Способ получения профильной полой центробежнолитой заготовки Советский патент 1987 года по МПК B22D13/00 

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при производстве литых заготовок центробежным способом.

Целью изобретения является повыше- ние коэ ффициента использования металла и снижение трудоемкости изготовления детали.

Предлагаемый способ получения профильной полой дентробежнолитой заго- Ю ры: внешний диаметр средней бочки

600 мм, внутренний - 150 мм, с каждой стороны средней бочки имеется еще по одной бочке с внешним диаметром 380 мм и внутренним 75 мм. Общая 5 длина заготовки 3700 мм, длина крайних бочек по 600 мм. Внутренний диаметр изложницы 810 мм, длина 3700 мм

Процесс изготовления заготовки за данной конфигурации осуществляется следующим образом.

Предварительно по разности объемов изложницы и будущей литой заготовки определяется необходимое количество жидкого металлического охладителя. В качестве жидкого металлического охладителя (жидкой подложки) используют зфтектический сплав свинца с висмутом (РЬ 56%, Bi 44%). Для данного случая требуется 1,0 т укатовки включает заливку металла в изложницу и формирование заготовки.

Перед заливкой металла в изложницу подают жидкий охладитель, а вокруг изложницы на определенных участках создают вращающееся злектромагнитное поле, скорость которого составляет 1,1-2,1 скорости вращения изложницы, а направление совпадает с направлением вращения изложницы.

При этом на участке, где создается вращающееся электромагнитное поле, жидкий охладитель вращается со скоростью, больщей на остальных участках изложницы. В результате этого давление, создаваемое центробежными силами, на разных участках изложницы будет разным. После выравнивания давлений жидкий охладитель примет профильную форму, адекватную внешней по- -30 занного сплава. Кроме того, определя верхпости заготовки.ются скорости-вращения изложницы и

Уменьшение скорости вращения ох- жидкого охладителя для создания из

25

ладителя менее 1,1 скорости вращения изложницы теряет смысл, так как обе скорости сближаются к синхронной,не дающей дополнительного эффекта.

Увеличение скорости вращения охладителя более 2,1 скорости вращения изложницы приводит к тому, что жидкий теплоноситель с данцого участка будет перетекать в соседние, что приведет к невозможности получения заданного профиля.

После формирования заданного про- филя поверхности жидкого охладителя в изложницу заливают жидкий металл, который распределяется по длине изложницы в соответствии со скоростями вращения изложницы и электромагнитно- го поля. При этом пределы продвижения стали ограничиваются формой, заданной жидким охладителем, плотность которого должна превьш1ать плотность, заливаемого металла.

После затвердевания корочки металла до толщины 50-60 мм изменяют скорости вращения изложницы и электромагнитного поля до .величины, обеспечивающих формирование внутренней поверхности залитого металла. В соответствии с заданным профилем затем охлаждают металл до полного затвердевания .

Пример. Получение заготовки из стали марки 38ХНЗМФА весом 6,0 т для последующего изготовления вала.

Заготовка имеет следующие разме600 мм, внутренний - 150 мм, с каждой стороны средней бочки имеется еще по одной бочке с внешним диаметром 380 мм и внутренним 75 мм. Общая длина заготовки 3700 мм, длина крайних бочек по 600 мм. Внутренний диаметр изложницы 810 мм, длина 3700 мм.

Процесс изготовления заготовки заданной конфигурации осуществляется следующим образом.

Предварительно по разности объемов изложницы и будущей литой заготовки определяется необходимое количество жидкого металлического охладителя. В качестве жидкого металлического охладителя (жидкой подложки) используют зфтектический сплав свинца с висмутом (РЬ 56%, Bi 44%). Для анного случая требуется 1,0 т ука

занного сплава. Кроме того, определя тся скорости-вращения изложницы и

йего требуемой формы.

Для данного случая скорость враще35 ния изложницы перед заливкой в нее металла составляет 315 об/мин, а скорость вращения электромагнитного поля на участке изложницы, соответствующем меньшему внешнему диаметру за40 готовки длиной 2500 мм, равна

380 об/мин, на остальных участках скорость вращения охладителя не увеличивают.

