контакта формовочной смеси с расплавом. За счет этого возможно уменьшение припуска на механическую обработку для повышения технологичности изготовления литых корпусов агрегатов машин.

В статье представлен термодинамический расчетмодифицирования заэвтектического силумина водородом, фосфором, серой. Показано, что в расплаве заэвтектического силумина атомарный водород, фосфор и сера рафинируют элементарные нанокристаллы кремния от адсорбированных атомов кислорода. Исследован процесс модифицирования первичных микрокристаллов кремния атомами водорода, фосфора и серы. Атомы водорода, фосфора и серы повышают в расплаве заэвтектического силумина концентрацию элементарных нанокристаллов кремния, свободных от атомов кислорода. Этот процесс увеличивает концентрацию центров кристаллизации и повышает дисперсность первичных микрокристаллов кремния.

В первой четверти XXI века достигнут очередной предел роста экономического и научно-технического развития в промышленности, сформированные достижениями первой, второй и третьей промышленных революций и факторами экстенсивного роста производства. Импульс для формирования очередного этапа промышленного развития задает новая парадигма четвертой промышленной революции и шестого технологического уклада. Цель работы: провести теоретические исследования научно-технической информации, направленные на получение комплексных знаний и их систематизации по промышленно-технологической парадигме в XXI веке, выявить предпосылки цифровой трансформации, определить ее концепцию и контуры, взаимосвязь существующих концепций, технологии, вызовы и факторы развития организации на современном этапе в условиях ускоренного инновационного развития; повысить осведомленность о необходимости перехода промышленности на цифровые технологии; выявить гуманитарные смыслы и цели прогресса на современном этапе. Обозначены механизм формирования и технологии шестого технологического уклада, актуальные для цифровой трансформации промышленного производства. Рассмотрены этапы, уровни, эффект и основные вызовы при цифровой трансформации промышленного производства. Результаты выполненного исследования могут быть полезны для общего ознакомления при разработке стратегий цифровизации организаций, холдингов, которыми будет предусмотрена реализация инвестиционных проектов в рамках цифровой трансформации экономики Республики Беларусь.

В производстве проволоки для бортовых колец шин широко применяется высокопроизводительный химический способ нанесения бронзового покрытия, заключающийся в кратковременном погружении стальной проволоки в раствор на основе сульфатов двухвалентного олова и меди в присутствии серной кислоты. Недостатком использования подобных растворов является окисление олова до четырехвалентного с последующим гидролизом и образованием устойчивой дисперсии метаоловянной кислоты. Избыток метаоловянной кислоты снижает стабильность характеристик раствора бронзирования и бронзового покрытия проволоки, увеличивая в конечном итоге издержки производства из-за необходимости остановок промышленных агрегатов по производству бортовой бронзированной проволоки для чистки и замены раствора. Эффективным способом очистки технологических растворов бронзирования от дисперсии метаоловянной кислоты является фильтрование. В настоящей работе на основании опытных данных о размерах дисперсных частиц и с учетом характеристик фильтр-пресса был подобран оптимальный импортозамещающий материал фильтровального полотна. Его применение позволило снизить производственные издержки за счет увеличения продолжительности работы раствора бронзирования до полной замены.

В работе описан опытный (эмпирический) метод разработки норм расхода металла при производстве проката для обеспечения рационального и эффективного использования ресурсов в процессе осуществления хозяйственноэкономической и производственной деятельности. Опытный метод разработки норм расхода заключается в определении удельных затрат сырья и материалов, необходимых для производства единиц продукции, на основе данных замеров полезного их расхода, потерь и отходов, определяемых в лабораторных или непосредственно в производственных условиях, в том числе балансовые исследования и измерения.

Рассматриваются технологии и агрегаты системы разливки стали – прокатки – волочения, созданной на базе машины непрерывного литья и деформации (МНЛДЗ). Развитие технологии и агрегатов системы МНЛДЗ, работающих с жидким металлом, создает условия для эффективного формирования заготовки перед ее прохождением в устройстве для деформации МНЛДЗ и далее на агрегатах, обеспечивающих прокатку и волочение. Для определения рациональной формы и параметров корочки металла на выходе из кристаллизатора проведено моделирование процесса движения жидкого металла в кристаллизаторе машины. Определено – для обеспечения эффективного формирования корочки заготовки необходимо обеспечить рациональную юстировку промежуточного ковша относительно кристаллизатора на этапе подготовки системы промежуточный ковш – кристаллизатор к работе.

