Научная тема: «РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОТЛИВОК ИЗ АЛЮМИНИЕВЫХ И МАГНИЕВЫХ СПЛАВОВ В АВИАСТРОЕНИИ»
Специальность: 05.16.04
Год: 2010
Отрасль науки: Технические науки
Основные научные положения, сформулированные автором на основании проведенных исследований:
  1. Установлена и научно обоснована закономерность изменения структуры, плотности, пористости, газосодержания, герметичности и физико-механических свойств авиационных алюминиевых и магниевых сплавов, а также уровень технологических потерь от способов рафинирования: получены новые результаты по влиянию различных способов рафинирования (металлом-геттером, газофлюсовой смесью, вакуумированием, внутренним вакуумированием, фильтрацией, наносекундными электромагнитными импульсами) на газосодержание и механические свойства алюминиевых сплавов; установлено, что вакуумирование расплава с одновременной его обработкой постоянным электрическим током (электровакуумная обработка) значительно снижает газосодержание в расплавах (до 0,05 см3/100г) и повышает механические свойства алюминиевых сплавов АЛ9 (АК7ч) и АЛ34 (АК8л) по сравнению с другими методами рафинирования и дано научное обоснование установленным зависимостям; доказано и научно обосновано, что рафинирование магниевых сплавов (МЛ5, МЛ5пч) флюсами и электрическим током позволяет улучшать механические свойства (σв с 240 до 255 МПа; δ с 8,0 до 9,7 %) и снизить газосодержание и пористость; установлено, что обработка магниевых сплавов постоянным электрическим током при бесфлюсовом приготовлении способствует понижению газосодержания в расплаве с 8...14 см3/100г до 4...5 см3/100г, повышению механических свойств сплава МЛ5 (σв с 255 до 300 МПа; δ с 5,5 до 12 %), снижению брака отливок, особенно по герметичности с 50...60% до 5,0%; применение газовой смеси (1...2% SF6 и СО2 остальное) при электрорафинировании сокращает цикл плавки, повышает производительность печей на 20%, уменьшает расход электроэнергии на 20 %, исключает брак по флюсовым включениям и уменьшает безвозвратные потери на 5 %.
  2. Выявлена зависимость массы приготовляемого расплава от плотности тока и количества электричества, позволяющая аналитическим путем выбрать оптимальные параметры электрорафинирования алюминиевых и магниевых сплавов.
  3. Установлено, что при приготовлении магниевых сплавов с использованием фильтрации газосодержание соответствует 7,0...8,0 см3/100г; размер зерна - 0,1...0,15 мм; σв = 260...300 МПа; δ = 7..12 %.
  4. Экспериментально доказана и научно обоснована необходимость защиты струи алюминиевых и магниевых сплавов инертными газами при их разливке по формам и установлены оптимальные режимы подачи газа.
  5. Установлена и обоснована технологическая возможность и перспективность использования совмещенного процесса получения заготовок из алюминиевых отходов кузнечно-штамповочного производства литьем в кокиль и их последующей штамповкой (литье-штамповка).
  6. Получены закономерности изменения строения расплавов, кристаллизационных параметров, физико-механических и эксплуатационных свойств алюминиевых (АК7ч, АК7) и магниевых (МЛ5) сплавов от продолжительности облучения расплавов электромагнитными наносекундными импульсами и влияния амплитуды напряжения генератора НЭМИ на вышеперечисленные параметры.
  7. Выявлено положительное влияние вибрации расплава на процессы кристаллизации, структурообразования и свойства сплава АЛ9 (АК7ч).
Список опубликованных работ
1. Ри, Хосен. Свойства алюминиевых сплавов (силуминив) в жидком и твердом состоянии. / Хосен Ри, Е.М. Баранов, В.И. Шпорт, В.И. Якимов, А.И. Костин, Б.Н. Марьин, А.В. Щекин. // Владивосток. Дальнаука, 2002. - 144 с.

2. Муравьев, В.И. Изготовление литых заготовок в авиастроении / В.И. Муравьев, В.И. Якимов, Хосен Ри и др. // Владивосток.: Дальнаука, 2003.- 616 с..

3. Абрамов, Б.М. Приоритеты авиационных технологий. / Б.М. Абрамов, М.Г. Акопов,…В.И. Якимов. // Москва. МАИ, 2004. В 2-х книгах. Кн. 1: Гл. 1-12. -696 с. Кн. 2.: Гл. 13-31. – 640 с.

4. Ри, Э.Х. Влияние облучения жидкой фазы наносикундными электромагнитными импульсами на ее строение, процессы кристаллизации и структурообразования и свойства литейных сплавов. / Э.Х. Ри, Хосен Ри. С.В.Дорофеев, В.И. Якимов. // Владивосток. Дальнаука, 2008. – 177 с..

