Способ изготовления полых заготовок

 

Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к способам получения полых заготовок и может быть использовано для получения полых заготовок из стальных слитков при обработке давлением. Цель изобретения - повышение качества заготовок за счет улучшения однородности механических свойств металла по сечению. Способ включает формирование слитка путем заливки металла в кольцевой зазор между многогранной изложницей, установленной на поддоне, и круглым полым стержнем и дальнейшую его обработку давлением на оправке. При этом используют изложницу и стержень с теплоизолирующим покрытием, нанесенным на четные ребра изложницы и прилегающие к ним симметрично продольные участки граней на ширине, равной 0,3-0,7 ширины грани, а также на продольные участки стержня шириной, равной ПД, где Д - диаметр стержня и П - число граней изложницы, расположенные напротив нечетных ребер изложницы, а деформирование слитка начинают с нечетных ребер и ведут обжатиями со степенью деформации 10-20%. 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (59 4 В 22 D 7/04

ОПИОАНИЕ ИЗОБР тщ щ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ П НТ СССР (21) 4285147/23-02 (22) 16 ° 07.87 (46) 07.04.89. Бюп. 11 13 (72) С.И. Жульев, В.Д. Арефьев, Е,Д. Горохов, А.В. Пакало и А.Ю. Петунин (53) 621.746.393(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 89562, кл. В 22 0 7/04, 1949..

Авторское свидетельство СССР

Р 718216, кл, В 22 D 7/04, 1980.

Авторское свидетельство СССР

9 722659, кл. В 22 D 7/04, 1980. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛЫХ ЗАГОТОВОК (57) Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к способам получения полых заготовок, и может быть использовано для получения полых заготовок из стальных слитков при обработке давлением.

Цель изобретения — повышение качества заготовок за счет улучшения одно1

Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к способам получения полых заготовок, и может быть использовано для получения по1тых заготовок из стальных слит» ков нри обработке давлением.

Цель изобретения - повьпнение качества заготовок за счет улучшения однородности механических свойств металла по сечению.

На фиг.. 1 представлена литейная форма, для осуществления предлагаемо- го способа; на фиг. 2 — разрез А-А

„Л0„„1470430 А1 родности механических свойств металла по сечению. Способ включает формирование слитка путем заливки металла в кольцевой зазор между многогранной изложницей, установленной на поддоне, и круглым полым стержнем и дальнейшую его обработку давлением на оправке. При этом используют изложницу и стержень с теплоизолируют, ющим покрытием, нанесенным на четные ребра изложницы и прилегающие к ним симметрично продольные участки граней на ширине, равной 0,3-0, 7 ширины грани, а также на продольные участки стержня шириной, равной п Р C — где D - -диаметр стержня и n — - 9 и число граней изложницы, расположенные напротив нечетных ребер изложницы, а деформирование слитка начинают L с нечетных ребер и ведут обжатиями со степенью деформации 10-20Х. 6 ил., 2 табл. 9iaeL

2 на фиг. 1; на фиг. 3 — полый слиток, сечение; на фиг. 4 — схема протяжки полого восьмигранного слитка в на чальный момент деформирования, раз1 рез; на фиг. 5 — то же, после первого обжатия; на фиг. 6 — вид Б на фиг. 5.

Литейная форма содержит поддон 1, многогранную изложницу 2, прибыльную надставку 3 и внутренний полый стержень 4. На четных ребрах Р, Р, Р, P внутри изложницы 2 (фиг. 2) и на прилегающих к этим ребрам участках

1470430 граней 5 на ширине, равной 0,3-0,7 ширины грани, нанесено теплоизолирующее покрытие 6, представляющее собой, например, смесь алюмохромофосфатной связки и магнезитового порошка. На рабочей поверхности внутреннего стержня 4 на продольных участ й"П

0 ках шириной равной —, где D - ди"

У

П 10 аметр стержня; n - число граней изложницы, нанесено такое же теплоизолирующее покрытие 7.

Способ осуществляют следующим образом. 15

Жидкий металл заливают в подготовленную литейную форму. Металл кристаллизуется, и слиток в форме о охлаждают до температуры 600-800 С с образованием структуры металла в 20 слитке, состоящей из чередующихся участков 8. с развитыми длинными столбчатыми кристаллами в местах контакта металла с поверхностью изложницы и стержня-оправки без теплоизолирующе- 25

ro покрытия и участков 9 структурой с равноостными кристаллами в местах контакта металла с изолированной поверхностью изложницы и стержня. При этом стык 10 встречных от изложницы .30 и стержня фронтов кристаллизации с разной структурой рассредоточивается по волнистой линии, огибающей участки с развитыми столбчатыми кристаллами (фиг. 3).

Далее извлеченный из изложницы слиток 11 передается на обработку давлением, где на оправке 12 кузнечными вырезными бойками 13 (фиг. 4) деформируется по всей длине со сте- 40

° ю . и пенью деформации Е =, x 100%, с равной 10-20Х где D, — исходный ди- аметр слитка; D — диаметр после обжатия (фиг. 5 и 6). При этом обработ- 45 ку давлением начинают с нечетных ребер слитка.

I .Нрименение изложницы с шириной, теплоизоляционного покрытия на прилегающих к четному ребру участках граней менее 0,3 от ширины грани не оказывает действенного влияния на кристаллическую структуру литого метал ла, а увеличение ширины покрытия свые 0,1 от перины грани приводит к ущественному уменьшению непокрытой

1 поверхности и, соответственно, к ухудшению структуры слитка, а после ковки к возрастанию неоднородности свойств металла по сечению полой заготовки (табл. 1).