В статье рассмотрены основные причины отказов водоохлаждаемых кабелей больших сечений от 1600 до 6000 мм2 для дуговых сталеплавильных электропечей. Короткий срок службы крупногабаритных водоохлаждаемых силовых кабелей в электродуговых печах создает эксплуатационные трудности. Простои и мероприятия, связанные с заменой кабелей, приводят к большим экономическим потерями. Частое техническое обслуживание кабелей короткой сети подвергает персонал и оборудование предприятия рискам, связанным с безопасностью. Инженеры, оперативный и обслуживающий персонал должны изучить причины выхода из строя водоохлаждаемых кабелей и то, как современные инженерные решения направлены на продление срока их службы.

При волочении высокопрочной перлитной стали деформационная неравномерность пластической деформации характеризуется опережением центральных слоев проволоки и подъемом металла на входе в рабочий конус волоки. Предложен расчетный метод контроля деформационной неравномерности с помощью эмпирических уравнений зависимостей: подъема металла на входе в волоку от прочности проволоки, величины единичного обжатия и конусности волочильного инструмента; отношения опережения центральных слоев проволоки и подъема металла при изменении угла деформационной зоны волоки. Подъем металла повышается с увеличением прочности проволоки, единичных обжатий и конусности волочильного инструмента. Аналогичное изменение характерно также для опережения центральных слоев высокопрочной проволоки, а при переходе к ультравысокопрочному состоянию отмечается увеличение опережения центральных слоев металла при уменьшении угла рабочего конуса волоки, связанное с возрастающим влиянием повышения контактной поверхности в очаге деформации на увеличение усилия волочения и растягивающих напряжений. Повышение равномерности пластической деформации при многократном волочении обеспечивается снижением на последних переходах в маршруте волочения: единичного обжатия и конусности волочильного инструмента для высокопрочной проволоки и единичного обжатия для ультравысокопрочной проволоки. Расчетные значения показателей неравномерности деформации по сечению проволоки соответствуют экспериментальным результатам и подтверждаются контролем пластических свойств холоднодеформированной проволоки с повышенной прочностью.

В статье изложены основные способы рециклинга алюминия из упаковочных материалов и проведен анализ по этому вопросу в Республике Беларусь. Приведен вариант безотходной технологии рециклинга алюминиевых банок из-под напитков, рассмотрены технологии переработки фольгированных упаковочных материалов с соблюдением экологических требований.

В статье рассматриваются результаты металлографического травления меди, никеля, свинца, некоторых сталей при использовании различных травящих реактивов. Представлены результаты успешного выявления структуры и дано ее описание, также приведены ошибки и артефакты травления. В качестве артефактов рассматриваются перетрав, формирование цветов побежалости, пленки травящего реактива и ложные структуры на поверхности шлифов, непротрав. Выявление структуры образцов, полученных СВС-процессом, представлено с использованием метода прицельной металлографии как в зависимости от времени травления, так и при использовании различных реактивов.

В статье рассматриваются современные подходы к повышению качества цинковых покрытий и их эффективности в защите металлов от коррозии, а также к улучшению декоративных свойств. Освещаются основные принципы термодиффузионного цинкования и роль пассивации в повышении коррозионной стойкости. Рассматривается получение легированных цинковых покрытий через введение меди, никеля, молибдена, алюминия в состав насыщающей среды. Подчеркивается тенденция к интеграции химико-термических и электрохимических технологий для создания многофункциональных систем, отвечающих высоким требованиям современного дизайна.

