Способ центробежного литья биметаллических прокатных валков Советский патент 1991 года по МПК B22D27/20 B22D13/00 

И

Изобретение относится к литейному производству, а именно к способам изготовления литых биметаллических прокатных валков. Целью изобретения является получение более однородных по глубине рабочего слоя твердости и износостойкости металла. Порошкообразный материал в количестве 0,05 - 0,25% от массы металла рабочего слоя вводят частями, пропорциональными приращению твердости рабочего слоя. При этом ввод первой части производят после заливки 20 - 25% металла рабочего слоя, а в качестве порошкообразного материала применяют ультродисперсные порошки карбидов и/или карбонитридов легирующих элементов, понижающих активность углерода в железоуглеродистых сплавах.

Изобретение относится к литейному производству, а именно к способам изготовления литых биметаллических прокатных валков

Целью изобретения является получение более однородных по глубине рабочего слоя твердости и износостойкости металла.

Порошкообразный материал в количестве 0.05 - 0 25% от массы металла рабочего слоя вводят частями пропорциональными необходимому приращению твердости рабочего слоя, при этом ввод первой части производят после заливки 20 - 25% металла рабочего слоя а в качестве порошкообразного материала применяют ультрадисперс- ные порошки (УДП) карбидов и/или карбонитридов легирующих элементов, понижающих активность углерода в железоуглеродистых сплавах

Подача порошкообразного материала частями необходима для того, чтобы обеспечить увеличение количества частиц УДП и пропорционально возрастающее изменение твердости по глубине рабочего слоя.

Указанные пределы количества присаженного УДП связаны с изменением твердости по глубине рабочего слоя, которая находится в пределах 0,75 - 2,5 ед Бринеля на каждый миллиметр, считая от поверхности валка. При вводе УДП в количестве, меньшем 0,05% от массы металла рабочего слоя, существенного влияния на твердость и износостойкость не обнаружено При вводе УДП в количестве, большем 0,25% от массы металла рабочего слоя, из-за высокой скорости кристаллизации в рабочем слое не обеспечивается активного взаимодействия

О О 00 О

ю Ч

частиц УДП с жидким металлом и сплавления их.

Ввод первой части УДП после заливки 20 - 25% металла рабочего слоя обусловлен тем, что поверхностные слои рабочего слоя кристаллизуются с большой скоростью, имеют высокую твердость и обеспечивают твердость такую же, как в поверхностном слое. Поэтому ввод первой части УДП до заливки 20% металла рабочего слоя не нужен, а ввод УДП после заливки более чем 25% металла рабочего слоя нарушает однородность рабочего слоя.

Применение в качестве порошкообразного материала УДП обеспечивает образование большого количества карбидных и карбонитридных частиц, равномерно распределенных по объему металла, благодаря этому в структуре рабочего слоя изменяется микротвердость цементита и аустенита, а также изменяется твердость и износостойкость материала рабочего слоя. Необходимость применения УДП обусловлена высокой скоростью кристаллизации металла в рабочем слое валков, это способствует увеличению числа зерен и уменьшению их размеров как первичной фазы - аустенита, так и эвтектики.

Применение карбидов и карбонитридов обусловлено получением в структуре рабочего слоя равномерно распределенных частиц с повышенной твердостью и устойчивостью при высоких температурах. Введение обычных легирующих элементов приводит к растворению их в жидком металле и качественно иному влиянию на структуру по сравнению с карбидами и ка рбонитридами.

П р и м е р. В идентичных условиях завода ЛЗПВ был проведен сопоставительный анализ предлагаемого и известного способов.

На центробежной машине с горизонтальной осью вращения модель МЦВР-1 отливают двухслойные заготовки валков размерами: диаметр наружный 620 мм, внутренний 230 мм, длина 680 мм. Рабочий слой толщиной 80 мм отливают из износостойкого белого чугуна, внутренний слой толщиной 100 мм - из серого чугуна.

После заливки соответственно 18,29,23,25 и 28% металла рабочего слоя в

заливочную воронку под струю металла вводят УДП в каждом случае соответственно карбида железа, карбида ванадия, карбо- нитрида хрома, карбонитрида марганца, карбида алюминия в количестве 0,02, 0,05,

0,15, 0,25, 0,28% от массы металла рабочего слоя. По известному способу одновременно с заливкой металла подают железный порошок в количестве 4 % от массы заготовки, причем 8% от массы вводимого порошка

вводят при заливке рабочего слоя.

Получены результаты по спаду твердости на 1 мм рабочего слоя в каждом случае соответственно 0,260; 0,10; 0,08; 0,05 ед. НВ. В пятом примере получают

брак из-за наличия в рабочем слое микропористости (несплавление частиц УДП с металлом). По известному способу спад твердости по глубине рабочего слоя составляет 0,275 ед. НВ на 1 мм.

Формула изобретения Способ центробежного литья биметаллических прокатных валков, включающий последовательную заливку во вращаемую

вокруг горизонтальной оси литейную форму металла рабочего и внутреннего слоя с подачей порошкообразного материала в металл рабочего слоя, отличающийся тем, что, с целью повышения более однородных

по глубине рабочего слоя твердости и износостойкости металла, порошкообразный материал в количестве 0,05 - 0,25% от массы металла рабочего слоя вводят частями до создания твердости по глубине рабочего

слоя в пределах 0,90 - 0,99 поверхностной твердости, при этом ввод первой части производят после заливки 20 - 25% металла рабочего слоя, а в качестве порошкообразного материала применяют ультрадисперсные порошки карбидов и/или карбонитридов легирующих элементов, понижающих активность углерода в железоуглеродистых сплавах.