Способ суспензионного литья стальных заготовок

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (51)4 В 22 D 7/00, 27/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР.

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГ ИЙ (21) 4071864/31-02 (22) 28.05.86 (46) 15.08.88. Вюл. К 30 (71) Институт проблем литья АН УССР (72) С.С.Затуловский, -Л.А.Худрук, Д.В.Джалилов и С.М.Песковский (53) 621.746.58(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

|| 1080926, кл. В 22 Р 7/00, 1941.

Авторское свидетельство СССР

Ф 499973, кл. С 22 D 7/06, 1976.

„,Я0„„1416262 (54) СПОСОВ СУСПЕНЗИОННОГО ЛИТЬЯ

СТАЛЬНЪ|Х ЗАГОТОВОК ,(57) Изобретение относится к области литейного производства и может быть использовано при суспензионной залив" ке отливок. Цель изобретения - сниже.ние количества усадочных дефектов за счет улучшения условий направленного затвердевания. Способ включает заливку жидкого металла и ввод дисперсных добавок при заполнении части объема отливки. После заполнения формы на

1/5-4/S ее объема расход добавок снижают со скоростью 0,05-2 кг/с.14162б2

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовао при суспензионной заливке отливок.

Цель изобретения — снижение количе5 тва усадочных дефектов за счет улучения условий направленного затвердевания.

При суспензионном литье стальных .заготовок после заполнения литейной формы на 1/5-4/5 объема ее рабочей полости расход добавок снижают со скоростью 0,05-2,0 кг/с.

Снижение расхода добавок, по мере заполнения литейной формы жидкой сталью, позволяет управлять процессом кристаллизации, получать отливки с различными свойствами в сечении, улучшить питание и уменьшить расход добавок. 20

Способ осуществляется следующим образом.

Часть объема формы заполняют жидким металлом и непрерывно вводят опре,,деленное постоянное количество дис- 25 персных добавок. Введенные в расплав частицы дроби нагреваются до температуры ликвидус, затем плавятся, выполняя функции внутренних теплостоков, снимают перегрев жидкой стали. С вве- g0 дением дисперсных инокуляторов вносятся дополнительные либо активизируются эндогенные центры кристаллизации. Указанное комплексное воздействие дисперсных инокуляторов приводит к ускорению и развитию объемного затвердевания отливок с образованием однородной дисперсной структуры литого металла. Суспензионную заливку ведут до заполнения 1/5-4/5 объема формы. За- 40 полнение менее 1/5 объема формы с вводом постоянного количества добавок не позволяет получить преимуществ суспензионной разливки — повышения дисперсности и однородности структуры, .снижения химической неоднородности, повышение уровня и изотропности фиэикб-механических свойств металла по сечению отливки. При заполнении указанным способом более 4/5 объема формы с вводом постоянного количества добавок возникает опасность черезмерного переохлаждения металла и фиксации усадочной раковины в полости отливки. После заполнения указанного объема отливки количество вводимых дисперсных добавок уменьшают с заданной скоростью в пределах 0,052,0 кг/с. При снижении скорости расхода добавок менее 0,05 кг/с не наблюдается существенных различий в структуре и качестве отливаемого металла, усадочные дефекты не устраняются. Снижение скорости расхода более 2,0 кг/с приводит к резким изменениям в структуре металла, возникновению диквационной и структурной неоднородности, а следовательно, и к резкому ухудшению механических и эксплуатационных свойств отливки, снижению эффективности суспензионной заливки. Резкое прекращение подачи добавок приведет к возникновению резкой границы раздела, что отрицательно скажется на эксплуатационных характеристиках отливки, Металл отлитый предложенным способом, имеет плавно изменяющуюся в сечении структуру и свойства, которые регулируются с помощью изменения расхода дисперсных добавок.

