Способ непрерывного литья биметиллических слитков из алюминиевых сплавов

Способ непрерывного литья биметиллических слитков из алюминиевых сплавов

Реферат

 

Изобретение относится к металлургии, а именно к непрерывному литью высококачественных биметаллических слитков различного сортамента из алюминиевых сплавов. Цель изобретения повышение качества биметаллических слитков за счет улучшения соединения и снижения окисляемости на границе раздела отдельных слоев. При непрерывном литье биметаллических слитков, слои которых формируются при заливке расплава в кристаллизатор на предварительно травленой твердой заготовке, к заготовке и расплаву в лунке слитка с помощью электродов от низковольтного источника с напряжением 2 12 В подают постоянный электрический ток плотностью 30-80 A/см², причем к расплаву подают положительный потенциал, а к заготовке - отрицательный. 1 ил.

Изобретение относится к металлургии, а именно к непрерывному литью высококачественных биметаллических слитков различного сортамента из алюминиевых сплавов, и может быть использовано при литье в изложницу. Цель изобретения повышение качества биметаллических слитков за счет улучшения соединения и снижения окисляемости по границе раздела отдельных слоев. На чертеже представлена схема установки для реализации способа непрерывного литья биметаллических слитков. Установка состоит из литейного поддона 1, кристаллизатора 2, отливаемого биметаллического слитка 3, нерасходуемого стационарного электрода 4, располагаемого в лунке слитка, электрода 5, закрепляемого на твердой заготовке, направляющего устройства 6, распределительного лотка 7 для подачи расплава в кристаллизатор. Стрелками А и В указаны соответственно направления движения слитка и подачи расплава к кристаллизатору. Отдельные слои слитков обозначены различной штриховкой с помощью наклонных линий с выделением границы раздела между отдельными слоями. Кроме того, в слитке обозначены зоны жидко-твердого состояния сплавов, ограниченные изотермами ликвидуса и солидуса, внутренняя область которых выделена крестиками, которые иммитируют выпадающие из расплава кристаллиты. Жидкий расплав, находящийся выше изотермы ликвидуса, условно обозначен штриховкой в виде прерывистых горизонтальных линий. Сущность способа непрерывного литья биметаллических слитков и порядок ведения технологического процесса заключается в следующем. Перед началом литья на поддон 1 внутри рабочей полости кристаллизатора 2 устанавливают длинномерную прессованную или катанную заготовку 8, которую предварительно подвергают травлению для удаления окисной пленки и загрязнений с ее поверхности. Кроме того, в пространстве между стенкой кристаллизатора 2 и заготовкой посередине располагают замкнутый по контуру и конгруэнтный по форме относительно конфигурации сечения токоподводящей заготовки нерасходуемый электрод 4 из электропроводного и термостойкого материала, который при креплении электроизолируют от кристаллизатора. При этом токоподводящий электрод устанавливают по высоте таким образом, чтобы при литье он находился в погруженном состоянии на 5-30 мм ниже уровня расплава в кристаллизаторе. Высоту электрода выбирают из условий обеспечения необходимой плотности тока и размещения его по высоте на уровне зоны начала затвердевания периферийных участков слитков. Другой электрод 5 с токоподводящим проводом прикрепляют к верхней кромке заготовки с плотным контактированием с ее поверхностью. Заготовка 8 сохраняет устойчивое вертикальное положение с помощью направляющего устройства 6, с которым она соприкасается поверхностями скольжения или качения. В начале литья при затравке слитков на литейный поддон 1 подают жидкий металл из плавильно-раздаточного агрегата с помощью распределительного лотка 7, устанавливают уровень расплава в кристаллизаторе на 5-30 мм выше погруженного в лунку электрода, включают электрический ток и далее осуществляют отливку слитков по обычной технологической схеме непрерывного литья. В конце литья отключают электрический ток, отсоединяют электрод 5 от заготовок и производят выемку из приямка отлитого биметаллического слитка для осуществления