5. Харунжин, А.А. Электровакуумное рафинирование алюминиевых сплавов. / А.А. Харунжин, В.И. Якимов, В.П. Моисеев. // Литейное производство, 1977. - №7. - С. 36.

6. Харунжин, А.А. Электровакуумное рафинирование алюминиевых сплавов. / А.А. Харунжин, В.И. Якимов, В.А. Матысик. // Литейное производство, 1978. - № 11. - С.13.

7. Матысик, В.А. Рафинирование алюминиевых сплавов внутренним вакуумированием и постоянным электрическим током. / В.А Матысик, В.И. Якимов, А.А. Харунжин. // Литейное производство, 1979. - №9. - С. 33.

8. Матысик, В.А. Литье-штамповка деталей из алюминиевого сплава АК4-1. / В.А Матысик, В.П. Паниван, В.И. Якимов, А.А Харунжин. // Литейное производство, 1982. - №5. - С. 33.

9. Матысик, В.А. Литье-штамповка деталей из алюминиевого сплава АК4-1. / В.А Матысик, В.И. Якимов. // Авиационная промышленность, 1983. - Приложение №5. - С. 12.

10. Матысик, В.А. Рафинирование алюминиевых сплавов газофлюсовой смесью. / В.А Матысик, В.И. Якимов. // Литейное производство, 1983. - № 7. - С. 35.

11. Якимов, В.И. Исследование влияния постоянного электрического тока на качество приготовляемого магниевого сплава. / В.И. Якимов, В.И. Муравьев, А.Т. Калинин и др. // Литейное производство, 1999. - № 12. - С. 10…12.

12. Якимов, В.И. Повышение герметичности отливок из алюминиевых сплавов. / В.И. Якимов, В.И. Шпорт, В.И. Муравьев, А.Т. Калинин, А.В. Якимов. // Литейное производство, 1999. - №12. - С.6-7.

13. Yakimov, A. V. Features of obtaining of pressurized aluminium castings a casting in iron mould. / V. I. Yakimov, V.I. Muravyov, A. V. Yakimov. // Russian Technical News Letter. Tokio. Rotobo, 2001. - № 3. - C. 2.

14. Ри, Хосен. Применение дегазирующей лигатуры для повышения эффективности очистки алюминиевых сплавов. / Хосен Ри, В.И. Якимов, В.И. Муравьев, О.И. Харитонов, А.И. Костин, Б.М. Немененок. // Литейщик России, 2002. № 2. - С. 29…30.

15. Ри, Хосен, Применение лигатуры для повышения очистки алюминиевых сплавов от газовых и неметаллических включений. / Хосен Ри, В.И. Якимов, О.И. Харитонов, А.И. Костин, Б.М. Неменок. // Первая научно-техническая конференция «Генезис, теория и технология литых материалов». (20-24 мая 2002 г.). Владимир-Суздаль. Россия, 2002. - С. 73…74.

16. Калинин, А.Т. Газовые защитные атмосферы для магниевых сплавов системы Mg-Al-Zn. / А.Т. Калинин, В.И. Якимов, О.С. Шуршукова и др. // Международная научная конференция «Нелинейная динамика и прикладная синергетика». Часть 1. КнАГТУ. // Комсомольск – на – Амуре, 2003. - С. 140… 144.

17. Якимов, В.И. Изготовление деталей из отходов деформируемых алюминиевых сплавов. / В.И. Якимов, А.Г. Прохоров, Г.Е. Паниван, В.В. Зелинский. - Восьмой международный симпозиум «Авиационные технологии ХХ1 века: достижения науки и новые идеи». 26-28.11.2003. Россия. Жуковский. ЦАГИ, 2003. - С. 112…114.

18. Якимов, В.И. Влияние защитной среды при заливке алюминиевых сплавов на качество литья. / В.И. Якимов, В.В. Зелинский, М.А. Заплетин, А.Т. Калинин, А.В. Якимов. // Металлургия машиностроения, 2003. - № 3. - С. 25…26.

19. Якимов, В.И. Воздействие электрического тока на жидкий алюминиевый сплав. / В.И. Якимов, В.В. Зелинский, М.А. Заплетин, А.Т. Калинин, А.И. Евстигнеев. // Металлургия машиностроения, 2003. - № 3. - С. 36…39.

20. Муравьев, В.И. Особенности получения качественных отливок из высокопрочного алюминиевого сплава АМ4,5 Кд (ВАЛ10). / В.И. Муравьев, В.И. Якимов, М.А. Заплетин, А.И. Евстигнеев, Хосен Ри. // Литейщик России, 2003. - № 1. - С. 9…14.