Уровень и однородность ударной вязкости металла поковок из полого слитка массой 12,0 т иэ стали 25 приведены в табл. 1.

Толщиной наносимого покрытия можно регулировать теплоотвод от расплава к литейной форме в зависимости от толщины затвердевающей стенки полого слитка. С увеличением этой толщины слей покрытия повьппается. Для практического использования рекомендуется зависимость для определения полученная в результате обработки опытных данных, 0 0025 "с где t — толщина затвердевающей стенки полого слитка (фиг.1).

Пример . Изготавливают полую заготовку типа обечайки (наружный диаметр 2240 мм, внутренний диаметр

640 мм, длина 3300 мм) из полого слитка массой 140 т из сталя 40.

Параметры полого слитка: количество граней 12; диаметр описанной окружности в верхней (прибыльной) части 2890 мм; диаметр описанной окружности в нижней (донной) части слитка °

2790 мм; высота средней части слитка 2630 мм; диаметр (внутренний) стержня 690 мм; диаметр (наружный) стержня 750 мм; ширина грани L =

= 740 мм.

Для отливки полого слитка собирают литейную оснастку по схеме (фиг. 1 и 2).

На четные ребра корпуса изложницы и на прилегающие к этим ребрам участки граней шириной 1, = 0,5 r

>740 370 мм наносят по всей высоте теплоизолирующее покрытне (АХФС и магнезитовый порошок). Такое же покрытие со стороны нечетных ребер корпуса изложницы наносят на стерв 750 жень шириной 1 = 1 9 5 мм»

Толщину наносимого покрытия определяют по зависимости t„ = 0,0025

0 0025 „ (2890 — 750)

Производят сушку формы при 70о

90 С в течение 2 ч. Затем в изложницу заливают жидкий металл из ковша

Как следует из данных -..àáë. 2, при изготовлении полых заготовок по предлагаемому способу по сравнению

5 с известным повышается качество изделий за счет повышения уровня и однородности механических свойств.

За счет этого появляется возможность увеличить гарантийный срок службы

10 полых изделий - в 1,2 раза.

Формула изобретения

Способ изготовления полых загото15 вок, включающий формирование слитка путем заливки металла в кольцевой зазор между изложницей, установленной на поддоне, и круглым полым

"тержнем и дальнейшую его обработку

20 давлением на оправке, о т л и ч аю шийся тем что, с целью повышения качества заготовок за счет улучшения однородности механических свойств металла по сечению. исполь25 зуют многогранную изложницу и стержень с теплоизолирующим покрытием, нанесенным на четные ребра изложницы и прилегающие к ним симметрично продольные участки граней на ширине, З0 равной 0,3-0,7 ширины граня, а также на продольные участки стержня шириной, ! 7 0 равной (0,9-1,1) —, где D - диаметр стержня и п. — число граней изложницы, 35 расположенные напротив нечетных ребер изложницы, а деформирование слитка при последующей обработке давлением начинают с нечетных ребер и ведут обжатиями со степенью деформации 10ш

40 207, Таблица

13 .780

15 . 770

75 765

16 770

20 760 ае аетиав ребрам

13 . 415

13 425

840 .

0,93

0,91

0,90

0,92

0»91

830.

830

0,490,51

П р и м е ч а и в а» - - инрикв ъвллоизолирукщего иокрытия на участке грани, прюыкаазцеи к четному ребру Е - степень деформации.

5 1 470430 при температуре 1420 С. Продолжительность отливки тела слитка 16 мин

30 с, прибыли 11 мин 45 с, Дпя ускоренного охлаждения внутренней зоны полого слитка применяют пять металлических сердечников диаметром 590 мм, которые заменяют соответственно через 30, 53, 60, 60 и 85 мин. После охлаждения. слитка в изложнице в течение 22 ч 40 мин его извлекают и с температурой поверхности 750 С передают на ковку.

Подогретый до ковочной температуры (1200-1220 C) слиток надевают на коническую оправку (меньший диаметр оправки 600 мм, больший диаметр

640 мм) и в вырезных бойках с углом выреза сг. = 110 шириной В = 800 мм деформируют, начиная с нечетных ребер со степенью деформации 10-127 по всей длине слитка (пресс усилием

60 ИБ и рабочим ходом 145-150 мм).

После первого прохода сли-. ок кано туют на оправке на 90 и с той же степенью деформации осуществляют второй проход на всю длину заготовки.

Затем продолжают ковку до заданных размеров.

Откованную заготовку подвергают отжигу при температуре 650 С для снятия напряжений„ производят обдирку, передают на термическую (нормализация при 880-890 С с отпуском

680 С), затем механическую обработку с последующим контролем УЗК и штатными испытаниями.

Результаты штатных испьгганий поковки из полых слитков массой 145 т приведены в табл.2.

1470430

Таблица 2

Сталь 40

145

>1 600

Требования ТУ

1800 у1 200

Требования ТУ

Масса слитка, т Марка стали

Механические свойства

I Г 1 в бо, Х у, ж КСП, кДж/м

По предлагаемому способу

590 310 24, 5 39, 5

590 310 25, О 39,0

>z550 280 - Ф20 . 30

По известному способу

550 280 16, 5 30; 5

500 260 14,0 26,5 ф480 р 240 у12э0 - рф5

1470430

12

Составитель В. Андреев

Редактор Н. Тупица Техред Ч.Дидык Корректор О. Кравцова

Заказ 1415/12 Тираи 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета ио изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва» 3-35» Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101