Способ изготовления биметаллических труб центробежным литьем

Способ изготовления биметаллических труб центробежным литьем

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

O ll И С А Н И Е,772695

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 26.04,79 (21) 2758988/22-02 (5 ) ) щ }(и

В 22 D 13/02 с присоединением заявки .%—

Государственный комитет (23) Приоритет ло делам нзооретеннй н открытий

Опубликовано 23.10.80. тиоллетень .%39

Дата опубликования описания 25.10.80 (53 ) УД К 621. 74. .042(088.8) (72) Авторы изобретения

В. Г. Герасимов, H. Е. Дашивец и В. И. Ростокин вптg с (7!) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ

ТРУБ ЦЕНТРОБЕЖНЫМ ЛИТЬЕМ

Изобретение относится к литейному производству, в частности к технологии центробежного литья, и может быть использовано при отливке биметаллических труб большой длины.

Известен способ изготовления биме5 таллических труб, включающий нанесение теплоизоляционного покрытия и последовательную заливку металлов, при этом толщину покрытия выполняют равномерно

1О нарастающей в сторону, противоположную заливке металлов (11.

Известен способ изготовления биметаллических труб, включающий нанесение теплоизоляционного покрытия по длине

15 изложницы материалами, обладающими различной TBKTIDIIpDBOIIHocT üþ, причем со стороны заливочного торца футеруют материалами с теплопроводностью в 1-5 раз большей теплопроводности материалов футеруемого слоя остальной части изложницы (2 j.

Недостатком указанных способов изготовления биметаллических труб является неудовлетворительное качество соединения металлов по длине отливки, так как ограничена возможность регулирования отвода тепла от отливки. Кроме того, при применении в качестве теплоизоляционного покрытия сыпучих материалов (кварцевый, цирконовый пески и т. д.) для достижения требуемых условий теплоотвода необходима значительная толщина покрытия, что влечет за собой ухудшение наружной поверхности отливки (волнистость), большой механический пригар, следовательно, большое удаление металла в стружку при механической обработке труб, При применении покрытия неравномерной T oëùèíû для получения труб с IIQ. стоянным наружным диаметром необходимо применять специальные дорогостоящие изложницы с конической расточкой ра6очей поверхности.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ изготовления биметаллических труб, вклю° чающий последовательную заливку метал2695

3 77 лов во вращающуюся форму центробежной машины, при этом рабочую поверхность ее покрывают равномерным слоем теплоизопяционной футеровки (3).

Недостатком этого способа является отсутствие возможности отливки биметаллических труб большой длины с точными размерами граничного диаметра, по которому происходит соединение слоев металлов. Вызвано это специфическими условиями заполнения горизонтально вращающеЯся изложницы центробежной машины при заливке металла с одного конца, В процессе заливки жидкий металл больше разогревает тот конец изложницы, с которого производят его заливку, отдавая ей большую часть тепла при своем передвижении.

При заполнении изложницы разница температур между передним и задним концами отливки сохраняется и достигает значительных величин. В то время как задний конец отливки охладился до тре буемой температуры соединения металлов, на ее переднем конце металл находится еще в жидкем состоянии. Величина температурного перепада по длине отливаемой трубы зависит or марки стали, геометри ческих размеров, температуры заливки стал и, т ол шины и ма те риала пр имен я ем ого покрытия и т. д. Б силу этих причин при заливке второго металла получается либо размыв и перемешивание металлов в перецнем конце отливки, либо расслоение в ее заднем конце. Например, при производстве центробежнолитых заготовок из сталей 1Х17Н2 - 018HlOT размером 260х(40-40) х265 мм около четверти трубы приходится обрезать в отходы из за размыва переднего ее конца или расслоения заднего конца отливки.

Цель изобретения - получение биметаллических труб большой длины с качественным соединением металлов по всей длине отливки.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе изготовления биметаллических труб, включающем нанесение теплоизоляционного покрытия на рабочую поверхность изложницы и последовательную заливку металлов, перед заливкой первого слоя металла изложницы со стороны, проти"оположной заливке металла, на участке, равном 0,25 - 0,5 ее длины, нагревают до температуры

50 - 550 С.

В силу того, что плотность теплового потока прямо пропорциональна градиенту температуры (основной закон теплопровод ф ности Фурье), в процессе и после заливки металла в изложницу теплоотвод or залитого металла проходит неодинаково по длине изложницы. От холодного конца из- . ложницы, с которого происходит заливка металла и гце температура заливаемого металла более высокая, отвод тепла идет интенсивнее, чем от конца изложницы, противоположного заливке, где температура заливаемого металла более низкая.