При суспензионной разливке происходит объемная кристаллизация металла, сокращается продолжительность затвердевания. Это затрудняет питание центральных зон массивных стальных отливок, приводит к фиксации дефектов усадочного происхождения в районе стержней и подприбыльной части. Снижение количества вводимых добавок по ходу заполнения линейной формы позволяет снять перегрев и интенсифицировать затвердевание нижних объемов отливки и залить верхние (подприбыльные) объемы более горячим металлом, что увеличивает направленность затвердевания и улучшает условия питания центральных объемов массивных стальных отливок. Это устраняет образование раковин, пор, повышает плотность металла в массивных стальных отливках.

При использовании в качестве дисперсного инокулятора металлической дроби иэ легирующих металлов получаем плавное по сечению отливки изменение дисперсности структуры, распределение механических характеристик и иэотропности свойств литого металла, получаем таким образом двухслойные отливки с плавным переходом между различными слоями.

Суспенэионное легирование только определенного рабочего объема (поверхностного слоя) отливки позволяет экономить, большей частью дефицитные

1416262

Формула изобретения

Составитель Т, Королева

Редактор М.Товтин Техред А. Кравчук Корректор М.Демчик

Заказ 4013/10 Тираж 740 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР. по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 и дорогостоящие модификаторы и легирующие добавки.

Поперечный разрез отлитых плит показал, что макроструктура состоит как бы иэ трех зон: с однородной и дисперсной структурой, грубой дендритной структурой и переходного участка. Первая зона соответствовала объему отливки, заливаемому с постоянным расходом дроби, переходный участок — объему отливки, отлитому со снижением расхода вводимой дроби. Литейных дефектов усадочного происхождения в отливках не бы- . ло в отличие от отливки, залитой по прототипу с вводом стальной дроби, где явно выражены поры усадочного происхождения перед объемами металла, заливаемого с повышением расхода вводимой дроби.

Иэ стали 110Г1ЗЛ были отлиты футеровочные плиты размалывающих мельниц развесом 560 кг.

Удельная скорость заливки 0,4 кг/

/см с, время заливки 30 с. Металличес кую дробь размером 1,0-3,0 мм вводили в поверхностный рабочий слой в количестве 4,07. от массы отливки на 1/3 заполнения формы. После этого расход дроби уменьшали со скоростью 0,1.кг/с до полного прекращения подачи дроби.

Уменьшение расхода дроби по мере заполнения формы осуществляли при помощи перекрываемой с определенной скоростью диафрагмы, которая являлась доэирующим устройством, В результате были получены отливки с тремя структурными зонами: поверхностный рабочйй слой, состоящий из однородной дисперсной структуры, грубой

1.5

25 аустенитной структуры в конце разливки, переходного слоя.

Протяженность и объем зон соответствовали тому объему металла, который отливался со снижением расхода вводимой дроби. Поверхностный слой занимал около 1/3 объема отливки. переходный слой — около 1/6. Исследование темплетов металла, вырезанных из середины всех трех слоев отливки, показало, что механические свойства наиболее высоки в рабочем поверхностном слое, в переходном слое они ниже, чем в поверхностном и вьппе, чем в металле, отливаемом без ввода дроби. Пластические характеристики в рабочем слое выше в 2,0 раза, в переходном в i 5-1,6 раз. Ударная вязкость в рабочем слое повышается на 25Х, в переходном на 10-157.. Литейных дефектов в продольном и поперечном сечениях в рабочем и переходном слоях не наблюдалось. Стойкость футеровочных плит была повьппена на

10-157.

Способ суспензионного литья стальных заготовок, включающий заливку жидкого металла и ввод дисперсных добавок при заполнении части объема рабочей полости литейной формы, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью снижения количества усадочных дефектов за счет улучшения условий направленного эатвердевания, после заполнения рабочей полости литейной формы на 1/5-4/5 ее объема расход дисперсных добавок, преимущественно стальной дроби, снижают со скоростью

0 05-2,0 кг/с.