Способ изготовления кристаллизатора для непрерывной разливки металлов

 

Союз Советскин

Социалистических

Республик

О П Й С А Н И Е „„Ооон

ИЗОБРЕТЕН ИЯ (61) Дополнительное к авт.свил-ву (22)Заявлено 24.06 80 (21) 2945255/22-02 (51)M. Кл.

В 22 0 11/04 с присоединением заявки .%—

3Ъеударстаенный камнтет ессеи аа делам изобретений н етерытнй (23) Приоритет

Опубликовано 28.02,82 Бюллетень № 8 (53) УДК 621. 746..047 (088. 8) Дara опубликования описания 28.02,82

Г,А.Анисович, В.К.Пивоваров, Е.И.Маруков

В.М.Машков и Ф.С.Савицкий

1 !

I !

Могилевское отделение Физико-технического института

АН Белорусской ССР (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КРИСТАЛЛИЗАТОРА

ДЛЯ НЕПРЕРЬ1ВНОЙ РАЗЛИВКИ МЕТАЛЛОВ

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при изготовлении кристаллизатора для непрерывного литья черных и цветных четаллов.

В настоящее время в литейном производстве для изготовления кристаллизаторов применяются различные способы получения металлических гильз, основанные на применении моделей, профиль и размеры которых соответствуют профилю и размерам рабочих поверхностей кристаллизаторов, и обеспечивающие значительное уменьшение объема их механической обработки (1).

Известные способы основаны на пластическом деформировании материалов гильзы и исключают возможность изготовления из таких тугоплавких иэносостойких материалов, как молибден, хром, дебориды хрома и циркония, нитрид титана, и т.п. с добавками твердосмазочных материалов.

Наиболе близким по технической сущности к предлагаемому является способ изготовления пресс-форм и изложниц, предусматривающий газотермическое напыление иэносостойкого м;.териала на удаляемую модель 1 2).

Однако существующий способ не

10 позволяет получать кристаллизаторы с высокой долговечностью. Это обусловлено особенностями формирования напыленных материалов. Затвердевание частиц на массивной подложке

15 происходит с большой скоростью и обусловливает наличие значительной пористости и внутренних напряжений.

Все это снижает прочность и износо20 стойкость напыпенных слоев. Термические напряжения, возникающие в процессе работы кристаллиэатора,приводят к разрушению напыленных гильз кристаллиэаторов.

90849

Цель 11забретения — повышение,цо)1гавечности кристалли"атора для неи1) е!)ывнОГО литья.

Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления

S крис ал1тизатара для непрерывного

Литт Я, ВКЛЮЧа)ОЩЕМ фОРМИРОВаНИЕ Рабоче го сг!Оя гильзы на удаляемой моцели путем газотермического напыJIe!»EIH T) E-oHJiBBKHz иэносостайких )с»а- 10 териалав, напыленный слой подвергают иэотермической выдержке и пропытывают в расплаве высокотеплопроводного материала.

Бэотермическую выдержку напы- »5 ленного слоя проводят в инертно-восстановительной атмосфере в течение

0,5-:".,0 ч гри температуре, равной

0,25-0,4 температуры плавления матЕР1)И).:та Паню»)ЕИНаГО СЛОЯ. 30

11апылст,ный слой пропитывают в

I нерi нэ ьасстанавительнай атмосфере

iIo3E ге!!пера гуре ра-:.Лай 1, 05-1, 2 темПЕР:-)т;1)1., )т:т- ::3=-!!Ив МЕТат»ла НаПЫЛЕНна а с.!ая, течение 0,4 — 1,0 ч.

Термическая обработка налылен11ога слоя в инертно-иосстановитель1!Ой атмосфере обеспечивает получение иеаб::.—;;димых ег а ";e!»;IIEè÷åc!»Hõ свойств посредствам рафинирования H снятия внутренних напряжений, а прапитка

13е т! »л)зтат л 3EEic;) TI- а I)0 cc 1 анави тельной а Г;ст!)С(Оара 1)т)ЗВО)1:.3Е-, ПОВЫСИ т Ь П)т)ат11!OCTò и ТС)ОМОСТОИКаСтЬ ГИЛЬЗЫ За характеризуется ростом и образовалием равнаосных зерен, чта снижает прочность напыленного слоя. Проведение пропитывания напыленного слоя при температуре расплава ниже 1,05 температуры плавления металл I и в течение времени менее 0,4 ч невозможно из-за недостаточной жидкотекучести металлического расплава и слишком малого времени взаимодействия материалов. Пропитывание напыленного слоя в расплаве, нагретом выше 1,2 температуры плавления металла, и в течение времени более 1,0 ч приводит к разрушению напыленного слоя вследствие его полной рекристалли эации.

