Способ получения полых слитков Советский патент 1989 года по МПК B22D7/04 

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам получения слитков, и может быть использовано для изготовления полых слитков из черньк и цветных металлов.

Цель изобретения - повышение качества слитка за счет уменьшения горячих трещин на внутренней поверхности.

Способ включает заливку жидкого металла в кольцевую полость между изложницей, установленной на поддоне, и полой оправкой, последующую кристаллизацию и охлаждение слитка. При этом с начала заливки металла возбуждают круговые колебания полой оправки в горизонтальной плоскости с амплитудой, превьш1ающей в 1,5-3 раза величину усадки металла в твердом состоянии, и прекращают колебания полой оправки в момент достижения металлом у оправки температуры, равной 0,7-0,8 температуры солидус, после чего полую оправку извлекают.

Возбуждение колебаний оправки в процессе заливки с амплитудой колебаний, в 1,5-3 раза превьш1ающей абсолютную усадку металла в твердом состоянии, обеспечивает формирование внутренней цилиндрической полости слитка за счет постепенного пластического деформирования кристаллизую 4

СО Од СО

3149

щейся корочки металла, контактирующей с оправкой, и свободное последующее извлечение штанги из внутренней полости слитка (отливки) с одновремен- ным улучшением качества слитка за счет измельчения зерна, повьшением плотности, дегазацией и удалением неметаллических включений.

При амплитуде колебаний менее 1,5 величины усадки металла в твердом состоянии затруднено извлечение оправки из слитка за счет ее обжатия металлом слитка.

При амплитуде колебаний, превышающей усадку металла в твердом состоянии более чем в 3 раза, образуются местные разрывы твердой корочки металла, образующейся вокруг колеблющейся оправки, что сопровождается затеканием жидкого металла из сердцевины слитка в зазор между формируемой внутренней поверхностью и оправкой, образованием раковин .и плен, нарушением формы и снижением качества внутренней поверхности слитка.

Прекращение колебаний оправки при температуре прилегающего к ней металла, равной 0,7-0,8 температуры соли- дус, обеспечивает сохранение формы внутренней полости слитка до его полного последующего охлаждения, а также исключает в слитке дефекты усадочного происхождения.

Прекращение колебаний оправки при температуре прилегающего к ней металла, большей 0,8 температуры солидус, не обеспечивает сохранения формы внутренней полости за счет прогибов (подутостей) ее стенок от металлоста- тического напора еще незатвердевщей части металла. При этом также затрудняется извлечение оправки из слитка. Прекращение колебаний оправки при температуре прилегающего к ней метал ла, меньшей 0,7 температуры солидус, приводит к большому износу оправки за счет длительного воздействия высокой температуры и жестких ударов о металл внутренней полости слитка, который успел уже частично утратить пластичность.

На чертеже приведена схема устройтва для осуществления предлагаемого

содержит изложницу 1, на поддоне 2, прибыль3 и полую оправку 4 с в ней вибратором 5.

5 0 5

0

с о .с

0

5

Оправка поддерживается траверсой 6, укрепленной на колонне 7.

Способ осуществляют следующим образом.

В кольцевую полость между изложницей 1 и оправкой 4 заливают жидкий металл, и одновременно с заливкой с помощью вибратора 5 возбуждают круговые колебания оправки 4 в горизонтальном направлении. Амплитуду колебаний регулируют соответствующим диаметром отверстий в траверсе 6 и поддоне 2.

При соприкосновении жидкого металла с колеблющейся оправкой образуется твердая корочка, которая прекращает доступ жидкого металла к штанге. Колебания штанги как бы расталкивают эту корочку и между корочкой и оправкой образуется зазор, размер которого определяется амплитудой колебаний штанги. Так формируется внутренняя полость слитка. По мере кристаллизации металла твердая корочка внутренней полости постепенно увеличивает свою толщину, а ее температура уменьшается. При достижении температуры метал-па у оправки, равной 0,7-0,8 температуры солидус, сформированная твердая корочка внутренней полости слитка уже обладает достаточной прочностью, что обеспечивает сопротивление металлостатическому напору еще не затвердевшей сердцевины слитка. Размеры отверстия полости при этом равны сумме наружного диаметра штанги и амплитуды колебаний. После прекращения колебаний оправку извлекают из слитка.

При дальнейшем остывании полого , слитка до температуры окружающей среды размеры отверстия свободно уменьшаются на величину усадки металла.

Пример. Отливают полые слитки из алюминиевого сплава с наружным диаметром 145 мм, диаметром отверстия 52,8 мм и высотой 220 мм в чугунную изложницу с прибыльной надставкой.

В поддоне выполняют глухое центральное отверстие диаметром 54 мы для фиксирования нижнего конца полой оправки. Зазор между оправкой и поддоном уплотняют шнуровым асбестом. Верхний конец оправки распола1:ают в отверстии траверсы.

5.U

Оправку устанавливают соосно с изложницей, при этом ее нижний конец помещают в глухое отверстие поддона,

В качестве возбудителя колебаний оправки используют центробежный вибратор планетарного типа, который помещают внутрь штанги. Частота колебаний оправки 150-200 Гц, В качестве оправки применяют стальную трубу с наружным диаметром 52 мм и толщиной стенки 5 мм длиной 300 мм. Перед заливкой металла изложницу и оправку смазывают животным жиром.

Алюминиевый сплав заливают из ковша при 780-800°С, Вибратор включают одновременно с началом заливки. После заливки, в период охлаждения и затвердевания, вибратор продолжает работать в течение 6 мин. За это время температура металла у оправки снижается до 420-430°С, После этого вибратор отключают и штангу извлекают из слитка.

Далее слиток охлаждают до 50- 100°С, а затем извлекают из изложницы.

Наружная и внутренняя поверхности полученных слитков гладкие и не имею видимых дефектов. Продольная разрез- ка слитков на темплеты показывает.

116 .

что они имеют плотное строение, без усадочных дефектов,

Предлагаемый способ в сравнении с известным позволяет повысить качество внутренней поверхности полого слитка, снизить трудоемкость извлечения оцравки и затраты на механическу обработку внутренней полости. Формула изобретения

Способ получения полых слитков, включающий заливку жидкого металла в кольцевую полость между изложницей установленной на поддоне, и полой оправкой, последующую кристаллизацию и охлаждение слитка, отличающийся тем, что, с целью повышения качества слитка за счет уменьшения горячих трещин на его внутренней поверхности, с начала запивки металла возбуждают круговые колебания полой оправки в горизонтальной плоскости с амплитудой, превьшаннцей в 1,5-3 раза величину усадки металла в твердом состоянии, и прекращают колебания полой оправки в момент достижения металлом у оправки температуры, равной 0,7-0,8 температуры солидус, после чего полую оправку извлекают.

Изобретение относится к области металлургии ,в частности, к способам получения слитков, и может быть использовано для изготовления полых слитков из черных и цветных металлов. Цель изобретения - повышение качества слитка за счет уменьшения горячих трещин на внутренней поверхности. Способ включает заливку жидкого металла в кольцевую полость между изложницей, установленной на поддоне, и полой оправкой, последующую кристаллизацию и охлаждение слитка. При этом с начала заливки металла возбуждают круговые колебания полой оправки в горизонтальной плоскости с амплитудой, превышающей в 1,5-3 раза величину усадки металла в твердом состоянии, и прекращают колебания полой оправки в момент достижения металлом у оправки температуры, равной 0,7-0,8 температуры солиус, после чего полую оправку извлекают. 1 ил.