Устройство для изготовления литых заготовок

 

Оп ИСАЙКЕ

Союз Советскик

Социалистические

Республик (ii 854

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22)Заявлено 11.11.79 (21) 2839691/22-02 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано15.08.81 . Бюллетень М 30 (5! )М. Кл.

В 22 D 27/15//

В 22 0 7/00

Веударстеелкмй комитет

СССР

60 делам изобретении и открытий (53) УДК621.746. .583(088.8) Дата опубликования описания 25.08.81

Ps li BQA.Тйхий

Б11:-; ;; (72) Авторы изобретения

Б.А.Рыбальченко, Н.И.Йуранов, В.А.Де

Краматорский научно-исследовательский технологический институт машиностроения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЫХ

ЗАГОТОВОК

Изобретение относится к металлур гическому и литейному производству и может быть использовано для снижения содержания газов в литых за— готовках (слитках, отливках).

Известно устройство для вакуумирования стали в процессе заполнения изложницы, включающее вакуумную камеру, в которую помещают изложницу. При заливке изложницы металлом в камере создается вакуум, обеспечивающий снижение содержания газов в металле, поступающем в изложницу (1).

Недостатком этого устройства является высокая стоимость оборудования и низкое качество поверхности слитков из-за разбрызгивания струи металла под действием вакуума.

Известно устройство для вакуумирования кипящей стали, включающее изложницу, прибыльную надставку, которая герметически закрывается крышкой, соединенной трубой, подключенной к вакуумному насосу, В процессе заливки изложницы в прибыльной надставке создается вакуум, за счет чего содержание газа в ме5 талле снижается f2).

Недостатком этого устройства является большая сложность и трудоемкость изготовления крышки и сопрягаемой с ней прибыльной надставки . и обеспечение герметичности полости формы при заливке.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для обработки газом жидкого металла, преимущественно стали, включающее изложницу и трубопровод с газопроницаемым наконечником, введенным в полость изложницы со стороны поддона. Предназначено зто устройство для дегазацни металла за счет продувки rasa . через расплав. В данном устройстве наконечник выполнен.газопроницаемьвт на молекулярном уровне, т.е. в нем содержатся отверстия (п ооы 1.

854583

55

Н О, 00044

0,00045

0,00021

0,00022 через которые и подается гаэ в рас= плав металла 13 J.

Однако испольэовать предлагаемое устройство для вакуумирования { то есть удаления вредных газов из рас" правов металла) в неизмененном виде ,невозможно, так как создание вакуума

° в полости наконечника с порами неизбежно вызывает течение расплавленного металла из изложницы через поры и заполнение расплавленным металлом отводящего трубопровода. В этом случае устройство прекращает свое функционирование.

Цель изобретения — снижение содержания газов в литых заготовках и повышение их качества.

Поставленная цель достигается тем, что, используя способ локального вакуумирования, в полость формы, например в кюмпельную или прибыльную часть слитка, устанавливается глухой наконечник, проницаемый для газов на атомарном уровне, из материала, например стали, с содержанием углерода 0,1-0,2, наружным диаметром 0,10-0,15 и толщиной стенок

0,03-0,05 от диаметра слитка.

При установке наконечник должен располагаться внутри металла, вблизи от собственно тела слитка, на расстоянии 0,02-0,05 диаметра слитка, чтобы улучшить его дегазацию

В отливках наконечник может устанавливаться в частях, которые удаляются при последующей обработке (в прибыли, заливаемых отверстиях, или специальных приливах), .Выбор материала для наконечника с указанным содержанием углерода связан с температурой его нагрева в процессе работы. В основном литые заготовки изготавливаются из сталей с содержанием углерода более

0,25Х. Температура их плавления ниже, чем предлагаемого материала для наконечников, а следовательно, нет опасения в их расплавлении.

При заливке изложницы наконечник .нагревается до высоких температур,, но не достигает температуры плавления. Вследствие этого резко возра-. стают коэффициенты диффузии водорода и азота, растворенных в металле.

