Способ центробежного литья двухслойных валков

Способ центробежного литья двухслойных валков

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

»»908497 (61) Дополнительное к авт. синд-ву (22) Заявлено 26.05. 80 (21) 2930430/22-02 (51)M Кл

В 22 0 13/00 с присоединениеM заявки,% веударстеенный комитет

СССР (28) Приоритет до делам изобретений и открытий

Опубликовано 28.02.82. Бюллетень № 8

Дата опубликования описания 28 .02.82 (53) УДК621. 74..042(088.8) " а

Н.A.Áóäàãüÿíö, Э.С.Церковский, И,И.Деркач, Ю.В Дьяченко, =« », С.И.Рудюк и Н.С.Филипченко i"

Украинский .ордена Трудового Красного Знаменй научноисследовательский институт металлов и ЛутугинскЪйрйвод прок атных в алк ов

«/ (72) Авторы изобретения (71) Заявители (54) СПОСОБ ЦЕНТРОБЕЖНОГО ЛИТЬЯ ДВУХСЛОЙНЫХ

БАЛКОВ

Изобретение относится к литейному производству, в частности к центробежному литью и может быть использовано при изготовлении двухслойных валков на горизонтальных центробежных машинах.

При изготовлении двухслойных валков как обычным, так и центробежным способом большое значение имеет высокая твердость рабочего слоя с

10 минимальным перепадом ее по сечению, однородность структуры и химического состава этого слоя и уменьшение смешивания металлов первого и второго слоев (переходной зоны). т5

Нарушение или изменение вышеуказанных признаков влечет за собой брак валков по несоответствию заданной твердости.

Известны способы центробежного литья многослойных отливок, чугунных и биметиллических труб, а также прокатных валков, которые позволяют получать отливки с более однородными свойствами более надежной свариваемостью разнородных металлов и плотностью внутренних слоев, более высокого качества эа счет выравнивания физико-механических свойств ме-, талла по сечению (3, и подачи тугоплавкого порошка перед заливкой гторого металла, а также с меньшим смешанным слоем первого и второго металлов (переходной зоны}.

Известный способ центробежного литья многослойных отливок осуществляется следующим образом. Во вращающуюся в горизонтальном положении изложницу заливается наружный слой металла до требуемой величины, а после достижения им определенной температуры заливают послойно второй слой (металл). Первые 40-60 вес.Х металла второго слоя заливается в горизонтальном положении, а остальной в вертикальном 11).

Недостатком этого способа является то, что наружный слой по се908497 чению не имеет равномернои структуры за счет замедленной кристаллизации всего слоя, равномерного химического состава из — за ликвации, а следовательно, и твердости. Таким образом, этот способ обеспечивает однородность свойств в большинстве случаев только во втором слое, который заливается послойно.

Известен также способ центробежной отливки биметаллических: заго10 товок, который с целью повышения надежности свариваемости разнородных металлов и плотности внутренних слоев осуществляется также на центробежных машинах с поворотом изложницы в вертикальное положение, где наружный слой заготовки и часть внутреннего заливают в горизонтальном положении, а вторая часть внутреннего слоя — при повороте формы в вертикальное положение Г2, Как в первом, так и в этом способе отливки многослойных заготовок

1S кого паружногo слоя прокатных валков осуществляется за счет засыпки между наружным {дополнительный слой) и вторым металлом маршалита толщиной 0,5-1,э мм и твердого тугоплавкого порошка, который подогревается до 900-950 С теплом первого слоя и сваривается с металлом второго слоя. После отделения белого наружного слоя, толщиной 20-50 мм от основной массы валка„ образовавшаяся поверхность валка имеет вы— сокую твердость за счет внедрения твердых частиц тугоплавкого материала f4).

