Способ изготовления чугунных прокатных валков

 

В (°

282

>, II >ф, ОПИСАНРГЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

;! !70 О

Союз Советским

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Допол1ительное к авт. «вид-ву (22) Заявлено 20.12.76 (21) 2430591/22-02 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

Опубликовано 30.11.79. Бюллетень М 44

Дата опубликования описаш1я 30.11.79 (51) М. Кл В 22 0 27/04

В 22D 15/00

Государственный комитет (53) УДК 621.746.58 (088.8) по делам изабретеиий и открытий (72) Авторы изобретения

Н. И. Иванов, Ф. Д, Кащенко, Н. А. Мордзилович и Л. А. Фетняева (71) Заявитель Магнитогорский горно-металлургический институт им. Г. И. Носова (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ с|УГУННЪ|Х ПРОКАТНЫХ

ВАЛКОВ

Изобретение относи гся к области литейного производства H может быть использовано при отливке прокатных валков и массивных деталей машин.

Известен способ рсгулироваш1я скорости охлаждения отливок путем создания в форме канала для циркуляции охлаждающей среды (1).

Известен способ рсгулирования теплового режима литейной формы путем прокачки жидкого теплоносителя по замкнутому контуру ч«р«з систему каналов в форме (2).

Известен также способ отливок чугунных валков, ьч лкгчающий установку в лг1тс1!11у!О форму колей из сплава ал10миния (3).

Однако такой способ не обсспечивает получения оптимальных прочностных свойств, так как не снимает внутренних напряокений в отливке и не позволяет регулировать сгруктуру металла валков.

Целью изобретения является улучшение прочностных характеристик валков путем изменения структуры металла валков и снятия внутренних напряжений в отливке.

Поставленная цель достигается тем, что выпуск алюминиевого сплава проводят при охлаждении отливки от температуры эвтектоидного превращения до 620 С, При отливке валков черновых клетей выпуск ал!оминпевого сплава проводят прп тсмпсратурс рабочего слоя валков на 50 — 60 С ниже зв I CI«rîèäíîé. При отливке валков чистовых клетей выпуск алюминиевого сплава проводят lipll температуре рабочего слоя > валка на 90 — 100 О ниже звтектоидной.

- !л!Ох!Ннисвый с!!лав выпускают из отвер«ги!!, расположенного в нижней части стенки мсгаллич«ской формы на высоте не болсс. 100 мм О; основания. Отверстие нред1О вар. Тельно за1,рывается металлическим

cTсржнсм с Oб !аз!!ой. Пр!! дос1пжении BbiН1л казанных тсмп«ратур стержень удаля-!

От. 10хlснт выпуска алюмшшсвого сплава

О!!РСДС;1Я«ТСS! iio 1>P«i>leHII, НСОО. ОДИМОМУ "! дл11 0« I H lieviisi треб > смык температур, !!О .!!Ощь!О номогр lм,l, Ilocl pOcнньlх дл11 раз .ых типоразмеров валков, относительной толщины стенки кокиля и различного хими-! сскогo состава на основании опытныхдан20 ных и результатоз математического моделирования.

После выпуска алюминиевого сплава

»cжду отливкой и кокилем остается газовый зазор, облил;!ющий высоким термическим сопротивлением. 11али>!Нс газового

3 !зори. а 1акжс . >1!!лый IIcрспад температур между поверхностью отливки и внутренней

ПОВ!>РХНОСТ110 КОКИ,!1! (КОI ИЛЬ ИНТСHCIIBHO нporpc >ался благодаря высокой тс рмиче:30 ской провод!!мости жидкого сплава алюмп700282

НПО «Поиск» Заказ 2372/17 Изд, ¹ 642 Тирагк 945 Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2

Йия) резко снижают теплоотвод от валка к кокилю, скорость охлаждения валка падает с 10 — 30 до 0,2 — 0,3 С/мин. При этом рабочий слой валка прогревается за счет тепла центральной зоны, причем, чем рань- 5 ше был произведен Выпуск сплава ал1омпния, тем до более высокой температуры прогревается рабочий слой после выпуска.

