Способ получения слитков

 

Изобретение относится к металлургии . Пель изобретения - повышение качества литого металла слитков. Способ включает заливк/ расплавленного металла в изложницу и наложение вибрационного воздействия одновременно в горизонтальном и вертикальном направлениях . Вибрационное воздействие в вертикальном направлении ведут с поочередным увеличением и уменьшением частоты на величину, составляющую 0,2-0,4 значения резонансной частоты вибрационного воздействия в горизонтальном направлении. Использование предложенного способа позволяет уменьщить размер первичного зерна в 2 раза , повысить твердость на 6%, а плотность на 5%, снизить на 4,5% величину усадочной раковины.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 151) 4 В 22 D 27/08 11/10

P f Ð ã

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCH0IVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

fl0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4241829/31-02 (22) 11.05.87 (46) 30.03.89. Bros-,. 11 12 (71) Донецкий политехнический институт (72) A.Н. Смирнов, 10.В. Петтик, Т.В. Чернобаева и С.В. Пильгук (53) 621.746.393(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1353572, кл. В 22 D 27/08, 1987. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЛИТКОВ (57) Изобретение относится к металлургии. Цель изобретения — повышение. качества литого металла слитков. Способ включает заливку расплавленного

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам получения слитков.

Целью изобретения является повышение качества литого металла.

На жидкий металл воздействуют вибрационными колебаниями, сообщаемыми изложнице, одновременно в горизонтальном и вертикальном направлениях.

Причем вибрационное воздействие в вертикальном направлении ведут с поочередным увеличением и уменьшением частоты на величину, равную 0,2-0,4 значения резонансной частоты вибрационного воздействия в горизонтальном направлении. Сообщение колебательных движений изложнице с металлом приводит к возникновению конвективных потоков.

Наложение колебаний одновременно в горизонтальном и вертикальном направметалла в изложницу и наложение вибрационного воздействия одновременно в горизонтальном и вертикальном направлениях. Вибрационное воздействие в вертикальном направлении ведут с поочередным увеличением и уменьшением частоты на величину, составляющую

0,2-0,4 значения резонансной частоты вибрационного воздействия в горизонтальном направлении. Использование предложенного способа позволяет уменьщить размер первичного зерна в 2 раза, повысить твердость на 67., а плотность на 57, снизить на 4,5Х величину усадочной раковины. лениях приводит к возникновению широкого спектра колебаний объема жидкого металла центральной части и его @ы свободной поверхности. Интерференция колебаний центральной части и поверхности приводит к образованию на свободной поверхности зеркала металла уединенной бегущей волны — солитона. с

При изменении частоты вибрационного воздействия и вертикальном направлении позволяет получить солитон с амплитудой, большей по сравнению с колебаниями фиксированной частоты в верти- р кальном и горизонтальном направлениях. Появление солитона на поверхноЬ: сти приводит к резкому конвективному перемешиванию всего объема металла, улучшению теплоотвода. Это приводит к повышению одноролвости металла слитка, уменьшению ликвации элементов

14б8652 в теле слитка в процессе кристаллизации металла, улучшению физико †механических характеристик металла, Если же вибрация происходит с изменением частоты одновременно в вертикальном и горизонтальном направлениях,. то воэможность появления солитона резко уменьшается и эффективность виброобработки снижается. Не наблюдается эффективного перемешивания жидкого металла незатвердевшей части расплава, не наблюдается равномерного отвода тепла от тела и донной части слитка, что приводит к увеличению зональной ликвации элементов, ухудшается макроструктура слитка и качество металла.