Недостатком этого способа является то, что необходимо применять тугоплавкие порошки, которые не расплавляются в металле, а только внедряются в него, образуя твердый

55 поверхностный неглубокий слой. Глубина проникновения частиц тугоплавкого порошка зависит от его удель" ного веса. Заливка дополнительного

40 улучшается качество только внут- 25 реннего слоя, а качество наружного слоя остается без изменения, т.е. изменением способа заливки внутреннего слоя наружный слой остается без изменения и может иметь ЗО только разную переходную зону. Структура, химический состав и твердость этого слоя получаются неравномерными по сечению.

11овышение качества износостой35 наружного слоя для подогрева порошка, а затем его удаление служит для подогрева тугоплавкого порошка о, до 900-950 С и равномерного распределения его по поверхности, а также является как бы дополнительной изложницей, предохраняющей основную изложницу от разгара. Однако необходимость заливать, а затем удалять этот слой требует дополнительного расхода времени и средств.

Известен способ центробежного литья чугунных труб, который заключается в поструйной подаче чугуна в изложницу,,где 20-60Х общего расхода металла с содержанием 1,8-2,6% кремния заливают непосредственно на изложницу первой струей, а остав— шееся количество металла с содержанием 0,6-1,6Х кремния через 0,2-2 с заливают второй струей на слой чугуна от первой струи (3 1, Данный способ можно применять на тех центробежных машинах где отливаются пустотелые заготовки 1 трубы ) с внутренним диаметром, большим сечения заливочного желоба. Для отлив-. ки цельнолитых валков этот способ не приемлем, так как заливочный желоб не может располагаться внутри изложницы.

Наиболее близок к предлагаемому способ центробежного литья двухслойных валков, включающий последовательную заливку во вращаемую изложницу первого металла, флюса и второго металла. Уменьшение смешивания заливаемых металлов достигается тем, что производят последовательную заливку в изложницу первого металла,флюса и второго металла, который заливается несколькими порциями в зависимости от его толщины. После заливки первого метал. а, например стали толщиной 30 мм, и достижением температуры 1400 С засыпают флюс, а затем 10-50 вес.Е второго металла.

При достижении свободной поверхностью этого слоя температуры солидуса +20 0, например сплава 31I-567 с температурой солидуса, равной о

1300 С, заливают следующую порцию второго металла. Количество порций может быть более двух 5).

Известный способ получения биметаллических труб не допускает глубокого взаимного проникновения второго металла в первый за счет предотвращения диффузионных процессов, 5 90 а образовавшиися промежуточный слой из двух разнородных металлов не влияет на качество отливки. При послойной заливке второго металла, кроме уменьшения толщины промежуточного слоя, химический состав и структура второго металла почти не изменяется по сечению из-за уменьшения процесса ликвидации элементов, а химический состав и структура первого металла при толщине его более 2530 мм имеет разные значения по сечению за счет повышенной ликвидации, что приводит к браку отливок., Цель изобретения — уменьшение брака отливок и расхода изложниц .

Поставленная цель достигается тем, что способ центробежного литья двухслойных валков, включающий последовательную заливку во вращаеиую изложницу первого металла, флюса и второго металла, осуществляется заливкой первого металла порциями: сначала 40-50% его веса, а при достижении свободной поверхностью этоО . го слоя температуры солидуса +10 С заливают оставшуюся часть первого металла.

Послойная заливка первого тверд— дого износостойкого металла способствует быстрой кристаллизации каждого слоя и, тем самым, обеспечивает получение более равномерной (цементитно-ледебуритной) структуры и химического состава, что повышает твердость и уменьшает спад ее по сечению как первого, так и второго слоев.

Кроме того, после заливки первой порции первого металла образуется труба, служащая как бы дополнительной изложницей цля последующего слоя первого металла, а вновь образующаяся труба в свою очередь является изложницей для заливки последующих слоев второго металла. Таким образом, уменьшение расхода изложниц происходит за счет меньшего по времени контакта жидкого металла с внутренней поверхностью изложницы, что и уменьшает ее разгар.