Нагревая конец изложницы, противополож ный заливке, создают условия для равномерного теплоотвода по всей длине изложницы и получают первый слой металла с одинаковой температурой по всей длине, что является необходимым условием цля получения качественного соединения металлов с обеспечением точных геометрических размеров биметаллической отливки.

Экспериментально установлено, что при нагреве конца изложницы, противоположного заливке металлов, до температуО ры менее 50 С равномерный теплоотвод. от заливаемого металла не обеспечивается.

Предельная величина нагрева конца изложницы, противоположного заливке металлов, до 550 С обусловлена тем, что при более высоких температурах не обеспечивается стойкость и долговечность изложницы, так как металл изложницы выходит эа область упругих деформаций, что приводит к продольному изгибу и короблению изложницы. В зависимости от материала изложницы при температурах выше 550 С возможны фазовые превращения в металле изложницы, что также отрицательно сказывается на цинамических характеристиках вращающейся изложницы..

Оптимальная величина нагрева Конца чзложницы, противоположного заливке металла, определяется из конкретных условий получения биметаллических труб и зависит or цлины отливки и условий теплоотвода.

11лина участка нагрева конца изложницы, противоположного заливке металлов, равная 0,25 « 0,5 длины изложницы, опрецеляется с учетом потерь температуры заливаемым металлом при своем продвижении вдоль изложницы, условий теплоотвода в системе залитый металл - изложница, а также литейных свойств заливаемого металла (жидкотекучесть при температуре заливки, интервал кристаллизации, вязкости и r. д.).

5 77

На чертеже приведена схема устройс1ва, осуществляющего предлагаемый способ.

Устройство содержит изложницу 1, теплоизоляционное покрытие 2 изложницы, систему 3 секционного брызгальногD охлаждения, нагревательное устройство 4.

На рабочую поверхность изложницы наносят теплоизоляцибнное покрытие, затем конец изложницы со стороны, противоположной заливке, на участке равном

0,25 - 0,5 ее длины, нагревают до необходимой температуры и производят заливку первого металла. При достижении свободной поверхностью первого металла температуры соединения производят заливку второго металла.

Предлагаемый способ опробован при изготовлении. биметаллических труб сочетания сталей Х12+сталь 45 размером ф 165 х (26+24) х 4000 мм на маши не с горизонтальной осью вращения;

Конец изложницы со стороны, противоположной заливке металла, нагревают до

300 С на участке, равном 1/2 ее длио ны, и наносят теплоизопяционное покрытие с расчетной толщиной 6 мм.

Затем производят заливку стали Х12.

В процессе кристаллизации и охлаждения отвод тепла от залитого металла идет дифференцированно по длине изложницы, в результате температура первого слоя (сталь Х12) по длине отливки выравнивается, что обеспечивает высокое качество соединения металлов и точность геометрических размеров биметаллической отливки по всей длине.

При достижении первым металлом (сталь Х 12) температуры соединения заливают второй металл (сталь 45).

2695 6

После охлаждения отливки qo 9000

1000 С ее извлекают.

Использование предла гаемого способа по сравнению с известными дает возможность получения биметаллических труб большой длины с качественным соединением металлов по всей длине отливки за счет равномерного теплоотвода, что обеспечивает точную геометрию соединения

10 биметаллических труб, что особенно важно при дальнейшем использовании этих труб в инструментальной промышленности, машиностроении и других отраслях народного хозяйства. IS

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

No 592517, кл. В 22 D 13/10, 1976с

2. Авторское свидетельство СССР

hh 52725.3, кл. В 22 Э 13/10, 1975.

3. Патент США No. 3414044, 16440 95, 1968.

Способ изготовления биметаллических

20 труф центробежным литьем, включающий нанесение теплоизоляционного покрытия на рабочую поверхность изложницы и последовательную заливку металлов, î тличающийся тем,что,сцелью повышения прочности соединения металлов биметаллических труб большой длины, nepeg заливкой металла первого слоя изложницу со стороны, противоположной заливке металла, на участке, равном 0,2530 0,5 ее длины, нагревают до температуры

50-550 C.

77 6 Э5

Составитель А. М инаев

Редактор И. Нанкина Текред H. Бабурка Корректор С. Шомак

Заказ 6791/10 Тираж 889 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4