Способ получения слитков Советский патент 1989 года по МПК B22D27/08 B22D7/00 

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам получения слитков.

Целью изобретения является повьше- ние качества литого металла.

На жидкий металл воздействуют вибрационными колебаниями, сообщаемыми изложнице, одновременно в горизонтальном и вертикальном направлениях. Причем вибрацион ое воздействие в вертикальном направлении ведут с поочередным увеличением и уменьшением частоты на величину, равную 0,2-0,4 значения резонансной частоты вибрационного воздействия в горизонтальном направлении. Сообщение колебательных движений изложнице с металлом приводит к возникновению конвективных потоков. Наложение колебаний одновременно в горизонтальном и вертикальном направлениях приводит к возникновению широкого спектра колебаний объема жидкого металла центральной части и его свободной поверхности. Интерференция колебаний центральной части и поверхности приводит к образованию на свободной поверхности зеркала металла уединенной бегущей волны - солитона. При изменении частоты вибрационного воздействия и вертикальном направлении позволяет получить солитон с амплитудой, большей по сравнению с колебаниями фиксированной частоты в вертикальном и горизонтальном направлениях. Появление солитона на поверхности приводит к резкому конвективному перемешиванию всего объема металла, улучшению теплоотвода. Это приводит к повьшгению однородности металла слитка, уменьшению ликвации элементов

00

01

Ю

в теле слнтка в процессе кристаллизации металла, улучшению физико-механических характеристик металла.

В:сли же вибрация происходит с из- менением частоты одновременно в вертикальном и горизонтальном направлениях, то возможность появления со- литона резко уменьшается и эффективность виброобработки снижается. Не наблюдается эффективного перемешивания жидкого металла незатвердевшей части расплава5 не наблюдается равномерного отвода тепла от тела и донной части слитка, что приводит к увеличению зональной ликвации элементов ухудшается макроструктура слитка и качество металла.

Использовали оборудование: два вибратора с регулируемым дисбалансом для создания механических колебаний пульт для управления и контроля режимов вибрацииэ виброоснование8 глу- ходонная изложница для металла. Вибратор приводится в движение универ- сальиьм двигателем типа УП-062 мощностью 0525 кВт 5 максимальное число оборотов 9000 о б/мин. Bk6paTOp состоит из корпуса, внутри которого на подвижном валу установлены эксцент- рики - малый и большой. Дисбаланс вибратора обеспечивается Эксцентриситетом установки эксцентриков один относительно другогоQ Направление вибрирования совпадает с плоскостью вращения эксцентрика, Глуходонная изложница жестко крепилась к вибро- осно ваниюо Один вибратор крепился к виброоснованию таким образом, чтобы обеспечить вибрационное воздейст

вне в вертикальном направлении, второй вибратор крепился так, чтобы обеспечить вибрационное воздействие в горизонтальном направлении. В качестве модельного сплава использо- вали первичный алюминий АВ97. Заливку металла проводили при 700+5 С в графитовую изложницу. Масса слитка составляла 1 кг,

, Частоту вибрации изменяли путем изменения напряжения при помощи ла бораторного трансформатора. Скорост изменения частоты вибрации от наимешего до наибольшего значения зависи от диапазона и инертности системы (латр-двигатель-вибратор-изложница) при вращении ручки лабораторного трансформатора. Время цикла составляло от 2 до 6 с. При достижении

,-

Q2025

40

ь35

50

верхнего значения частоты вибрации, напряжение, подаваемое на электродвигатель, уменьшали до достижения нижнего значения исследуемой частоты вибрации и так далее. Частоту определяли при помощи тахометра. Время кристаллизации слитка составляет 15 мин.

Вибрацию осуществляли на резонансной частоте со следующими режимами: дебаланс вибратора 6Н,см, резонансная частота 40 Гц. После заливки металла в изложницу начинали вибрационное воздействие в вертикальном и горизонтальном направлении. В вертикальном направлении вибрационное воздействие вели с периодическим изменением частоты в сторону увеличения и уменьшения от частоты, равной частоте в горизонтальном направлении на величину, равную 0,1 - 0,8 значения резонансной частоты. Проводили обработку при постоянной частоте вибрации в вертикальном и горизонтальном направлении, в также обработку при одновременном изменении частоты вибрации в горизонтальном и вертикальном направлении. Для сравнения отливёли слитки с постоянной частотой вибрации в вертикальном направлении и с изменением частоты вибрации в горизонтальном направлении. Затем из слитков изготавливали темплеты в продольном сечении. По темплету определяли глубину проникновения усадочных дефектов, размер первичного зерна, твердость по Ври- неллю и газовую пористость (балл по ГОСТу 1583-83). Для получения сравнительных данных параллельно проводилась виброобработка слитка при кристаллизации согласно прототипу, при которой вибрационное воздейс вие в вертикальном и горизонтальном направлении осуществляли поочередно в процессе кристаллизации. Наилучшие результаты получили при выполнении вьш1еуказанной совокупности признаков.

Наложение вибрационного воздействия в вертикальном направлении с периодическим изменением частоты в сторону увеличения и уменьшения от частоты, равной резонансной частоте в горизонтальном направлении на величину, равную 0,2 - 0,4 значения этой частоты приводит к эффективному перемешиванию всего объема жидкого металла, улучшению теплоотвода от

Ь1/

тела слитка и донной части, дроблению дендритных кристаллов. Это приводит к образованию мелкой кристаллической структуры, повышению плотности и твердости литого металла, отсутствию газовой пористости и повышению выхода годного.

Формула изобретения

Способ получения слитков, включающий заливку .расплавленного металла в изложницу с использованием вибрационного воздействия на него в вертикальном и на резонансной часто86526

те в горизонтальном направлениях в процессе кристаллизации, отличающийся тем, что, с.целью повышения качества литого металла, вибрационное воздействие в горизонтальном и вертикальном направлениях ведут одновременно, причем вибрацион- ное воздействие в вертикальном на1Q правлении ведут с поочередным увеличением и уменьшением частоты на ве- личину, равную 0,2 - 0,4 значения резонансной частоты вибрационного воздействия в горизонтальном направ15 лении.

Изобретение относится к металлургии. Пель изобретения - повышение качества литого металла слитков. Способ включает заливк/ расплавленного металла в изложницу и наложение вибрационного воздействия одновременно в горизонтальном и вертикальном направлениях. Вибрационное воздействие в вертикальном направлении ведут с поочередным увеличением и уменьшением частоты на величину, составляющую 0,2-0,4 значения резонансной частоты вибрационного воздействия в горизонтальном направлении. Использование предложенного способа позволяет умень- щить размер первичного зерна в 2 раза, повысить твердость на 6%, а плотность на 5%, снизить на 4,5% величину усадочной раковины.