Способ удаления поверхностного дефектного слоя металлических заготовок

 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано в электроспецметаллургии при производстве расходуемых электродов из жаропрочных и других сплавов. Цель изобретения - снижение количества отходов при удалении дефектного слоя. Поверхность слитка оплавляют высококонцентрированным источником тепла, например плазмотроном. Глубина оплавления равна максимальной глубине залегания дефектов. При оплавлении дефекты в виде неметаллических включений всплывают и располагаются на глубине, не превышающей 0,1 исходной глубины дефектного слоя, а толщина газонасыщенного слоя не превышает 0,3 от этой глубины. В зависимости от предъявляемых к заготовкам требований поверхностный слой удаляют механическим путем на глубину 0,1-0,3 глубины оплавления. 1 табл.

СОЮЗ СОЕЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„.80„„1Ы1Ы4

Р1)5 В 23 К 31/10

1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИД=ТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

f (21) 4353593/31-27 (22) 04.01.88 (46) 30.07.90. Бюл. N 28 (71) Институт электросварки им, Е.О,Патона и Электрометаллургический завод "Днепроспецсталь" им, А.Н.Кузьмина (72) С,П,Сидоренко,.А.Я.Таран, Ю.И.Черняк,.Л.В,Фролов,.Л,Н,Король и В.И,Виниченко (53) 621.747 ° 583(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 624748, клф В 23 К 31/10, 1976, (54) СПОСОБ УДАЛЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО

ДЕФЕКТНОГО СЛОЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЗАГОТОВОК (57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано в электроспецметаллургии при производИзобретение относится к металлур- гии, более конкретно к способам удаления поверхностного дефектного слоя преимущественно литых заготовок, и может быть использовано в. электроспецметаллургии при производстве рас ходуемых электродов из жаропрочных и других сплавов, Целью изобретения является снижение отходов при удалении дефектного слоя.

Способ осуществляется следующим образом, Поверхность литых расходуемых электродов жаропрочных спЛавов покрыта литейной коркой, которая обогащена летучими компонентами (мар2 стве расходуемых электродов из жаропрочных и других сплавов, Цель изоб- ретения « снижение количества отходов при удалении дефектно1.о слоя.

Поверхность слитка оплавляют высококонцентрированным источником тепла, например плазмотроном. Глубина оплавления равна максимальной глубине залегания дефектов. При оплавлении дефекты в виде неметаллических включений всплывают и располагаются на глубине, не превьш(ающей 0,1 исходной глубины дефектного слоя, а толщина газонасыщенного слоя не преевышает

0,3 от этой глубины. В зависимости от предъявляемых к заготовкам требований поверхностный слой удаляют ме ханическим путем на глубину 0,1-0,3 глубины оплавления, 1 табл, ганцем, алюминием, титатом и др,) и Q( имеет дефектную макроструктуру: по- . >® ражена оспинами, рыхлотами, газовыми раковинами, крупными вкраплениями экзогенных неметаллических включений,, р

На поверхности заготовок ввиду низкой пиастичности жаропрочных сплавов наблюдаются трещины, отслоения и т,п.

Велико содержание кислорода в метал ле поверхностного слоя (0,01-0,027), Глубина поверхностного дефектного слоя обычно составляет 5-10 мм.

Для удаления .дефектного слоя заготовку электрода устанавливают на токарный станок, дополнительно оборудованный плазмотроном, При вращении заготовки с помощью плазмотрона про!

581524 изводят оплавление поверхности заготовки на всю глубину дефектного слоя, при этом крупные экзогенные неметаллические включения после оплавления всплывают и располагаются на поверхности заготовки в виде относительно тонкого дефектного слоя, толщина ко торого не превышает, 107 максимальной глубины первоначального залегания включений. Так как включения представляют собой главным образом оксиды, одновременно происходит повьппение содержания кислордда в поверхностном слое. Глубина газонась«щенного слоя не превышает 30 глубины оплавления, Одновременно с оплавлением производят токарную обработку поверхности заготовки на глубину, составляющую

0,1-0 3 глубины оплавления, 20

Пример, В лабораторных условиях на токарном станке модели 163 проводили обработку литых расходуемых электродов из жаропрочного сплава ЭИ 698 диаметром 300 мм и длиной 25

1000 мм, В качестве источника тепла испольэовали плазмотрон "Пламя 1М-01".