21. Якимов, В.И. Опыт применения эффективных методов рафинирования алюминиевых сплавов. / В.И. Якимов, В.И. Муравьев, Г.Е. Паниван, М.А. Заплетин, А.В. Якимов. - Материалы конференции V Международного форума «Высокие технологии ХХ1 века». // Москва, 2004. - С. 377…378.

22. Якимов, В.И. Исследование влияния дегазирующей таблетки «Эвтектика» на качество алюминиевых сплавов. / В.И. Якимов, Хосен Ри, Г.Е. Паниван, В.А. Косицин // Авиационная промышленность, 2004. - № 2. - С.83…85.

23. Муравьев, В.И Исследование структуры и химической однородности производственного спектрального эталона из алюминиево-кремнеевых сплавов. / В.И Муравьев, В.А. Решетникова, В.И. Якимов, Г.Е. Паниван, Ю.Д. Богатов. // Материаловедение, 2004. - № 7. - С. 9…14.

24. Якимов, В.И. Исследование влияния обработки дегазирующей таблеткой «Эвтектика» на качество алюминиевого сплавова АМ4,5Кд. / В.И. Якимов, Г.Е. Паниван, В.А. Косицин, А.И. Евстигнеев, М.А Заплетин. // Материаловедение, 2004. - № 7. - С. 45…46.

25. Якимов, В.И. Технология использования отходов алюминиевого сплава АК4-1. / В.И. Якимов, А.Г. Прохоров, Г.Е. Паниван, В.В. Зелинский. // Материаловедение, 2004. - № 7. - С. 51…56.

26 Якимов, В.И. Особенности обработки дегазирующей таблеткой «Эвтектика» алюминиевого сплава АМ4,5Кд. / В.И. Якимов, Г.Е. Паниван, В.А. Косицин, В.И Муравьев, М.А Заплетин, В.В. Иванов. // Литейное производство, 2004. - № 8. - С. 10…11.

27. Муравьев, В.И. Исследование структуры и химической однородности производственного спектрального эталона из Al-Si – сплавов. / В.И. Муравьев, В.А. Решетникова, В.И. Якимов, Г.Е. Паниван, М.А. Заплетин. // Металлургия машиностроения, 2004. - № 4. - С. 40…43.

28. Паниван, Г.Е. Разработка технологии литья и термической обработки высокогерметичного алюминиевого сплава. / Г.Е. Паниван, В.И. Якимов, Б.Н. Марьин, В.И. Муравьев, А.И. Евстигнеев. // Литейщик России, 2004. - № 9. - С.19…25.

29. Якимов, В.И. Опыт применения эффективных методов рафинирования алюминиевых сплавов. / В.И. Якимов, Г.Е. Паниван, Б.Н. Марьин, М.А. Заплетин, А.В. Якимов, А.И. Евстигнеев. // Литейщик России, 2004. - № 10. - С.13…14.

30. Муравьев, В.И. Зависимость механических свойств сплава МЛ-5 от микроструктуры. / В.И. Муравьев, В.И. Якимов, Б.Н. Марьин, М.А. Заплетин, А.Т. Калинин. // Металлургия машиностроения, 2004. - № 6. - С. 38…39.

31. Якимов, В.И. Опыт применения различных методов рафинирования алюминиевых сплавов для производства отливок в литейном цехе ОАО «КнААПО». / В.И. Якимов, В.И. Муравьев, Г.Е. Паниван, В.В. Зелинский. // Труды седьмого съезда литейщиков России. Новосибирск, 2005. - Том 1. - С. 248…250.

32. Якимов, В.И. Рафинирование и модифицирование расплава через фильтрирующую камеру при бесфлюсовом приготовлении. / В.И. Якимов, А.И. Евстигнеев, В.В. Иванов, А.В. Якимов. // Металлургия машиностроения, 2006. - № 4. - С. 8…12.

33. Якимов, В.И. Использование отходов алюминиевых сплавов для нужд производства. / В.И. Якимов, С.О. Огарков, Г.Е. Паниван, В.В. Зелинский, А.И.Евстигнеев. // Труды восьмого съезда литейщиков России 23-27 апреля 2007. Ростов-на-Дону. 2007. - Том 1. - С. 232…237.

34. Iakimov, V.I. Prolucing components from waists of deformated aluminium alloys. / V.I. Iakimov, V.I. Murav,ev, S.O. Ogarkov, V.V. Zelinsky, Hosen Ri. // «Modern materials and technologies 2007»: Materials of international VIII Russia-China Symposium: two volumes.- 17-18 October 2007. // Khabarovsk, 2007. - P. 168…175.

35. Огарков, С.О. Теория и практика механической и электрофизической обработки материалов. / С.О. Огарков, В.И. Якимов, Хосен Ри, С.В. Дорофеев, А.И.Евстигнеев. - Материалы международной научно-технической конференции. (Комсомольск-на-Амуре, 28-30 октября 2009 г.): Часть 1. // Комсомольск-на-Амуре, 2009. - С. 183…189.