Использовали оборудование: два вибратора с регулируемым дисбалансом для создания механических колебаний, пульт для управления и контроля режимов вибрации, виброоснование, глуходонная изложница для металла. Вибратор приводится в движение универ- 25 сальным двигателем типа УП-062 мощностью 0,25 кВт, максимальное число оборотов 9000 об/мин. Вибратор состоит из корпуса, внутри которого на подвижном валу установлены эксцентрики — малый и большой. Дисбаланс вибратора обеспечивается эксцентриснтетом установки эксцентриков один относительно другого, Направление вибрирования совпадает с плоскостью вращения эксцентрика. Глуходонная изложница жестко крепилась к виброоснованию. Один вибратор крепился к виброоснованию таким образом, чтобы обеспечить вибрационное воздейст40 вие в вертикальном направлении, второй вибратор крепился так, чтобы обеспечить вибрационное аоздействие в горизонтальном направлении. В качестве модельного сплава использовали первичный алюминий АВ97. Заливо ку металла проводили при 700+5 С в графитовую изложницу. Масса слитка составляла 1 кг.

Частоту вибрации изменяли путем изменения напряжения при помощи лабораторного трансформатора. Скорость изменения частоты вибрации от наименьmего до наибольшего значения зависит от диапазона и инертности системы (латр-двигатель-вибратор-изложница) при вращении ручки лабораторного трансформатора. Время цикла составляло от 2 до 6 с. При достижении верхнего значения частоты вибрации, напряжение, подаваемое на электродвигатель, уменьшали до достижения нижнего значения исследуемой частоты вибрации и так далее. Частоту определяли при помощи тахометра. Время кристаллизации слитка составляет

15 мин.

Вибрацию осуществляли на резонансной частоте со следующими режимами: дебаланс вибратора бН.см, резонансная частота 40 Гц. После заливки металла в изложницу начинали вибрационное воздействие в вертикальном и горизонтальном направлении. В вертикальном направлении вибрационное воздействие вели с периодическим изменением частоты в сторону увеличения и уменьшения от частоты, равной частоте в горизонтальном направлении на величину, равную 0 1 — 0,8 значения резонансной частоты. Проводили обработку при постоянной частоте вибрации в вертикальном и горизонтальном направлении, в также обработку при одновременном изменении частоты вибрации в горизонтальном и вертикальном направлении. Для сравнения отливали слитки с постоянной частотой вибрации в вертикальном направлении и с изменением частоты вибрации в горизонтальном направлении. Затем из слитков изготавливали темплеты в продольном сечении. По темплету определяли глубину проникновения усадочных дефектов, размер первичного зерна, твердость по Бринеллю и газовую пористость (балл по

ГОСТУ 1583-83). Для получения сравнительных данных параллельно проводилась виброобработка слитка при кристаллизации сдгласно прототипу, при которой вибрационное воздействие в вертикальном и горизонтальном направлении осуществляли поочередно в процессе кристаллизации. Наилучшие результаты получили при выполнении вышеуказанной совокупности признаков.

Наложение вибрационного воздействия в вертикальном направлении с периодическим изменением частоты в сторону увеличения и уменьшения от частоты, равной резонансной частоте в горизонтальном направлении на величину, равную 0,2 — 0,4 значения этой частоты приводит к эффективному перемешиванию всего объема жидкого металла, улучшению теплоотвода от

1468652

Составитель В.Ромашин

Техред Л.Сердюкова

Корректор M. Пожо

Редактор А.Долинич

Заказ 1296/12

Тираж 710

Подписнбе

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Гагарина, 101 тела слитка и донной части, дроблению дендритных кристаллов. Это приводит к образованию мелкой кристаллической структуры, повышению плотности и твердости литого металла, отсутствию газовой пористости и повышению выхода годного.

Формула изобретения

Способ получения слитков, включающий заливку расплавленного металла в изложницу с использованием вибрационного воздействия на него в вертикальном и на резонансной частоте в горизонтальном направлениях в процессе кристаллизации, о т л и ч а ю шийся тем, что, с.целью повышения качества литого металла, вибрационное воздействие в горизонтальном и вертикальном направлениях ведут одновременно, причем вибрационное воздействие в вертикальном направлении ведут с поочередным увеличением и уменьшением частоты на величину, равную 0,2 — 0,4 значения резонансной частоты вибрационного воздействия в горизонтальном направлении.