Способ получения слитков

 

Изобретение относится к металлургии , в частности к способам получения слитков и отливок методом наплуправленного затвердевания, преиьгущественно из металлов и сплавов с интервалом кристаллизации . Цель изобретения - сокращение обрези металла и времени кристаллизации. Литейную форму 3 с установленным по ее оси внутренним холодильником 10 устанавливают на поддон и приводят во вращение. При этом внутренний холодильник перемещают в жидко-твердой зоне слитка по сужающейся спирали вокруг оси слитка с выведением его в прибыльную часть слитка со скоростью продвижения фронта кристаллизации. Это позволяет увеличить выход годного за счет уменьшения потерь на обрезь металла. 1 ил. Охяатдсние с se (Л Ю 4ib 4аь ЭЬ ./

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СО1ДИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

Ai (191 (11) (.SD 4 В 2? D 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР по делАм изоБРетений и ОтнРытий

К ASTOPCHQMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3849552/22-02 (22) 31. 01. 85 (46) 07,03,87. Бюл. 11 "9 (7 2) В.В. Марков, P .Ë. Угланова, Г,И.Белявский и Т,Н. Гроэнова (53) 621.746,5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 416148, кл. В 22 D 7/00, 1972.

Авторское свидетельство СССР

11 621459, кл. В 22 D 27/00, 1927.

Авторское свидетельство СССР

Ф 366923, кл. В 22 D 9/00, 1970. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЛИТКОВ (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к способам получения слитков и отливок методом направленного эатвердевания, преимущественно иэ металлов и сплавов с интервалом кристаллизации 10-30 С. Цель о изобретения — сокращение обрези металла и времени кристаллизации. Литейную форму 3 с установленным по ее оси внутренним холодильником 10 устанавливают на поддон и приводят во вращение. При этом внутренний холодильник перемещают в жидко-твердой зоне слитка по сужающейся спирали вокруг оси слитка с выведением его в прибыльную часть слитка со скоростью продвижения фронта кристаллизации.

Это позволяет увеличить выход годного за счет уменьшения потерь на обрезь металла, 1 ил.

1294461

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам получения слитков и отливок методом направленного затнердевания, преимущественно иэ металлов с интервалом кристаллио зации 10-30 С.

Цель изобретения — сокращение обреэи металла и времени кристаллизации, На чертеже показано устройство для осуществления способа, На основании 1 установлена портальная рама 2, внутри которой размещена литейная форма 3, закрепленная на плите 4, снабженной приводом

5 вращения вокруг вертикальной оси.

В свою очередь литейная форма 3, плита 4 и привод вращения установлены на поддоне 6, который оснащен приводом 7 вертикального перемещения, В верхней части портальной рамы 2 закреплена направляющая 8 для привода

9 перемещения, к которому присоединен водоохлаждаемый холодильник 10.

Способ осуществляют следующим образом.

Пример 1,(известный), В форму с установленным по ее оси внутренним холодильником заливают жидкий узкоинтервальный сплав (например

ЦАМ-4), t заливки ; — 440 С), затем ее приводят во вращение со скоростью порядка 6 об/мин и одновременно опускают вниз со скоростью 0,1 м/мин к основанию портальной рамы, Вес слитка, имеющего форму цилиндра, диаметром (ф ) 250 мм и высотой (Н)

200 мм составляет 64,4 кг. Время затвердевания Г 6 мин 35 с. Обреэь металла составляет 13 кг., т,е, 20;2Х, что ниже, чем при литье слитка без холодильника на 4-57..

Макроструктура имеет ярко выраженный дендритный вид. Также имеет место осевая ликвация и усадочная раковина.

Приме р 2. В форму с установленным у ее стенки водоохлаждаемым холодильником заливают жидкий узкоинтервальный сплав ЦАМ-4, t заливки = 440 С, затем ее приводят во о вращение со скоростью 6 об/мин,и одновременно опускают вниз со скоростью О, 1 м/мин к основанию портальной рамы, При этом водоохлаждаемый холодильник перемещают горизонтально со скоростью Ч, получаемой из известного соотношения

Vrouw

V Н ерт где R — половина диаметра слитка;

5 Н вЂ” высота слитка.

В настоящем примере V

= 0,0625 м/мин, Наличие в установке этих трех перемещений приводит к тому, что водоохлаждаемый холодильник совершает движение по сужающейся спирали с перемещением его в верхнюю часть слитка. Размеры полученного слитка аналогичны примеру 1, вес также. Время эатвердевания

= 2 мин. Это в 3 раза меньше, чем в первом примере, Обрезь металла составляет 4,1 кг, т.е. 6,3Х что значительно меньше, чем в первом примере. Структура намного мельче,чем

20 в примере 1, усадочная раковина отсутствует, ликвации практически нет.

Параметры эатвердевания слитков (толщина корки, глубина лунки, коэффициент затвердевания) определяются по известным расчетным формулам, либо по температурным кривым охлаждения, снимаемым с помощью термопар, установленных в толще формируемого слитка, либо по серным отпечаткам, снимаемым с темплетов заготовок в процессе изготовления которых в жидкую фазу вводят серу, По величине теплового потока определяется расход воды в холодильнике sa время z

40 где F — площадь холодильника;

С, — теплоемкость воды; — нагрев воды.

При затвердевании в таких условиях происходит как уменьшение про-

45 тяженности двухфазной зоны Hs-sà механического ее разрушения, так H увеличение скорости продвижения фронта кристаллизации из-sa присутствия внутреннего водоохлаждаемого холо50 дильника.

Количество тепла, отдаваемого хс лодильнику на фронте кристаллизации, определяется как

55 где q() — тепловой поток, определяемый нэ уравнения

1294461

Формула изобре тения

Составитель И,Журина

Техред В.Кадар Корректор О,Луговая

Редактор В.Иванова

Тираж 741 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 419/8

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðoä, ул. Проектная, 4 (2

О(Т)46 = f(y,t ), 7f толщина затвердевшей корочки; температура участка.

Зададим среднее значение q u о (г

q = J q()а = ) p()(+ —,—,с(с. — r., )), г (| где ) — плотность металла; — скрытая удельная теплота кристаллизации; — температура кристаллизации;

С вЂ” теплоемкость; п — степень параболы, которой описывается распределение температуры в жидко-твердой зоне, . Использование предлагаемого способа получения слитков в серийном производстве позволит экономить за счет увеличения выхода грдного (уменьшения потерь на обрезь металла) и сокращения времени кристаллизации, около 45 руб на тонну — легкоплавки сплавы и около 40 руб на тонну— алюминиевые и медные сплавы, 5

Способ получения слитков преимущественно из сплавов и металлов, имеющих интервал кристаллизации 10о

30 С, включающий введение в литейную форму внутреннего холодильника и пе15 ремещение его в процессе затвердевания, отличающийся тем, что, с целью сокращения обрези металла и времени кристаллизации, внутренний холодильник перемещают в жид20 ко-твердой зоне слитка по сужающейся спирали вокруг оси слитка с выведением его в прибыльную часть слитка со скоростью продвижения фронта кристаллизации.