36. Iakimov, V.I. Investigations of the influence elektrovakuumnogo refining on hermeticity of the aluminum casting. / V.I. Iakimov, Hosen Ri, A.I. Evsnigneev, G.E. Pavivan, A.V. Yarimov.

37. А.с. № 582313 СССР, МКИ С22В 26/22. Способ рафинирования магниевых сплавов. / А.А. Харунжин, А.В. Пирютко, В.И. Якимов - Заявка № 2396573/22-02. Заявл. 16.08.76. Опубликовано 30.11.77. Бюл. № 44.

38. А.с. № 1527909 СССР, МКИ С22В 9/04. Способ рафинирования магния и его сплавов. / В.И. Якимов, А.А. Харунжин - Заявка № 4346740/23-02. Заявл. 21.12.87.

39. А.с. №1638192 СССР, МКИ С22В 21/06. Способ получения отливок из алюминиевых сплавов / В.И. Якимов, А.Т. Калинин – Заявка №4604721/02. Заявл. 04.10.88. Опубл. 30.03.91. Бюл. №12.

40. А.с. № 1644531 СССР, МКИ С22 С1/06. Способ приготовления магниевых сплавов / В.И. Якимов, А.Т. Калинин – Заявка № 4708407/02. Заявл. 21.06.89.

41. Патент № 2139167 РФ, МКИ7 В22Д 21/04. Способ литья магниевых сплавов / В.И. Якимов, А.Т. Калинин, А.В. Якимов – Заявка № 98107602/02. Заявл. 21.04.98. Опубл. 10.10.99. Бюл. № 28.

42. Патент № 2154689 РФ, МКИ С22В 26/22. Способ приготовления магниевых сплавов в открытых печах / В.И. Якимов, А.Т. Калинин, А.В. Якимов – Заявка № 99114138/02. Заявл. 28.06.99. Опубл. 20.08.00. Бюл. № 23.

43. Патент №2151811 РФ, МКИ7 С22В 9/10. Устройство для введения газофлюсовой смеси в расплав / В.И. Якимов, А.Т. Калинин, А.В. Якимов – Заявка №98115788 . Заявл. 11.08.98. Опубл. 27.06.2000. Бюл. №18.

44. Патент №2167025 РФ, МКИ7 В22С9/08. Литниковая система для кокиля. / В.И. Якимов, А.Т. Калинин, А.В. Якимов – № 99116800/02. Заявл. 03.08.99. Опубл. 20.05.01. Бюл. № 14.

45. Патент № 2173722 РФ, МКИ7 С22В 9/05. Устройство для обработки магниевых сплавов газами при бесфлюсовом приготовлении / В.И. Якимов, А.Т. Калинин, А.В. Якимов – Заявка № 2000120136/02. Заявл. 27.07.2000. Опубл. 20.09.01. Бюл. № 26.

46. Патент №2167025 РФ, МКИ7 В22С 9/08. Литниковая система для кокиля. / В.И. Якимов, А.Т. Калинин, А.В. Якимов. - Заявка № 2000116422/02. Заявл. 22.06.2000. Опубл. 20.05.2001. Бюл. 14.

47. Патент №2170638 РФ, МКИ7 В21J 1/00. Способ получения литой заготовки под штамповку. / В.И. Якимов, А.Т. Калинин, А.В. Якимов. - Заявка № 99116803/02. Заявл. 03.08.1999. Опубл. 20.07.2001. Бюл. 20.

48. Патент №2177046 РФ, МКИ7 С22В 21/06. Зонд для рафинирования алюминиевых сплавов. / В.И. Якимов, А.Т. Калинин, А.В. Якимов. . - Заявка № 2000116421/02. Заявл. 22.06.2000. Опубл. 20.12.2001. Бюл. 35.

49. Патент №2188741 РФ, МКИ7 ВС22 D 15/00. Кокиль для отливки стандартных образцов. / В.И. Муравьев, В.И. Якимов, С.З. Лончаков, А.В. Якимов. - Заявка № 2000123579/02. Заявл. 13.09.2000. Опубл. 10.09.2002. Бюл. 25.

50. Патент №2263720 РФ, МКИ7 С22В 9/10, С22С 1/06. Способ обработки алюминиевых сплавов. / В.И. Якимов, Г.Е. Паниван, В.А. Косицин, Н.В. Сузько, А.В. Якимов, В.И. Муравьев, В.В. Заплетин, В.В. Иванов. - Заявка № 2003136212/02 (038875) Заявл. 15.12.2003. Опубл. 10.11.2005. Бюл. № 31.