После заливки металла скорость вращения изложницы должна быть 520 об/мин, а электромагнитного поля на указанном участк е - 850 об/мин.

После установления режимов вращения изложницы и электромагнитного поля производят отливку заготовки, для чего во вращающуюся со скоростью 315 об/мин подогретую до 150°С изложницу заливают жидкий охладитель (имеющий температуру плавления 125°С) в количестве 1,0 т. После заливки охладителя подключают обмотку электромагнита, охватывающего изложницу, к источнику питания с частотой тока

0,1 Гц, при этом устанавливают скорость вращения электромагнитного поля 380 об/мин. После выхода на режим электромагнитное поле разгоняет теплоноситель до скорости 380 об/мин только на участке изложницы, которьш охватывается электромагнитом, до выравнивания давлений на длине изложницы, образуя из охладителя форму, адекватную внешней требуемой поверхности заготовки.

После формирования из охладителя требуемой формы в нее заливают 6,5 т жидкой стали марки 38ХНЗМФА с температурой .

Жидкая сталь распределяется по длине формы в соответствии со скоростями вращения изложницы и электромагнитного поля, в то же время пределы

продвижения стали ограничиваются фор-20 но отливать заготовки с различным

7,Ог/смЗ, f После заливки стали

мой, заданной жидким охладителем, имеющим плотность, существенно боль-

( с.

10 г/смз).

и затвердевания корочки до толщины 50-60 мм, что соответствует продолжительности затвердевания 5 мин, изменяют скорости вращения изложницы и электромагнитного поля соответственно до 520 и 850 об/мин для формирования профильного внутреннего канала заготовки в соответствии с указанными размерами и проводят полное замораживание металла, после чего отключают обмотку электромагнита от источника питания. Затем в центральную полость заготовки заливают расплавленный плавиковый шпат, под действием тепла которого некоторый слой внутренней поверхности заготовки, загрязненный неРедактор Н1Егорова

Составитель Н.РЬмашова Техред Л.Сердюкова

Корр Подп

1178/12 Тираж 741

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул. Проектная, 4

металлическими включениями, разжижается, после чего внутреннюю полость продувают нейтральным газом при давлении 3 атм, в результате чего жидкая

смесь из центральной полости выдувается в заранее подготовленную шлаков- ню. Таким образом, создается чистая и ровная поверхность внутренней полости заготовки, исключающая возникновение в Ней концентраторов напряжений.

После продувки центральной полости заготовки останавливают изложницу, выпускают из нее охладитель и извлекают отлитую заготовку.

Таким образом, в одной цилиндрической изложнице, изменяя количество охладителя, скорость вращения изложницы и электромагнитного поля, мож25

профилем внешней и внутренней поверхностей.

Формула изобретения

Способ получения профильной полой центробежнолитой заготовки, включающий заливку металла в изложницу и формирование заготовки, о т л и ч а- ю щ и и с я тем, что, с целью повышения коэффициента использования металла и снижения трудоемкости изготовления детали, перед заливкой металла в изложницу подают жидкий охла- дитель, а вокруг изложницы на определенных участках создают-вращающееся электромагнитное поле, скорость которого составляет 1,1-2,1 скорости вращения изложницы, а направление совпадает с направлением вращения изложницы.

Корректор С.Черни Подписное

Изобретение относится к металлургии и позволяет получать центро- бежнолитые заготовки с профильными внешней и внутренней поверхностями при минимальных затратах на их. изготовление и количество жидкого металла. Это достигается тем, что перед заливкой металла в изложницу подают жидкий охладитель, а вокруг изложницы на определенных участках создают вращающееся электромагнитное поле со скоростью, составляющей 1,1-2,1 скорости вращения изложницы. Направление вращения поля совпадает с направлением вращения изложницы. При этом жидкий охладитель принимает форму, адекватную внешней профильной поверхности заготовки, после чего в изложницу заливают жидкий металл. Внутренняя поверхность металла принимает профильную форму под действием сил, аналогичных силам при формировании профиля жидкого охладителя. При затвердевании металла формируется требуемая профильная полая заготовка. I (Л ел ел 4