Из опытных данных известно, что слой первого металла менее 8-10 им не обеспечивает равномерного распределения его по толщине на длине более 1500 ми, так кзк заливка его произвоДится не желобом, находящимся внутри изложницы, а заливочной воронкой, плотно прижимаемой к одно849 7 б

5

55 иу торцу ее. Для обеспечения мини- мального слоя из первого твердого износостойкого металла потребуется залить в изложницу первую порцию в количестве 40-50% его веса при общей толщине первого и второго слоя (рабочего) 23-30 мм, Заливка второго слоя первого металла осуществляется после достижения свободной поверхностью первого слоя температуры солидуса, равной о о, 1145 С+10 С (конец затвердевания жидкого первого слоя первого металла), которая определена опытным путем.

Такии методом центробежного литья отливают двухслойные валки с диаметром 270 им и длиной 1500-2000 мм с наружным слоем иэ первого твердого износостойкого металла толщиной 2330 мм и второго иеталла — серого чугуна.

Способ центробежной отливки двух слойных валков заключается в следующем.

В двух индукционных печах выплавляются два разных по хи плческоиу составу металла. Первым металлом химического состава 1.средний), %: С 3,6, Si 0,45, Ип 0,55, Р< О,?О, S <0,12, Cr 0,38, 111 2,0, V 0,3, заполняется мерный залиьочный ковш ° Вес первого металла в мерном ковше должен быть таким, чтобы обеспечить общую толщину двух слоев. Из мерного ковша через заливочную воронку в изложнио цу заливают при 1350-1360 С первую порцию первого металла с такии расчетом, чтобы первый слой имел толщину 10-12 мм, и при достижении свободной поверхностью этого слоя о температуры 1135-1155 С заливают оставшийся металл.

Затем подают в изложницу флюс и после его расплавления и достижения вновь образовавшейся свободной поверхностью температуры солидуса через 1,5-2 0 мин, иэ второго ковша начинают заливать порциями второй иеталл химического состава серного чугуна . Количество порций может быть более двух.

Валки, изготовленные по предлагаемому способу, имеют более равномерную структуру, химический сос-, тав и меньший спад твердости на

5-6 HS между наружной и внутренней поверхностью по сечению всего слоя первого металча, за счет ускоренной кристаллизации как первой, так и

908497

Формула изобретения

Составитель В.Васехин

Редактор И.Янович Техред N. Tenep Корректор И,ЯаропМ

Заказ 696/12 Тираж 853 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, R-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал IIIIII "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 второй порций первого металла, с образованием значительного количества карбидной составляющей.

Таким образом„ предлагаемый метод заливки двухслойных валков позво- 5 ляет ликвидировать такой вид брака валков, как несоответствие заданной твердости, повышает выход годного по сравнению с базовым на 2%. и уменьшает расход изложниц на ЗОЕ.

Годовой фактический экономический эффект от внедрения предлагаемого способа центробежного литья двухслойных валков составляет

33,8 тыс. руб. за счет ликвидации брака по несоответствию заданной твердости по сечению первого и второго слоев первого металла и умень шения расхода изложниц.

Способ центробежного литья двухслойньм валков, включающий последовательную заливку во вращаемую изложницу первого металла, флюса и второго металла, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью уменьшения брака отливок и расхода изложниц, заливку первого металла производят порциями: сначала заливают 40-507 его веса, а при достижении свободной поверхностью этого слоя температуры солидуса 10 С

d заливают остальную часть первого металла.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 386703, кл. В 22 D 13/О, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 448056, кл. В 22 0 13/00, 1972.

3. Авторское свидетельство СССР

¹ 447216, кл. В 22 D 13/02, 1973 °

4. Авторское свидетельство СССР. № 485819, кл. В 22 0 13/00, 1973

5. Авторское свидетельство СССР № 643228, кл, В 22 0 13/00, 1977.