Способ ослдествляется следующим образом.

На поверхность стальной модели методом плазменного напыления наносят слой тугоплавкого износастайкого металла, после чего модель удаля)от. Полученный напыленный слой подвергают изатермической выдержке в инертно-восстановительной атмосфере в течение 0 5-5 часов при температуре, равной 0,25-0,4 температуры плавления материала слоя. Затем его пропитывают в расплаве высокотеплопроводного металла. После окончания пропитывания заливают внешнюю оболочку гильзы слоем высокотеплопроводнога металла.

". «г запалиения пористого каркаса

35 т;::,ЫЛЕ1»1!От а СЛОЯ ПРOIHEТЫВа)ОШИМ МЕтса) 3ЛО"! °

ИРИН.!3313-»аЛЬНаЕ ОТЛИЧИЕ ПРЕДЛаГаЕс мага способа получения гильзы крис40 таллизатора закл)очается в том, что напыленный слой подвергается после,ду)ощей упрачняющей обработке, пред— с.тавляющей собой изотермическую выдержку и последующую пропитку-, в ре !!I! TaTe которой значительно повышаются механические свойства напылеиного слоя. При этом изотермическая ьыттег:.<ка в течение времени не менее

0,5 ч и при температуре ниже 0,25 температуры плавления материала слоя не обеспечивает необходимой стадии протекания процессов рафинирования и снятия внутренних напряжений напыленного слоя. Термическая обработка в течение времени более 5 ч и при температуре выше 0,4 темпеа рагуры плавления материала слоя выэывает полну!о рекристаллизацию и

Пример . Изготавливают гильзу диаметром б0 мм и длиной 200 мм для кристаллизатора установки горизонтального литья чугуна. Гильза содержит напыленный и пропитанный медью слой молибдена, а также внешнюю медную оболочку. Плазменное напыление молибдена ведется на стальну)о модель, которая удаляется после получения напыленного слоя толщинои

2 мм. Полученный напыленный слой в виде обечайки диаметром 60 мм и длиной 200 мм устанавливается в герметичный контейнер диаметром !00 мм.

Контейнер загружается медной шихтой и после пятикратного промывания эл полняется аргоном и устанавливается в рабочую камеру электрической печи. Для получения в контейнере инертно-восстановительной атмосферы используется титановая стружка, закрепляемая на крышке в;!утри контейо нера. Нагретьп» до 800 С на»тыпенный слой подвергается изотермической выдержке в течение 1,5 часов. После

908ч91

Составитель А.Попов

Редактор М.Янова Техред М. Рейвес Корректор Г.Огар

Заказ 696/12 Тираж 853 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 рафинирующей обработки напыленный молибден нагревается до 1170 С и

0 выдерживается при этой температуре в течение 0,6 часа. После окончания пропитывания напыленного слоя контейнер охлаждается. При этом происходит затвердевание внешней оболочки гильзы

Долговечность кристаллизатора оценивается по весу полученных отливок. Экспериментальное опробование опытного образца кристаллизатора показывает возможность получения 50 т отливок без замены гильзы.

Использование предлагаемого способа изготовления кристаллизатора для непрерывного литья обеспечивает по сравнению с существующими способами повышение долговечности кристаллизатора, что особенно важно для процесса непрерывного литья. Применение способа ведет к повышению производительности литейных машин за счет сокращения времени на замену кристаллизатора. Новый способ создает возможности изготовления кристаллизаторов из диборидов хрома и циркония, нитрида титана и других материалов, формование изделий из которых является очень трудоемким процессом. Кроме того, способ отличается высокой экономичностью ценных износостойких материалов. Выход напыленного материала достигает

90Х.

Формула изобретения

1. Способ изготовления кристаллизатора для непрерывной разливки металлов, включающий формирование рабочего слоя гильзы на удаляемой модели путем газотермического напыления тугоплавких износостойких материалов, отличающийся тем, что, с целью повышения долго1О вечности кристаллизатора, напыпенный слой подвергают изотермической выдержке и пропитывают в расплаве высокотеплопроводного материала.

2. Способ по п.l, о т л и ч а юшийся тем, что изотермическую выдержку напыленного слоя проводят в инертно-восстановительной атмосфере в течение 0,5-5,0 ч при температуре, равной 0,25-0,40 темпера 11 туры плавления материала напыленного слоя.

3. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что напыленный слой пропитывают в инертно-восстановительной атмсофере при температуре,равной 1,05-1,2 температуры плавления металла напыленного слоя, в течение

0,4-1,0 ч °

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США 1"- 3927546, кл. В 22 0 11/04, опублик. 1975 r.

2. Патент ClllA Р 3506057, кл. В 22 0 21/02, опублик. 1970 ã. (прототип).