Способ центробежного литья двухслойного валка

 

СПОСОБ ЦЕНТРОБЕЖНОГО ЛИТЬЯ ДВУХСЛОЙНОГО ВАЛКА с наружным слоем из белого чугуна включающий заливку во вращающуюся изложницу двух порций расплва чугуна, содержащего 2,8-3,4% углерода и 0,6-1,4% кремния,, введение карбидообразующего ингредиента в первую порцию расплава, о тличающийс я тем, что, с целью повьпления прочности и ударной вязкости наружного и внутреннего слоев валка, в качестве карбидообразующего ингредиента используют церий в количестве 0,3-0,45%, в количестве 0,03-0,08% его вводят и во вторую порцию расплава в качестве графитизирующего ингредиента совместно с ферросилицием в. количестве 0,3-0,5%.

СО1ОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН а91 (1»

3G8 g 22 Р 13/00, В 22 D 19/ 16//

//В 22 Р 27/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

Г1О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГЙ4 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1ц

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

395 я 6 (: д у (21) 3626796/22-02 (22) 28.07.83 (46) 23, 10. 84. Бюл. № 39 (72) Н.А.Будагьянц, О.В.ПузырьковУваров, Г.Е.Белай, Э.N.Òåìíèêoâ, В.А.Воронина, Г.H.Áåëoêoïûòoâ, И.А.Свистунов и Э.С.Сенчилов (71) Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт им. Л.И.Брежнева и Украинский ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт металлов (53) 621.74.042:621.74.046(088.8) (56) i. Стрижов Г.С. и др. Центробежная отливка прокатных валков.

М., — "Литейное производство", 1969, ¹ 4, с.4-5.

?. Японская заявка ¹ 51-25210, кл. В 22 D 19/00, опублик. 1976. (54)(57) СПОСОБ ЦЕНТРОБЕЖНОГО ЛИТЬЯ

ДВУХСЛОЙНОГО ВАЛКА с наружным слоем из белого чугуна, включающий заливку во вращающуюся изложницу двух порций расплва чугуна, содержащего

2 1 8-3, 4% углерода и О, 6- I 4% кремния, 1 введение карбидообразующего ингредиента в первую порцию расплава, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения прочности и ударной вязкости наружного и внутреннего слоев валка, в качестве карбидообразующего ингредиента используют церий в количестве 0,3-0,45%, в количестве 0,03-0,08% его вводят и во вторую порцию расплава в качестве графити- I зирующего ингредиента совместно с ферросилицием н. количестве 0,3-0,5%.

1119

Э бый конгломерат (массивные выделения цементита и участки продуктов превращения аустенита), характеризующиеся непрерывностью хрупкой карбидной фазы. Уменьшение хрупкости белого чугуна возможно при таком изменении структуры, когда ликвидируется монолитность цементитной фазы, но объемная доля цементита в структуре отливок не уменьшается. Это t0 достигается при обеспечении формирования в структуре отливок из белого чугуна вместо грубого конгломерата фаз пластинчатого ледебурита, характеризующегося разобщенностью карбидной составляющей (цементита) в вязкой матрице.

Проведенные при разработке изобретения исследования позволяют установить, что пластинчатый ледебурит 20 может быть получен в структуре металла рабочего слоя центробежнолитых валков при введении в него церия в количестве 0,30-0,457. Образование пластинчатого ледебурита в этом случае объясняется тем, что церий, вследствие низкой растворимости в эвтектических фазах, накапливаясь перед фронтом зародившейся звтектической колонии, препятствует развет- З0 влению кооперативно растущих кристаллов аустенита и карбида.

Пределы добавок церия в чугун для рабочего слоя валков обосновываются тем, что влияние церия на об35 разование пластинчатого ледебурита носит экстремальный характер и обеспечивается в пределах его остаточного содержания в чугуне не менее

0,157 и не более 0,25Х (0,30-0,457

40 введенного от веса металла) . Дальнейшее увеличение добавки церия сверх

0,457 приводит к скоплению на межфазных границах большого количества неметаллических включений (оксидов, 45 сульфидов и нитридов церия), что является причиной снижения ударной вязкости.

Ферросилиций и церий вводятся во вторую порцию чугуна, из которой об50 разуется сердцевина валков, в качестве графитизирующих модификаторов с целью устранения в структуре цементита.

Структура серого чугуна в сердце- 55 вине валков обеспечивается при вводе в чугун 0,3-0,57. ферросилиция от веса обрабатываембй порции металла.