При создании вакуума внутри наконечника значительно снижается парциальное давление этих газов, и соответственно, увеличивается возможность их подвода к поверхности

15 го

Зо

45 слитка. В наконечнике атомы газа соединяются в молекулы и удаляются в атмосферу. Оба эти фактора (высокая температура и вакуум) увеличивают скорость удаления газов из металла слитка или отливки.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Изложница 1 с прибыльной надставкой 2 устанавливается на поддон

3, в котором просверлено отверстие, а в него вставлен наконечник 4, соединенный с трубой 5. Труба подсоединяется к вакуумному насосу 6.

В процессе заполнения формы 7 металлом, при его кристаллизации и последующем охлаждении из литой заготовки атомарный водород и азот . диффундируют в наконечник и, превращаясь иэ атомарного состояния в молекулярное, удаляются в атмосферу. Толщина наконечника зависит от массы заливаемой заготовки.

Изготовляют шесть литых заготовок массой 80 кг каждая, высотой 360 мм и диаметром 180 мм. Металл для отливки (сталь ЗОЛ) выплавляется в индукционной печи емкостью 160 кг, нэ него заливают две металлические формы. В одну иэ форм вставляют трубу диаметром 20 мм с наконечником из стали и содержанием углерода 0,2 . толщиной стенки 3,6 мм на глубину

10-20 мм. К трубе подключают вакуумный насос и создают вакуум (остаточное давление 10 мм рт. ст.). В связи с низким парциальным давлением газов в наконечнике и трубе водород и азот диффундируют иэ заготовки в трубу и удаляются в атмосферу.

Литые заготовки разрезают на темплеты и из них изготавливают образцы для определения содержания газов методом вакуум-плавления. Данные по среднему содержанию газов в металле литых заготовок с вакуумированием и без него приведены в таблице.

854583 6 аблицы . цу, прибыльную надставку, поддон с кюмпельной выемкой и выступающий в полость изложницы полый наконечник, сообщенный с трубопроводом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью снюкения содержания rasoa в литых заготовках и вследствие алого повышения их качества, полый наконечник выполнен иэ материала, проницаемого для газов в атомар-. ном состоян ии, преимущественно из стали с содержанием углерода О,l0,2Х, причем его наружный диаметр и толщина стенки равны соответствен15 но 0,10-0,15 и 0,03-0,05 диаметра или толщины полости изложницы..

2. Устройство по и. 1 о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что полый наконечник размещен от плоскостей, отделяющих кюмпельную или прибыльную полости от полости, формирующей собственно тело слитка, на расстоянии 0,02-0,05 диаметра полости изложницзя»

Источники информации, принятые во внимание при экспертиэе1. Крамаров А..Д. Соколов А.Н.

Злектрометаллургия стали и ферросплавов. М., "Металлургия", 1976, с. 310.

2. Трубин К.Г. Ойко Г.Н. Метал лургия стали. М., "Металлургия", 1974, с, 710.

3. Патент ФРГ Р 1758404, кл. В 22 О 27/20, 1972.

Продолжение т

Газы

0,00025

0,00570

0,00510

0,00540

0,00048

0,00820

0,00760

0,0070

ВНИИПИ Заказ 6571/15

Тираж 869 Подписное

Содержание, Х, в литых заготовках, полученных без вакууми- с вакуумированнем рования

Предлагаемое устройство просто в изготовлении и требует незначительных трудозатрат. При его применении, как видно иэ данных таблицы, содержание газов в литых заготовках снижается на 30-50, благодаря чему отпадает необходимость в длительном высокотемпературном отпуске, проводимом для снижения содер- д жания газов в слитке с целью предотвращения обраэования флокенов в поковках. Это позволяет получить большой эконбмический эффект в народном хозяйстве при минимальных эа- З0 тратах эа счет снижения брака поковок по флокенам.

Формула изобретения

i. Устройство для изготовления литых заготовок, содержащее изложни35

Филиал ППП "Патент", r.Óàãîðîä,óë.Ïðîåêòíàÿ,4