Способ получения отливок из электрошлакового металла
ОПИСАН И Е
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советских
<>634564
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 0,1.03.77 (21) 2461555/22-02 с присоединением заявки— (23) Пвиоритет— (43) Опубликовано 30.12.81. Бюллетень «¹ 48 (45) Дата опубликования описания -30.12.81 (51) М Кл з С 2,1 С 5/56
Государственный комитет ао делам изобретений и открытий (53) УДК 621.365.3 (0SS.8) (72) Авторы изобретения Б. И. Медовар, Н. И. Пинчук, В. Л. Шевцов, Г. А. Бойко, В. Я. Саенко, А. К. Цыкуленко, В. С. Гринюк, И. И. Кумыш, Г. Б. Щупак и Г. С. Маринский (71) Заявитель Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени институт электросварки им. Е. О. Патона (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОТЛИВОК
ИЗ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОГО МЕТАЛЛА
Изобретение относится к области спец электрометаллургии.
Известен способ получения металлических электрошлаковых отливок, включающий электрошлаковый переплав расходуемого электрода, накопление жидкого металла в плавильной емкости и последующую заливку этого металла вместе со шлаком, использованным для переплава, в литейную форму (1).
Залитый таким образом в форму металл лишь некоторое время кристаллизируется под слоем жидкого шлака, нагретого выше температуры плавления металла. После охлаждения шлака, который весьма интенсивно теряет тепло путем излучения, на поверхности отливки образуется металлическая корочка и дальнейшая кристаллизация протекает с образованием усадочной полости и рыхлот в верхней части отливки. Обеспечить плотный металл в заданном объеме отливки можно, используя прибыль. Однако расходовать рафинированный электрошлаковый металл на прибыль не рационально.
Целью изобретения является повышение качества отливок за счет уменьшения усадочных дефектов.
Это достигается тем, что после заливки металла со шлаком в форму вводят электрод в слой жидкого шлака, покрывающий залитый металл, и продолжают электрошлаковый переплав непосредственно в литейной форме. Электрошлаковый обогрев и подача небольших порций горячего жидкого металла при введении электрошлакового переплава в форме позволяют улучшить структуру отливки и резко сократить объем прибыльной части.
Электрошлаковый переплав можно вести непосредственно тем же электродом, из которого получен жидкий металл при переплаве, что имеет большое значение для обеспечения однородности состава и свойств отливки. В случае получения отливки из металла с повышенной наследственностью (некоторые марки чугуна и др.) использование одного и того же электрода особенно важно.
Для обеспечения кристаллизации отливки электрошлаковый переплав расходуемого электрода в литейной форме следует проводить на пониженной мощности по сравнению с переплавом в плавильной ем25 кости. В связи с этим электрическая мощность процесса при электрошлаковом переплаве в линейной форме должна составлять
10 — 80 мощности процесса переплава в плавильной емкости. Так как цель переплава расходуемого электрода в литейной
634564
55 форме это подпитка жидким металлом кристаллизующейся отливки, то нижний предел выделяемой мощности обусловлен возможностью расплавления электрода в процессе ЭШП.
Прокатка показала, если мощность, выделяемая в литейной форме, меньше 10",о мощности, выделяемой в плавильной емкости, то электрод не плавится, а выделяемое тепло расходуется только на поддержание шлака в расплавленном состоянии, что приводит к ухудшению качества отливки. При выделении в литейной форме более 80О/, мощности, выделяемой в плавильной емкости, кристаллизации отливки не происходит, так как в процессе ЭШП выделяется больше тепла, чем отводится от литейной формы. Конкретное значение мощности, выделяемой в литейной форме, выбирается с учетом реальных размеров отливки и расходуемых электродов в указанных пределах.
Для улучшения качества отливки в ряде случаев целесообразно не только проводить подпитку расходуемым электродом, но всю ее верхнюю часть выполнять путем электрошлакового наплавления металла в форму. В этом случае наплавляют электрошлаковым переплавом в плавильной емкости металл в количестве, необходимом для образования нижней части отливки, а остальную часть отливки паплавляют металлом расходуемых электродов после заливки жидкого металла со шлаком в форму. С целью обеспечения направленной кристаллизации наплавление верхней части отливки целесообразно начинать после кристаллизации металла в форме на толщину более 50О/о по всему сечению формы.
Пример. Берут отливку заготовки для штампа весом 220 кт. Для получения отливки используют электрошлаковую печь с двумя подключенными по бифилярной схеме электродами круглого сечения
100 мм нз стали 40ХСКФ. После установки электродов в рабочее положение в плавильной емкости на них подают напряжение, после чего в плавильную емкость заливают жидкий шлак до уровня, выше нижних концов электродов, Посредством электрошлакового переплава расходуемых электродов при элек. трической мощности процесса 200 кВт в плавильной емкости наплавляют 200 кг металла. Заливают металл и шлак из плавильной емкости в литейную форму сечением 400 — 250 мм и высотой 300 мм, которую устанавливают ниже емкости на специальной тележке. После заливки мсталла и шлака плавильную емкость с помощью специального механизма отводят в сторону, подают на электроды напряжение и отпускают их в слой шлака, покрывающий залитый в форму металл. Затем продолжают электрошлаковый переплав этих электродов в форме по режиму электрошлаковой подпитки, Электрическая мощность процессов при этом составила
20 кВт. После кристаллизации жидкого металла на толщину 290 мм по средине сечения (жидкая часть металла составила
1,5 мм) переплав заканчивают. Прибыль. ная часть отливки составила 5,8О/о. Отлив: а получена высококачественной, имеет плотное строение.
Исследование макротемплета отливки показало, что внутри нее отсутствуют усадочные раковины и рыхлости. Испытание штампов, изготовленных из этих отливок, показало, что их стойкость составляет
7000 — 10000 штук поковок, в то время как изготовленных по обычному способу составляет 5000 †60 штук поковок.
Предлагаемый способ получения качественных отливок может быть использован для получения заготовок штамповых куби. ков с черновой гравюрой и других ответст венных деталей сложной формы, Формула изобретения
1. Способ получения отливок из электрон лакового металла, включающий элек. трошлаковый переплав, по крайней мере, одного расходуемого электрода, накопление жидкого металла в плавильной емкости и последующую заливку его в литейную форму вместе со шлаком, использовавшимся для переплава, отличающийся тем, что, с целью повышения качества отливок за счет уменьшения усадочных дефектов в ней, после заливки металла и шлака в литейную форму вводят расходуем 1й электрод в слой жидкого шлака, покрывающий металл, и продолжают электрошлаковый переплав непосредственно в литейной форме.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что электрическая мощность процесса переплава расходуемого электрода в литейной форме составляет 10 — 80О/о электрической мощности процесса в плавильной емкости.
Источник информации, принятый во
Внимание при экспертизе:
1. Авторское свидетельство СССР
М 548149, кл. С 21 С 5/56, 1975.
