Способ охлаждения отливки в литейной форме

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11) 621461 (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01.04.77 (21) 2468277/22-02 с присоединением заявки № (23) Приоритет(43) Опубликовано 80.08.78 þëëåòåíü №82 (51) М. Кл

В 22 .0 27/04

Государственный номнтет

Совета Мнннстров СССР по делам нзооретеннй н открытнй (53) УДК 621.746. .584 (088. 8) (45) Дата опубликования описания 2ЪЛ)о,7о (72) Авторы изобретения

А. К. Кутафин., П... Лученпнов, И. Г. Ермолин, О. В. Пузырьков-Уваров и В. А. Рямов

Днепропетровский металлургический институт (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ ОТЛИВКИ В ЛИТЕЙНОЙ ФОРМЕ

Изобретение относится к технологии литейного производства и может быть использовано при отливке прокатных валков.

Известен способ охлаждения отливки путем подачи охладителя в зазор между отливкой и формой (1).

Известен способ охлаждения отливок, включающий подачу охлаждающего агента в импульсном режиме к поверхности раздела форма — отливка после образования закристаллизовавшейся корки отливки (2).

Однако известные способы увеличивают внутренние напряжения в отливках, так как эффект ускорения охлаждения реализуется главным образом при затвердевании осевой зоны. В случае, когда для изготовления отливок используют сплавы с повышенной склонностью к трешинообразованию, например отбеливаюшиеся чугуны, это, как правило, приводит к их разрушению.

Указанный недостаток устраняется, если подачу охладителя в период затвердевания и эвтектоидного превращения сплава осевой зоны отливки уменьшают (3).

Основным недостатком этого способа-прототипа является снижение эффективности влияния ускоренного охлаждения в период эвтектоидного преврашения в поверхностном слое вследствие повышенной устойчивости первичного аустенита.

Цель изобретения — повышение износосто йкости поверхностного слоя отливок и

5 экономия легируюших материалов путем повторной аустенизации при разогреве поверхностного слоя от тепла осевой зоны отливки.

Цель достигается тем, что при прохождении поверхностным слоем температур затвердевания и эвтектоидного превращения ох;о ладитель подают с интенсивностью 100—

110 мз/м ч, а осевой зоной — прекращают.

Увеличение интенсивности в периоды фазовых превращений поверхностного слоя до

100 — 110 мз/м ч приводит к увеличению градиента температуры по сечению тела отлив- ки, а прекрашение подачи охладителя — к разогреву поверхностного слоя от тепла осевой зоны. Повторный нагрев и сопутствуюший ему процесс аустенизации снижают устойчивость аустенита и способствует измель о чению продуктов его распада при последуюшем охлаждении.

Принципиальное отличие . предла гаемой операции повышения износостойкости поверхностного слоя заключается в том, что оно достигается путем измельчения продук621461

Составитель Т. Королева

Редактор А. Купрякова Техред О. Луговая Корректор И. Гоксин

Заказ 4984/4 Тираж 950 Подписное

LIHHHHH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

I I 3035, Москва, Ж-З5, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППГ1 «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тов распада аустенита не только за счет увеличения интенсивности охлаждения или легирующих, а также за счет уменьшения устойчивости аустенита.

Например, производили отливку валков с диаметром бочки 310 мм в комбинированные формы, состоящие из песчаных форм шеек и чугунной формы бочки. Толщина стенки формы валка 55 мм. Для отливки использовался отбеливающийся чугун следующего состава, 0/o. углерод 3,60 — 3,65, кремний

0,40 — 0,45, марганец — 0,40 — 0,4, фосфор—

0,35 — 0,40, сера — 0,11 — 0,12, хром — 0,20—

0,25,, никель — 0,40 — 0,45, остальное — же-. лезо. В качестве охл адител я испол ьзов ался воздух от цеховой системы (под давлением

6 атм.). Подачу охладителя начинали через

45 с с интенсивностью 80 мз/м ч. В периоды затвердевания и эвтектоидного превращения осевой зоны отливки (т1 —— 12—

32 мин;. т2 — †90 †мин соответственно), которые были предварительно определены по кривым охлаждения, измеренным с помощью термопар, подачу охладителя уменьшали до 0,5 м /м ч.

Предложенный режим охлаждения отличается тем, что охладитель подают с интенсивностью 100 — 110 м /м ч, а при прохождении осевой зоной температур затвердевания и эвтектоидного превращения подачу охладителя прекращают. Термопары, установленные в поверхностном слое на глубине 16 мм и на оси бочки, показали, что увеличение интенсивности подачи охладителя до 100 в 110 м /м ч приводит к увеличению разности температур между осевой зоной и поверхностным слоем на 40 — 50 С, а прекращение подачи охладителя — к разогреву поверхностного слоя от тепла осевой зоны до температур, на 20 — 30 С выше температуры эвтектоидного превращения, равной 747 С. Это обеспечивает повторную аустенизацию поверхностного слоя.

Исследование структуры образцов от бочек валков показало, что в поверхностном слое толщиной 16»м содержание свободных карбидов практически не отличается и составляет 45 — 47 /о. Дисперсность продуктов распада аустенита составляет 0,2 — 0,5 пд .

При охлаждении по предлагаемому способу преобладает перлит 0,2 пд, а по известному0,5 пд. Анормальность уменьшается с 3 — 4 до 2 — 3 Па, а твердость повышается на

10 2 — 3 Нш. Такое изменение структуры достигается при дополнительном легировании никелем в количестве 0,3 — 0,5о/о.

Использование предложенного способа охлаждения отливки обеспечивает возмож15 ность измельчения продуктов распада аустенита и уменьшения степени его анормальности без дополнительного легирования. Это значительно повысит эффективность технологического цикла производства качественных отливок при экономии легирующих в количестве 0,3 — 0,5 /o.

Формула изобретения

Способ охлаждения отливки в литейной форме, включающий подачу охладителя в зазор между отливкой и литейной фор2 мой, отличающийся тем, что, с целью повышения .износостойкости поверхностного слоя отливки и экономии легирующих материалов, охладитель подают с интенсивностью

100 — 110 мз/м ч, а в период прохождения осевой зоной отливки температур затвердевания и эвтектоидного превращения подачу охладителя прекращают.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент СССР Мо 8904, кл. В 22 D 27/04, 1927.

2, Авторское свидетельство СССР

ЛЪ 398337, кл. В 22 D 27/04, 1972.

3. Авторское свидетельство СССР

М 528998, кл. В 22 D 27/04, 1974.