Литейная форма для профилированных валков

 

Использование: регулирование эксплуатационных характеристик поверхностного слоя валка за счет регулирования процессов теплоотвода от вставок к стенкам литейной формы, Сущность изобретения: в литейной форме 1 вставки 2 снабжены вкладышами из легкоплавкого теплопроводного материала 3, размещенными в пазах, выполненных в профилировочных вставках и открытых в сторону стенок формы, материал вставок - медь или ее сплавы. 2 з.п.ф-лы, 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)я B 22 0 15/00

ГОСУДА Р СТВ ЕННЫ Й KG MVIT ET

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ! ей

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4719622/02 (22) 14.07.89 (46) 15.05.92. Бюл. N 18 (71) Магнитогорский горно-металлургический институт им, Г,И,Носова (72) Ф.Д.Кащенко, Л.А.Фетняева, E.B,Pîìàнов, А,И.Беляев и Е.П,Котышев (53) 621.746,043 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 104030, кл. В 23 D 15/00, 1955,,, Ы2„„1733187 А1 (54) ЛИТЕЙНАЯ ФОРМА ДЛЯ ПРОФИЛИРОВАННЫХ ВАЛКОВ (57) Использование: регулирование эксплуатационных характеристик поверхностного слоя валка за счет регулирования процессов теплоотвода от вставок к стенкам литейной формы, Сущность изобретения: в литейной форме 1 вставки 2 снабжены вкладышами из легкоплавкого теплопроводного материала

3, размещенными в пазах, выполненных в профилировочных вставках и открытых в сторону стенок формы, материал вставок— медь или ее сплавы. 2 з.п,ф-лы, 6 ил.

1733187

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при литье профилированных валков и массивных фасон ных отливок.

Известны литейные формы с профили- 5 рующими вставками, выполненными в виде колец, отлитых из чугуна или стали.

Однако при изготовлении валков в такой литейной форме затвердевание на границе с профилирующими вставками 10 происходит в условиях неравномерного и недостаточно интенсивного теплообмена, что приводит к образованию неравномерной толщины отбела, грубой структуры, низкой твердости металла. Это обусловлено 15 наличием технологического зазора между литейной формой и вставками, а также невысокими теплофизическими свойствами чугуна или стали.

Известна литейная форма с профилиру- 20 ющими вставками, выполненными из алюминия или его сплавов.

Недостатки таких вставок обусловлены тем, что при их использовании не обеспечивается гарантия получения валков с качест- 25 венной поверхностью литого ручья, так как при заливке металла возмо>кен размыв этих вставок вследствие низкой температуры плавления алюминия. Для предотвращения этого дефекта используют термостойкие по- 30 крытия, которые необходимо наносить строго определенной толщины и без дефектов, что практически невозможно и поэтому появляется неоднородность структуры и свойств рабочей поверхности, т.е. снижает- 35 ся качество.

Недостатком вставок из алюминия или его сплавов является также невозможность регулирования процессов теплоотвода от вставок к стенкам литейной формы, а следо- 40 вательно, регулирования эксплуатационных свойств рабочего слоя в зависимости от типоразмеров и назначения валков. Более того вставки используются одноразово, что повышает стоимость валков и трудоемкость 45 их изготовления.

Наиболее близким к предлагаемому является литейная форма для отливки калиброванных валков, в которой установлены кольца для образования ручьев валка, по- 50 крытые теплоизоляционной массой. Данные кольца изготавливают из чугуна и устанавливают в литейную форму с фиксацией их штырями, которые после сборки удаляют, причем формовочный состав, удерживаю- 55 щий в форме кольца, обеспечивает свободную усадку валка.

Недостатком данных профилированных вставок (колец) является возможность получения грубой структуры поверхностного слоя ручьев валка вследствие низкой теплопроводности указанных профилирующих вставок, что приводит к снижению износостойкости и качества рабочего слоя.

Цель изобретения — повышение качества отливок за счет возможности регулирования теплопроводности.

Поставленная цель достигается тем, что литейная форма для профилированных валков, содержащая рабочую полость с установленными в ней профилирующими вставками в виде втулок, снабжена вкладышами из легкоплавкого теплопроводного материала, размещенными в пазах, выполненных в профилирующих вставках и открытых в сторону стенок формы, причем профилирующие вставки выполнены из меди или ее сплавов.

Кроме того, вкладыши состоят из набора двух втулок, одна из которых выполнена из материала вставки, а другая — вкладыша.

Вкладыши выполнены в виде бобины из ленты.

На фиг, 1 изображена металлическая литейная форма для отливки чугунных валков, разрез; на фиг. 2 — профилирующая вставка (кольцо) для формирования ручья сортопрокатного валка для прокатки круга, план, разрез; на фиг, 3 — разрез А-А на фиг.. 2; на фиг.

4 — профилировочное кольцо с вкладышами, сечение; на фиг. 5 — вкладыш в виде бобины из ленты; на фиг. 6- узел! на фиг. 1, профилировочное кольцо с бобинно-намотанной лентой, В литейной форме 1 (фиг. 1) установлены профилирующие вставки 2 в виде колец.

Вставки 2 выполнены из комбинации металлов. Со стороны стенок литейной формы 1 часть 3 вставки 2 выполнена из легкоплавкового теплопроводного материала, например из алюминия, цинка, олова, свинца, а часть 4 профилирующей вставки со стороны рабочей полости 5 выполнена из меди или ее сплавов.