В ходе изучения зарубежных и отечественных технологий изготовления кольцевых заготовок проведен анализ причин возникновения погрешностей формы кольцевых заготовок. Дана формулировка содержания операций правки, экспандирования и стабилизации при их использовании в качестве финишных операций при изготовлении кольцевых заготовок. Разработаны рекомендации целесообразности и возможности использования этих операций для обеспечения высокой точности и стабильности геометрической формы кольцевых заготовок. Особое внимание уделено изготовлению маложестких кольцевых заготовок. Результаты предназначены для использования при изготовлении кольцевых заготовок на действующем кольцераскатном комплексе в ОАО «МПЗ» и на создаваемом в ОАО «БЕЛАЗ» автоматизированном кольцераскатном комплексе.

Приведены результаты исследований опор герметизированных шарошечных буровых долот, изготовленных из стали 19ХГНМА, после эксплуатации в Лебединском ГОК. Приводятся данные по химическому составу, микроструктуре, распределению твердости по сечению цапф опор, которые являются внутренним кольцом роликового подшипника качения. Установлено, что недостаточная эффективная толщина упрочненного слоя и недостаточная твердость слоя на его критической глубине, в которой зарождаются и развиваются усталостные процессы, послужили причинами преждевременному глубинному контактному выкрашиванию цапфы.

В работе исследовано влияние углеродных, карбидных и боридных фаз на формирование структуры и механические свойства алюминиевых сплавов Д16 и В95. Упрочняющие добавки карбидов Al4C, SiC и борида AlB10, синтезировались на стадии механоактивации и экструдирования лигатур из смеси порошков алюминия, углерода различного структурного состояния, кремния и оксида бора. Затем алюминиевые лигатуры вводили в расплав. Полученные алюминиевые композиты исследовали в литом состоянии, а также после горячего экструдирования и термической обработки по режиму Т6.Установлено, что в литом состоянии наиболее выраженный упрочняющий эффект наблюдается в сплаве В95, обработанном лигатурой, содержащей интерметаллиды AlB10, при этом прочность возрастает на 15 % до 370 МПа при одновременном повышении пластичности с 5 до 7 %. Для сплава Д16, обработанного этой лигатурой, предел прочности увеличивается на 35 % до 291 МПа при незначительном снижении относительного удлинения с 11 до 7 %. После пластической деформации и термообработки (горячая экструзия и режим Т6) материалы на основе сплава Д16 демонстрируют оптимальное сочетание высокой прочности (до 330 МПа) и повышенной пластичности (относительное удлинение более 22 %). Полученные результаты подтверждают перспективность применения лигатур c дисперсными частицами для создания алюминиевых композиционных материалов с улучшенным комплексом механических свойств.

Методами оптической микроскопии исследована морфология поверхности смесовых тканей «Аркадия», «Сису» и «Грэта» (производства ОАО «Моготекс») до и после лазерного воздействия. Модификация поверхности тканей проводилась с помощью лазера на алюмоиттриевом гранате LS-2134D (LOTIS, Беларусь) с длиной волны 1064 нм, генерирующем в двухимпульсном режиме, в интервале вложенных энергий от 15 до 30 Дж, плотность мощности 3,54∙107 Вт/см2. Проведенные исследования позволили определить основы технологии и физические условия для деструкции смесовых тканей полотняного («Сису», «Аркадия») и саржевого («Грэта») переплетения. Показано, что в наибольшей степени под воздействием лазера разрушается ткань «Аркадия», но зона термического влияния больше для тканей «Сису» и «Грэта». Для ткани «Сису» площадь разрушения существенно увеличивается с повышением энергии воздействия от 15 до 25 Дж. Для ткани «Аркадия» повышение энергии воздействия не приводит к существенному увеличению площади поражения. Для ткани «Грета» вложенная энергия для перфорации ткани выше, чем для тканей с полотняным переплетением.

Рассмотрена усовершенствованная методика комплексной оценки условий труда работающих в литейных цехах. Определены дополнительные коэффиценты к основным производственным факторам условий труда и поправочные коэффициенты для дополнительных производственных факторов с учетом их воздействия на организм человека. Результаты расчета комплексного показателя для отдельных профессий различных участков сталелитейных цехов с массовым характером производства показали необходимость введения дополнительных производственных факторов в расчетное уравнение. Внесены изменения в классификацию литейных цехов (участков) по условиям труда.