Поэтому при отливке валков чер новых клетей, для которых необходима повышенная эксплуатационная прочность пз-за больших величин обжатий по сравнению с валками чистовых клетей, выпуск алюминиевого сплава проводят при температуре рабочего слоя на 50 — 60 С ниже эвтектоидной с тем, чтобы после выпуска рабочий слой прогрелся на 30 — 40 С выше эвтектоидной температуры, т. е. до температуры отжига на зернистый перлит. Более того выпуск алюминиевого сплава при указан- 2гО

Ной температуре ведет к тому, что в центральной еще не затвердевшей зоне отливки создаются предпочтительные условия для формирования перлпто-графитной эвтектики. 25

И, наконец, очень медленное охлаждение отливки способствует интенсивному снижению внутренних напряжений. Все эти факторы существенным образом влияют на повышение прочности и надежности в экс-,1О плуатации валков черновых клетей.

При отливке же валков чистовых клетей, к которым предъявляется требование высокой износостойкости рабочей поверхности, выпуск алюминиевого сплава прсводят 35 при температуре рабочего слоя валка на

90 — 100 С ниже эвтектоидной с тем, чтобы рабочий слой не прогрелся выше эвтектоидной температуры. Зто необходимс для того, чтобы в рабочем слое валка измене- 1О ния структуры не происходило, íî полностью снимались бы внутренние Iraiips»I

В качестве примера можно привести cffnсоб регулирования теплообмена при отливке валков диаметром 700 мм, отливасмых в металлическом кокиле с толщиной стенки 5гО

235 мм и толщиной внутреннего вкладыша

15 мм. Химический состав чугуна валка, о о .

Углерод 3 90 Сера 1,16

Кремний 1,00 Хром 1,00

Марганец 0,50 Никель ?,00 55

Фосфор 0,35

Температура заливки чугуна — 1270 С, температура эвтектоидного превращенпя—

760 С.

Выпуск алюминиевого сплава при произ- (О водстве валков черновых клетей Нужно проводить через 15 — 20 мин после заливки, т. е. при температуре рабочего слоя 700—

710 С. При этом рабо пй слой валка прогревастся до 790 — 800 С.

Температура центральной зоны вал1 а в момент Вьшуска — 1170 — 1255"С.

Прп отливке Валков чпстовых клетей алюминиевый сп ВВ необходимо Bbf f1 f скат1> через 35 — 45»IIII »plf reмпературе поверхности 660 — 665 С. В этом случае раоочий слой прогревается до 730 — 740"С.

Использование предлагаемого способа регулирования тсплообмена при отливке чугунных валков обеспечивает lio сравнению с существующими способами с;1едующпе преимущества: повышает стойкость валков в 1,5 — 2 раза; обеспечивает регулирование свойстз валков, исходя из их назначения, путем пзменен1гя времени выпуска алюминиевого сплава; исключает операцию модифицирования центральной зоны валков методом промывки илп полупромывки, ral как резкое уменьшение теплообмена способствует графитизации центральной

301 ы; зна 1И гельно повышается качество прокатываемого металла благодаря уменьшению трещинообразования па поверхности валков. Зто наиболее эффективный, дешевый и конструктивно простой способ регулирования теплообмена.

Формула изобретения

1. Способ изготовления чугунных прокатных валков, включающий установку в металлическую форму вставок из алюминиевого сплава и заливку в нее металла, отл и ч а ю щ;1й с я тем, что, с целью повышения прочностных характеристик валков, рег) лироВания струк 1 ),гы металла ВалкоВ и уменьшения нх Внутренних напряжений, расплавляющийся ал омпниевый сплав вставок удаля1от пз металлической формы при охлаждении рабочего слоя валка ниже температуры эвтектоидного превращения.

2. Способ»о и. 1, отличающ::1йся тем, что при изготовлении валков черновых клетей расплавившийся алюминиевый сплав встBBQK удаляют при температуре рабочего слоя валка на 50 — 60 С ннгке температуры эвтсктоидного превращения.

3. Способ по и. 2, отличающийся тем, что прп изготОВлепии Ва, 1КОВ чпстОВых клетей расплавляюсцпйся ал1омпниевый сплав вставок удаляют при температуре рабочего слоя валка на 90 — 100 C ниже эвтектоидной.

Источники информации, принятые Во внимание рп экспертизе

1. Лвторское свидетельство СССР № 85628, кл, В 22 D 27/04, 1949.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 508336, кл, В 22 D 17/00, 1973.

3. Лвторское свидетельство СССР по aasra«e № 1283925/22-02, кл. В 22 D

15/00, 20.11.68.