Конструктивно возмо>кно выполнение профилирующей вставки 2 (фиг, 3) в виде кольца из меди с полостью, залитой легкоплавким теплопроводным металлом 3, например алюминием, оловом, цинком и т.д, Возможно выполнение профилирующей вставки с вкладышами, состоящими из набора двух втулок, одна из которых выполнена из материала вставки, а другая— вкладыша (фиг, 4). Например, в медной основе вставки 4 установлен вкладыш, состоящий из двух втулок — медной б и алюминиевой 3. Возмо>кны варианты выполнения втулки из меди б (фиг. 4) составной из нескольких втулок. Вкладыши могут быт

1733187 выполнены в виде бобины из ленты 3, намотанной на медную основу вставки 4 (фиг, 6).

Соотношение толщины а и б частей 3 и

4 (фиг. 3) вставок 2 подбирается в зависимости от требуемой теплопроводности, Для, повышения теплопроводности увеличивают толщину части вставки из меди или медных сплавов, как материала с более высокой теплопроводностью (размер а), а толщину вкладыша из легкоплавкого материала (размер б) соответственно уменьшают, Для понижения теплопроводности соотношения толщин части вставки из меди и вкладыша из легкоплавкого теплопроводного металла вы 6 и рают таким образом — испол ьзуют легкоплавкие металлы с наименьшей теплопроводностью, например, олово, цинк ит,д., и увеличивают их толщину. Теплопроводность Вт/(м.К): меди 300, алюминия 185, цинка 96, олова 35 и др. Технологично для оперативного изменения теплопроводности выполнять вкладыш из набора двух втулок (фиг. 4).

Устройство работает следующим образом, Готовые профилирующие вставки 2 (фиг. 3) устанавливают в литейную форму 1 (фиг, 1). Заливают расплавленный металл отливки (чугун), Происходит интенсивный теплоотвод от залитого металла к вставкам

2. Вследствие этого распля вляется легкоплавкий теплопроводный металл вкладыша 3.

Его теплопроводность, как и любого металла в жидком состоянии, уменьшается в1,5-2 раза, Однако нерасплавившаяся медная часть 4 вставки 2 интенсивно отводит тепло, компенсируя снижение теплопроводности легкоплавкого теплопроводного металла 3.

Расплавившийся легкоплавкий теплопроводный металл заполняет технологический зазор, образуя замкнутую тепловую цепь; расплавленный металл — медная основа вставки — легкоплавкий теплопроводный металл — литейная форма. Это в свою очередь дополнительно интенсифицирует теплоотвод от отливки к стенке литейной формы 1, а следовательно, повышает скорость охлаждения литого ручья, Кроме того, медная часть профилирующей вставки приобретает свойство механического передвижения к отливке, что приводит к снижению теплового сопротивления литейной формы и к количественному изменению (повышению) интенсивности теплоотвода от залитого металла, При достижении отливкой температуры

150 — 200 С производят ее извлечение из формы, отделяют медную часть 4 вставки 2, чистят, готовят к следующей заливке. Если используется вставка с полостью (фиг. 3), 5

55 полость чистят, заливают легкоплавким теплопроводным металлом. Очистка полости может осуществляться путем механической обработки с помощью газовых горелок и т,д.

Если используют вставки с вкладышем, состоящим из набора втулок (фиг. 4), подбирают необходимые втулки, собирают их вместе, образуя готовую вставку.

При необходимости получить отливку с заданной твердостью литого ручья меняют теплопроводность вставки соответствующим подбором втулок вкладыша. Чтобы получить более пластичную. структуру рабочего слоя отливки, собирают втулки, увеличивая при этом толщину втулки из материала с меньшей теплопроводностью (легкоплавкого металла) — размер б (фиг. 3), а толщину медной части уменьшают (размер а). Это снизит скорость охлаждения литого ручья и как следствие уменьшит твердость рабочей зоны отливки и повысит его пластичность.

Чтобы получить более высокую твердость ручья отливки, увеличивают толщину (размер а) втулок из материалов с более высокой теплопроводностью — меди или ее сплавов и соответственно уменьшают толщину (размер б) втулок из материалов с меньшей теплопроводностью в сравнении с медью: из алюминия, цинка, олова. Таким подбором втулок вкладыша искусственно повышают интенсивность теплоотвода от отливки, увеличивая твердость рабочей поверхности ручья. Если используют вставки с вкладышем в виде бобины из ленты (фиг. 5) сборку вставки осуществляют следующим образом. В зазор (фиг, 2) медной части вставки (выполненный заранее) защемляют конец ленты и осуществляют намотку последней, Могут использоваться другие варианты крепления, например конец ленты соединен со штифтом, который заклепывается в медную основу вставки и т,д. Лента способствует (за счет своих пружинящих свойств) созданию гарантированного контакта с медной основой вставки, что повышает скорость теплоотвода.

Формула изобретения

1. Литейная форма для профилированных валков, содержащая рабочую полость с установленными в ней профилирующими вставками в виде втулок, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повышения качества отливок за счет возможности регулирования теплопроводности, она снабжена вкладышами из легкоплавкого теплопроводного материала, размещенными в пазах, выполненных в профилирующих вставках и открытых в сторону стенок формы, причем профилирующие вставки выполнены из меди или ее сплавов.

1733187

2. Форма по и. 1, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что каждый состоит из набора двух втулок, одна из которых выполнена из материала вставки, а другая — вкладыша.

3. Форма по пп, 1 и 2, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что вкладыш выполнен в виде бобины из ленты, 1733187 г,4

7,b

Составитель Е.Романов

Техред М.Моргентал Корректор М. Кучерявая

Редактор А.Долинич

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

Заказ 1626 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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