Способ центробежной отливки тонкостенных длинномерных заготовок

 

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при отливке методом центробежного литья тонкостенных длинномерных трубных заготовок. Цель изобретения - повышение качества металла . В способе центробежной отливки тонкостенной длинномерной трубной заготовки, включающем заливку жидкого металла во вращаемую форму со скоростью, равной 0,1 - 0,3 линейной скорости ее вращения, металл, пегретый на ЗО- (5 - 15)L К, где L - длина отливки, подают с объемной скоростью, равной 0,014 - 0,017 на 1 м диаметра отливки, в форму, вращаемую с частотой, соответствующей гравитационному коэффициенту 75 - 200, при этом используют теплоизоляционное покрытие с термическим сопротивлением 0,01 - 0,02 . 1 табл. g а 4

СОЮЗ СОВЕТСИИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПХБЛИН (gD 4 В 22 D 13/02

ОПИСАНИЕ И3ОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ .

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3959192/22-02 (22) 30.09 ° 85 (46) 15.06.87. Бюл. У 22 (71) Научно-производственное объединение по технологии машиностроения

"ЦНИИТМАШ" и Завод тяжельм бумагоделательиых машин "БУМИАШ" (72) Г,С.Иирзоян, Е.К.Иванько, А.С.Орлов, E.Ë.Êàçèìèðîâñêàÿ, Г.С.Акубов, Е.S,Ãåðëèâàíîâ и В.М.Львов (53) 621.746,042(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1007827, кл, В 22 D 13/00, 1981. (54) СПОСОБ ЦЕНТРОБЕЖНОЙ ОТЛИВКИ ТОНК0СТЕННМХ ДЛИННОИЕРНЫХ ЗАГОТОВОК (57) Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при отливке методом цен„„SU„„1316747 А 1 тробежного литья тонкостенных длинномерных трубных заготовок. Цель изобретения — повьппение качества металла. В способе центробежной отливки тонкостенной длинномерной трубной заготовки, включающем заливку лсидкого металла во вращаемую ð со скоростью, равной О,1 - 0,3 линейной скорости ее вращения, металл, пегретый на (50 + (5 — 15)L) К, где

Ь вЂ” длина отливки, подают с объемной скоростью, равной 0,014 — 0,017 м /с на 1 м диаметра отливки, в форму, вращаемую с частотой, соответствующей гравитационному коэффициенту

75 — 200, при этом используют теплоизоляционное покрытие с термическим сопротивлением 0,01 — 0,02 м К/Вт.

1 табл, 13167

Изобретение относигся к литейному производству и может быть использовано при отливке методом центробежно.го литья тонкостенных длинномерных трубных. заготовок большого диаметра, например труб из стали 15Х1И1Ф для паропроводов энергоблоков и насадок горелок котлоагрегатов иэ стали

ОЗХ23Н26105Т.

Целью изобретения является повы- 10 шение качества отливки, Особенностью способа является слеДующее.

Соотношение размеров тонкостенной длиниомерной трубной заготовки d, /d 15

1,01-1,20 и L/d, 5-20, где d, - наружный диаметр трубной заготовки

Й - внутренний диаметр трубной заготовки, 20

L — длина трубной заготовки.

Заливку жидкого металла производят с объемной скоростью 0 014Р,017 м /с на 1 м диаметра отливки, Заливка металла со скоростью менее

0,014 м /с на 1 м диаметра отливки приводит к появлению на наружной поверхности неслитин и спаев. Объемная скорость заливки более 0,017 и /c на м диаметра отливки ведет к размыванию сыпучего футеровочно1-о покрытия формы и выбросу металла.

Жидкий металл заливают в форму с температурой перегрева (50 + (5 - 15 В ) K, Если температура перегрева будет ме- д нее (50+5L)K, то может произойти неполное заполнение формы, Это обусловлено тем, что при продвижении металла происходит усиленная теплоотдача от металла к стенкам формы, в 40 результате чего он застывает, не достигнув противоположного от заливочного отверстия конца, Если температура перегрева будет более (50+15L)K то происходит образование продольных 45 трещин. на наружной поверхности отливки, Выбранная величина термического сопротивления теплоизоляционного покрытия 0,01-0,02 м К/Вт позволяет по- 50 лучить плотный, однородный металл по толщине трубной заготовки. При этом скорость кристаллизации равна 15-30 х

4 х 10 м/с. Уменьшение величины термического сопротивления ниже 55

0,01 м К/Вт приведет эа счет увеличения градиента температур по длине к разностенности отливки. Термическое сопротивление более 0,02 м К/Вт

47 приведет к резкому уменьшению скорости проднижения фронта кристаллизации от наружной поверхности отливки к внутренней, что увеличит время кристаллизации. Поэтому успевает образоваться второй фронт кристаллизации с внутренней поверхности, а это, в свою очередь, ведет к появлению усадочных рыхлот и пор в теле отливки.

