Способ центробежного литья биметаллических заготовок

 

664748

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнх

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22.02.78 (21) 2583292/22-02 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет

Опубликовано 30.05.79. Бюллетень № 20

Дата опубликования описания 30.05.79 (51) M. Кл.

В 22D 13/00

Государственный комитет (53) УДК 621.74.042 (088.8) по делам изобретений н открытий (72) Авторы изобретения

В. Т. Кельвич, А. И. Шевченко, В. А. Ефимов, В. А. Извеков, Л. И. Бондаренко и А. П. Полывяный (71) Заявитель

Институт проблем литья AH Украинской ССР (54) СПОСОБ ЦЕНТРОБЕЖНОГО ЛИТЬЯ

БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЗАГОТОВОК

Изобретение относится к области литейного производства, в частности к технологии центробежного литья.

Известен способ центробежного литья биметаллических заготовок, при котором шлак дозируют непосредственно в изложницу, вращающуюся с определенной скоростью, соответствующей гравитационному коэффициенту К-30 — 120, от начала и до конца заливки первого слоя биметаллической заготовки в виде легкоплавкой шлакообразующей смеси (1).

Этот способ не всегда гарантирует качественное соединение разнородных металлов, особенно при повышенных требованиях к чистоте металла первого слоя и при отливке заготовок значительной длины (отношение длины заготовки к диаметру значительно больше единицы). В этих случаях применяют шлакообразующие флюсы повышенной активности для более глубокой очистки металла от неметаллических включений. Рафинируя металл, шлак изменяет свои физические свойства — повышается его температура плавления и вязкость, вследствие чего увеличивается сила сцепления шлака с металлом первого слоя. При заливке металла второго слоя он центробежными силами дополнительно прижимает образовавшуюся корку шлака к поверхности металла первого слоя и противостоит ее отделению и всплыванию. В результате этого на границе контакта металлов часто наблюдается несвариваемость в виде шлаковых прослоек, из-за которых бракуется отливка.

Известен также способ центробежного литья биметаллических заготовок, включающий последовательную заливку во вращаемую с переменной скоростью форму первого металла с флюсом и второго металла (2).

Недостатком этого способа является возможность брака по несвариваемости метал15 лов.

Целью изобретения является улучшение качества свариваемости металлов за счет повышения эффективности отделения шлака с внутренней поверхности металла пер20 вого слоя.

Поставленная цель достигается тем, что при достижении температуры солидус на внутренней поверхности металла первого слоя скорость вращения формы уменьшают

25 на 30 — 60% от номинальной, а по окончании заливки металла второго слоя повышают до номинальной.

Номинальная скорость вращения формы при центробежном литье рассчитывается

30 или устанавливается экспериментальным

664748 путем в зависимости от вида сплава и габаритов отливаемой заготовки и соответствует гравитационному коэффициенту

К-30 — 120. После охлаждения металла первого слоя до температуры солидус скорость 5 вращения формы уменьшают на 30 — 60% от номинальной. Уменьшение скорости вращения формы ниже номинальной обуслав10

Формула изобретения

Г. Кибовский

Составитель

Редактор 3. Ходакова

Корректор E. Угроватова

Техред Н. Строганова

Подписное

Заказ 1320j6 Изд. № 415 Тираж 944

ЦНИИПИ НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Сапунова, 2

Типография, пр. ливает переплескивание металла в форме при заливке металла второго слоя, так как величина центробежной силы недостаточна для поддержания вращающегося потока металла. Происходит смывание корки шлака, находящейся на внутренней поверхности металла первого слоя. Кроме того, при пониженных оборотах корка шлака не успела еще развить дополнительной силы тяжести за счет центробежных сил, которая противостоит размыванию струей заливаемого металла. Отделенный таким образом шлак вовлекается в металл и с ростом центробежной силы (т. е. с ростом скорости вращения до номинальной) полностью вытесняется на внутреннюю поверхность биметаллической заготовки.

Уменьшение скорости вращения формы на 30 — 60 ниже номинальной производят исходя из условия получить скорость вращения потока металла у свободной поверхности ниже критической, т. е. до возникновения переплескивания металла. В зависимости от физических свойств отливаемого сплава (интервала кристаллизации, плотности, вязкости при температуре заливки и др.), скорости его заливки во вращающуюся форму и габаритов отлнваемой заготовки принимают верхний или нижний предел снижения скорости. Для сплавов с небольшим интервалом кристаллизации, значительными габаритами отливаемой заготовки и большой скоростью заливки принимают верхний предел снижения скорости от номинальной, так как металл в этом случае труднее раскрутить, а для сплавов с противоположными значениями указанных параметров — нижние значения.

Пример. Произведена отливка опытной партии биметаллических заготовок из стали марок 10ГН2МФА — ОХ18Н10Т под ц лаком. Размеры заготовок, мм: наружный диаметр 620, внутренний диаметр 300, граничный диаметр 410, длина отливки — 3900.

При заливке первого слоя на струю метал15

4

I ла подают легкоплавкую шлакообразующую смесь (флюс) для рафинирования металла. Скорость вращения изложницы составляет 460 об/мин (номинальное значение для данного типоразмера заготовки определено экспериментальным путем). После охлаждения металла первого слоя до температуры солидус (1440 С для стали марки

10ГН2МФА) скорость вращения формы уменьшают до 220 об/мин (гравитационный коэффициент К-12) и при этих оборотах производят заливку металла второго слоя.

В конце заливки обороты изложницы увеличивают до 460 об/мин, т. е. до номинального значения. Исследование качества отливок показываст отсутствие шлаковых включений в металле опытных заготовок, в то время как в отливках, изготовленных по общепринятой технологии с вращением изложницы при определенной скорости, в граничном слое обнаружены шлаковые прослойки и литье забраковано.

Предложенный способ центробежного литья биметаллических заготовок позволяет устранить брак по шлаковым засорам граничного слоя металла. Ориентировочный экономический эффект от внедрения предложенного способа лишь на Южнотрубном заводе составляет 1,5 млн. руб. при изготовлении 10 тыс. тонн литья в год за счет устранения брака.

Способ центробежного литья биметаллических заготовок, включающий последовательную заливку во вращаемую с переменной скоростью форму первого металла с флюсом и второго металла, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью уменьшения брака по несвариваемости металлов, скорость вращения формы уменьшают на 30—

60% от номинальной при достижении температуры солидус на внутренней поверхности металла первого слоя, а по окончании заливки металла второго слоя повышают до номинальной.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 469531, кл. В 22D 13/00, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР № 92832, кл. В 22D 13!00, 1948.