СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МНОГОСЛОЙНОЙ ЗАГОТОВКИ Советский патент 1972 года по МПК B22D7/02 

Изобретение относится к металлургической промышленности, в частности к получению биметаллов и многослойных металлов.

Известны способы производства многослойных металлов: способ литого плакирования, диффузионной сварки в горячем состоянии под давлением, способ наплавки плакирующего слоя и т. п.

Недостатками таких способов являются длительность цикла при диффузионной сварке, невысокое качество металла при литом плакировании и т. п.

Способ литого плакирования основан на схватывании в результате взаимодействия твердых металлов с расплавленным, что достигается лишь в случае смачивания жидким металлом твердого. Хорошее смачивание происходит при введении в расплав легирующих элементов. Для улучшения смачивания применяют таклсе обработку твердого металла флюсами, которые очищают его поверхность от окислов.

Для успешного протекания физико-химических процессов температура поверхности твердого металла должна быть выше температуры плавления расплавленного металла, так как в противном случае смачивание и схватывание осложняются кристаллизацией расплавленного металла на поверхности твердого. Если твердый и расплавленный металлы имеют близкие

температуры плавления, как, например, при производстве многослойной стали, то для хорошего схватывания поверхность твердого металла следует нагреть до температуры плавления. Прочность схватывания слоев и свойства биметалла в целом существенно зависят от структуры зоны схватывания.

Взаимодействие слоев металлов усложняется в случае одновременного протекания двух

процессов - растворения и химической реакции на поверхности их раздела.

Конечная структура диффузионных слоев будет зависеть от соотношения скоростей этих

процессов. Если скорость реакции значительно выше скорости растворения, то на границе раздела металлов может образоваться промежуточная тугоплавкая фаза, которая, затрудняя доступ расплава к твердому металлу, может задержать образование легкоплавкой фазы, возникающей в результате растворения. Этот недостаток ограничивает получения биметаллов описанным способом.

Известен также способ получения двухслойных слитков путем заливки жидкого металла на жидкий с легированием пограничного слоя Однако при этом способе на границе раздела металлов образуется промел уточная тугоплавкая зона, кроме того, при остывании на верхНаличие тугоплавкой зоны и «седловидности в слитке затрудняет его прокатку.

С целью улучшения качества заготовки и свариваемости слоев металла в пограничных слоях предложен способ, по которому заливку очередной порции металла производят под слоем шлака после образования твердой корочки на поверхности ранее залитого металла, температура которого выше температуры плавления шлака, но ниже температуры кристаллизации заливаемого металла.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Чугунную форму или форму, футерованную огнеупорами, устанавливают в горизонтальное положение и засыпают экзотермической смесью или заливают жидкотекучим шлаком. Под слой шлака заливают порцию металла и выдерживают до появления на его поверхности твердой корочки. При заливке металла на экзотермическую смесь в форме образуется слой легкоплавкого шлака, предохраняющего поверхность металла от окисления и способствующего равномерной кристаллизации его по всему объему.

После образования твердой металлической корочки на ее поверхность под слой шлака заливают очередную порцию металла. Металлы свариваются по границе жидкого и полутвердого слоев и, поскольку сохраняется достаточно высокая температура под слоем шлака, происходит равномерная свариваемость пограничных слоев. При этом в пограничном слое не образуется тугоплавкой фазы.

Каждый последующий объем металла составляет 80-95% от объема предыдущего, чего требуют условия выделения газов, усадки и кристаллизации металла. Структура металла тем лучше, чем меньше толщина заливаемого слоя. Кристаллизация происходит быстро вследствие большой поверхности и малой толщины заливаемого слоя. «Седловидность при этом незначительна.

Количество слоев и длительность интервалов между заполнениями отдельных порций определяется в зависимости от толщины отливаемой заготовки, температуры плавления и физико-химических свойств заливаемого в форму металла. Этот способ позволяет получать гомогенные, двухслойные и многослойные листы после проката литых заготовок.

Предмет изобретения

Способ получения многослойной заготовки путем последовательно-периодической заливки металла в форму, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества заготовки и свариваемости слоев металла в пограничных слоях, заливку каждой последующей порции металла производят под слоем шлака после образования твердой корочки на поверхности ранее залитого металла, температура которого выше температуры плавления щлака, но ниже температуры кристаллизации заливаемого металла.