Выбранные пределы величины гравитационного коэффициента определяют такую скорость вращения формы, которая создает условия для равномерного, с достаточной скоростью, растекания жидкого металла по внутренней поверхности формы, а также создают необходимое воздействие на него со стороны центробежных сил, что ведет к получению плотной структуры металла в процессе. формирования трубной заготовки. При гравитационном коэффициенте меньше 75 появляются дефекты типа спаев на поверхности заготовки, так как скорость продвижения металла будет недостаточна ° При отливке трубной заготовки с гравитационным коэффициентом более 200 из-эа

1воэникающих значительных напряжений в кристаллизующейся корочке появля ются продольные трещины на наружной поверхности заготовки.

Пример. Отливали на центробежной литейной машине с горизонтальной осью вращения тонкостенные трубные заготовки ф 275 х 1О х х 3000 мм из стали ОЗХ23Н2665Т. Жидкий металл заливали во вращаемую литейную форму через заливочное устройство. Перед заливкой внутреннюю поверхность формы покрывали теплоизоляционным покрытием, представляющим огнеупорную краску на основе циркона, Толщина краски рассчиты-, вапась таким образом, чтобы обеспечить термическое сопротивление стенки формы, равным 0,015 м К/Вт, что достигнуто выполнением ее на основе циркона с бентонитовых связующим, толщиной 2 мм. При выполнении теплоиэоляционного покрытия иэ сыпучих огнеупорных материалов, например кварцевого песка — первый слой, циркон — второй противопригарный слой, толщина этих слоев в соответст" вин с рассчетом равна 5 и 2 мм соответственно.

Для обеспечения движения металла в литннконом канале заливочного уст131б 747 ройства с продольной линейной скоростью 0,2 от линейной скорости вращения формы в заливочном устройстве при заливке поддерживали определен- ную высоту столба жидкого металла.

Заливку жидкого металла осуществляли при 1850 К, что составляет перегрев над температурой ликвидус 90.

Для оценки правильности выбранных пределов заявляемых признаков 10 была отлита серия длинномерных тонкостенных трубных заготовок в промышленных условиях. Расчет технологических параметров их отливки проводился аналогично описанному примеру. 15

Результаты представлены в таблице.

Иэ таблицы видно, что при выходе за укаэанные параметры нарушается технология отливки, а также понижа- 20 ется качество металла и самой отливки.

При их соблюдении в отливке обеспечивается плотная однородная структура во всех сечениях и отсутствие 25 внешних эффектов.

С

Съемна скорос

S BJIHBK м> /с

Результаты

50+8L

0,013

0,015

50+8т

50+8L

50+8L

50+8L

50+8L

100

100

50+4 .

0,015

0,015.

100

0,015

0 015

50+ 5L

50+81.

50+15L

100

0,015

0,015

0,015

100

l00

0,014

0,015

0,016

0,017

Оь 018

О, 015

О, 015

0,015

0,015

0,015

Изобретение может быть использовано при изготовлении тонкостенных трубных заготовок для энергомашиностроения из металла, к качеству которого предъявляются йовышенные требования.

Формула изобретения, Способ центробежной отливки тонкостенных длинномерных заготовок, включающий заливку жидкого металла во вращаемую форму со скоростью, равной 0,1-0,3 линейной скорости вращения формы, о .т л и ч а ю щ и и с М тем, что, с целью повышения качества отЛивки, металл перегревают на

$50 + (5 — 15)L) К, где L — длина отливки, м, подают с объемной скоростью равной 0,014-0,017 м /с на 1 и диаметра отливки, в форму, вращаемую с частотой, соответствующей гравитационному коэффициенту 75-200, при этом используют теплоиэоляционное покрытие с термическим сопротивле,нием 0,01-0,02 м К/Вт.

100 Дефекты на поверхности отливки

100 Качество отливки хорошее, раэностенность

100 и поверхностные дефекты отсутствуют

100

Выброс металла из формы и размыв сыпучего покрытия

Неполная заливка форКачество отливки хорошее, раэностенность и поверхностные .дефекты отсутствуют

1316747

11родопвеиие таблицы

Т ° t

0,015

0,008

Горячие трещины

0,015

0,015

50+ 16Ь

50+8L

100

Разностениость отливки

100

0,015

100

0,015

100

0,015

0,015

Спан на поверхности отливки

0,015

0,015

50+ SL

50+8Ь

100

150

0,015

50+8L

0,0!5

200

0,015

0,015

50+8L

Горячие трещины

210

50+8L

0,015

Прототип

Структурная неоднород ность по длине отлив" ки

Составитель H. Ромашова

Редактор М. Бандура Техред N. Ходанич

Корректор N.Похо

Заказ 2382/9 Тирах 740

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ухгород, ул. Проектная, 4

0,015

0,015

09015

50+8L

50+SL

50+SL

50+8Ь

0901I0

Ов0ll5

0,020

0,015

Качество отливки хорошее, разностенность и поверхностные де" фекты отсутствуют

Качество отливки хорошее, разностенность и поверхностные дефекты отсутствуют