последующих технологических операций. При литье широкой номенклатуры алюминиевых деформируемых сплавов в различной их композиции для формирования отдельных слоев биметаллических слитков рекомендуются следующие технологические режимы, зависящие от марок сплавов, сортамента типоразмеров слитков: напряжение на индукторе находится в пределах 2-12 В, плотность тока изменяется в диапазоне 30-80 А/см². При поддержании одного из этих режимов менее указанных нижних пределов не происходит свариваемости отдельных слоев слитков, а более верхних пределов проплавления твердой заготовки. Кроме того, при поддержании электрических параметров ниже указанных пределов наблюдается наличие окисной пленки на границе раздела отдельных слоев биметаллического слитка. Поэтому в этих случаях не достигается цель изобретения. П р и м е р. Способ непрерывного литья полых цилиндрических биметаллических слитков 580/324 мм с внутренней заготовкой в виде прессованной трубы толщиной 6 мм из сплава АДО, а внешней из сплава АМг6. Перед затравкой внутри рабочей полости кристаллизатора устанавливают замкнутый по контуру медный электрод, выполненный в виде цилиндра размером 450/430x25 мм, к которому присоединена токопроводящая шина для подведения положительного потенциала от генератора постоянного тока. Электрод может быть также выполнен из стали, графита или других электропроводных тугоплавких металлов. С помощью токопроводящей шины осуществляется также крепление замкнутого электрода к кристаллизатору с соблюдением электроизоляции друг от друга, например, с помощью фарфоровых изоляторов для устранения возможного контакта между ними. Токоподводящий замкнутый по контуру электрод располагают по высоте так, чтобы верхняя его кромка находилась на 10 мм ниже намеченного после заполнения уровня поверхности расплава в кристаллизаторе. Далее к трубной заготовке крепят съемную шину с плотным прилеганием к ее поверхности для подвода отрицательного потенциала. После этого на поддон литейной машины устанавливают прессованную трубную заготовку 332/310 мм, которая предназначена для формирования внутреннего слоя биметаллического слитка. Эту заготовку предварительно подвергают травлению для удаления окисных, жировых и других видов загрязнений. При затравке на поддон литейной машины подают расплав из плавильно-раздаточного агрегата. При достижении уровня жидкого металла примерно на 10 мм выше верхней кромки замкнутого по контуру электрода создают электрический ток плотностью 50-60 А/см² при напряжении 6-8 В. Далее отливку слитка осуществляют по обычной технологической схеме. Использование способа обеспечивает высокое качество отливаемых биметаллических слитков за счет достижения прочного соединения на границе раздела отдельных слоев, свободных от окисных включений или пленки, что существенно улучшает механические, коррозионные, технологические и эксплуатационные свойства слоистых конструкционных материалов, повышается выход годного в общем цикле производства слоистых полуфабрикатов из отливаемых биметаллических слитков, кроме того, обеспечиваются условия производства слоистых полуфабрикатов с гарантированной толщиной отдельных слоев при применении твердой заготовки при непрерывном литье биметаллических слитков.

Формула изобретения

СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ СЛИТКОВ ИЗ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ, включающий травление предварительно деформированной заготовки, установку ее в кристаллизатор, заливку в пространство между заготовкой и кристаллизатором расплавленного металла с химическим составом, отличным от состава заготовки, и вытягивание из кристаллизатора слитка, отличающийся тем, что, с целью повышения качества биметаллических слитков за счет улучшения соединения и снижения окисляемости на границе раздела отдельных слоев, в начале процесса литья через заготовку и расплавленный металл с помощью нерасходуемых электродов пропускают постоянный электрический ток напряжением 2-12 Вт и плотностью 30 80 А/см², причем расплав подсоединяют к положительному, а заготовку к отрицательному полюсам источника тока.

РИСУНКИ

Рисунок 1