771 4

Добавки ферросилиция менее 0,37 не устраняют полностью выделений цементита, а более 0,57. приводят к появлению феррнта снижающего прочность чугуна.

Однако при вводе в чугун одного ферросилиция он имеет недостаточно высокую прочность из-за наличия в. структуре разветвленного пластинчатого и междендритного графита, а также значительной дифференциации продуктов эвтектоидного превращения аустенита. При добавочном вводе в чугун микродобавок церия (0,030,087 от веса обрабатываемой порции металла) устраняется междендритный графит, повышается дисперсность перлита и основная масса включений графита выделяется в виде пластинок с притупленными концами, что обеспечивает повышение уровня прочности.

Такое влияние церия проявляется при вводе его в количестве не менее 0,037.

При увеличении количества церия более 0,087 его графитизирующее влияние ослабевает и меняется на отбеливающее.

Выбор церия в качестве добавочного графитизирующего модификатора обосновывается также и тем, что при заливке на первый слой металла, который раскислен и обессерен добавкой церия, серого чугуна без церия, в месте соединения слоев церий первого слоя реагирует с серой и кислородом металла второго слоя, что приводит к образованию "черной полосы" в виде скопления неметаллических включений и браку валков по расслоению.

При вводе церия в металл второго слоя обеспечиваются его десульфурация и раскисление до заливки в изложницу центробежной машины, и "черная полоса" в месте соединения слоев не образуется.

Пределы содержания углерода в чугуне для двухслойных центробежнолитых валков обосновываются тем, что при снижении его концентрации менее

2,87 имеет место снижение твердости (износостойкости) за счет уменьшения количества карбидной составляющей в структуре рабочего слоя валков, увеличения в ней степени аномальности перлита, а также ухудшение литейных свойств чугуна (снижение жидкотекучести и увеличение усадки). При содержании углерода более 3,47 доля 1!."! 5 С! I.à";ñòü в!ал-! ка, вали

Баемая ! металлом!, .;«,-чP»и„ I .;, Q»j !»ч- !" TB добавки в -1е т;).; <,л

Валки

Р :loñ i

Р =,— к .: ."ь!

1 . ! Ci! (! е к 1, и

Рабочий

cлой

1»г-.

1.1 !!(f p.ерв! /

;! :! а !б о»! и и .J::. * и ! !»!

»,, слой... :-" очи!./ и нпастинчято "о 1e.iгбурi->-"т=! я с трук т vp» а;-;;:>в p „-. !i !; ся, При уменьшении =одержан.:,-,е ниже 0,5% не образуется с вук ;-г серого чугуна ü sсердцевине валка снижается трещиноус-,оич.":; â€,-ест!, е.!. чугуна иэ рабочего слоя . е;-..о !

1 растает брак лить-.;и:о гор-: -; . сщинаи"). увеличение содер.::=-::j!, ния более 1, % ирино ит к г!оявл»и-.,: в отделенном рабоче" .л !е ва,!н-"., делений графитных зк:jíëåнi:é, ч!с!. -3;:. -:!- ",:. !".е р! Ос ! ! !. :! -- . 1 (! *

«с, . е с вляк! . в и н; —:,укци1 : -:, Р: 1- с,—.,—,- -= .—,.ñ„-,á !âëÿ-!

c! !- ll!»= !,!-!. лри

Составитель N.Eðøoâ

Техред А.Бабинец Корректор О.Билак

Редактор И.Коссей

Заказ 7521/8 Тираж 774 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

rro делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал !Н!!! Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 7 11

При отливке валков 1! 1-3 во время выпуска из печи первой порции металла иа струю подают церий в количестве 0,30-0,45Х, а при выпуске второй порции — 0,03-0,08 церия и

0,3-0,5Х ферросилиция от веса обрабатываемого металла.

При отливке валка Ф 4 по прототипу после выпуска первой порции металла из печи его обрабатывают порошкообразным теллуром, который в количестве 0,003-0,040Х вводят в ковш с чугуном в пакете из жести, укрепленном на металлическом пруте.

Вторую порцию металла заливают в

19771 8 изложницу центробежной машины без обработки теллуром.

При механической обработке валков от торцов бочек отбирают темплеты, из которых вырезают образцы для механических испытаний и металлографических исследований.

Результаты механических испытаний показывают (см. таблицу), что

10 при применении предлагаемого способа прочность и ударная вязкость рабочего слоя валков увеличиваются в среднем соответственно на 66,4 и 41,7, а сердцевины соответственно

15 на 27,0 и 32,1 .