Рабочий ток 850-900 А, Скорость перемещения обрабатываемой заготовки

150 мм/мин. Скорость перемещения плаз-Ip мотрона вдоль оси слитка,б мм/мин.

Рабочая длина дуги 20-30 мм. Плазмообразующий газ - аргон, Расход плазмообразующего газа 70 л/мин, В качестве источника тока использовали сва- 35 рочный выпрямитель ВДУ-1201. Режущий инструмент — водоохлаждаемые резцы с твердосплавными пластинами марки

Т15 Кб формы 0231, Результаты испытаний приведены в 40 таблице.

Анализ результатов испытаний. спо соба позволяет сделать следующие вьгводы. 45

При сня тии по в ерхно стного слоя толщиной менее 0,1 глубины микрованны расплавленного металла (примеры 1 и 6) в обработанном поверхностном слое наблюдаются крупные экзогенные неметаллические включения и отмечается высокое содержание кислорода (0,011 и 0,009K), поэтому толщина срезаемого слоя не должна быть менее 0,1 глубины микрованны. 55

Удаление поверхностного слоя толщиной более 0,3 глубины микрованны расплавленного металла (примеры 5 и 10) обеспечивает высокое качество обработанного поверхностного слоя, отсутствие крупных экзогенных неметаплических включений и низкое содержание кислорода (0,004 и 0,003 ).

Дальнейшее увеличение толщины срезаемого слоя нецелесообразно, так как ведет к неоправданному увеличению количества стружки, .снимаемой с обрабатываемого слитка, При толщине удаляемого слоя в пределах 0,1-0,3 глубины микроваш«ь« (примеры 2-4 и 7-9) в обработанном поверхностном слое отсутствуют крупные экзогенные неметаллические BKJ««o» чения, однако отмечается повьппенное содержание кислорода (0,011, 0,009, 0,008, 0,008, 0,006 и 0,0051).

В спецэлектрометаллургии литые .расходуемые электроды удаления по верхностного слоя переплавляются в различных плавильных агрегатах. В за висимости от типа плавильного агрегата (вакуумно-дуговая печь и плаэменно-дуговая печь и т,д,) и марки металла изменяется .допустимая величина содержания кислорода в поверхностном слое.

Поэтому при жестких требованиях к содержанию кислорода следует принимать глубину минимального слоя рав» ной 0,3 глубины оплавленного слоя, а при менее жестких требованиях - a пределах 0,1-0,3.

Формула изобретения

Способ удаления поверхностного дефектного споя металлических заготовок, при котором поверхность заго« товки сплавляют концентрированным источником тепла и удаляют поверхностный слой, отличающийся тем, что, с целью уменьшения количества отходов при удалении дефектного слоя, оплавление поверхности производят на всю глубину дефектного сися, а поверхностный слой удаляют на глубину, равную 0,1-0,3 глубины оплавленного слоя, 1581524

Сп за кислорода

Есть

Нет!!

Есть

Нет!! !!

)О,ОО

l0,6O

1О

7з о,ооз

"Скорость перемещения плазмотрона вдоль оси слитка в мм/мин, Скорость перемещения плазмотрона вдоль оси слитка 3 мм/мин.

Составитель М,Буянов

Техред Л,0лиднык . Корректор С.Шекмар

Редактор Л,Веселовская

Заказ 2056 Тираж 638 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Предлагаемый по примерам

)%

2» з"

4» 5"

2+Ф

8""

9"" ,) 0 +

Известный по примеру

) )+м

5

5

)О

)О

)о

)О

)o о,з

0,5

),о

1,5

),2

0,8

),О

2,0 з,о

3,2 г

8

Il

13

8

15 гз

О,О)1 о,о»

0,009

0,008

0,004

0,009

О,ÎO8

0,006

0,005 о,ооз

0,06 о,) о,г

О,З9

0,4

0,08

О.)

О,2 о,з

О,22