Способ центробежного литья биметаллических заготовок под шлаком Советский патент 1975 года по МПК B22D13/00 

Изобретение относится к области лите/аюго производства, в частности к техио/Ю ни uciiтробежиого литья.

Известен способ изготовления мИ.1ГО1:лочи -1Х ирокатиых валков, по которс-му в из.пожииму иеитрооежной машины залиг5аюг .металл лля irapy/KHoro слоя палка вместе с ijeKCTo.ibi;. количеством жидкого шлака, покрывающего виутреппюю поперхиость металла слоем 0,3 1 мм. Зате.м заливают металл сердиевииы вална. Однако по время заливчи металла иг.ружного с.юя в изложницу HtOoxo.ni.Mo иметь и|лак и жидком 1-:остоя1гки; ия каждом технологическом уровие необходим агрегат тля выплавки икпака; для одповремешюй заливки металла первого слоя и жидкого nj.iaKa н и-чложнииу иеитрооежной машины требуется сложиаи ciiCieMa их ввода; для заливки /1 и;;кого илака .чеобходимо дополиительиле ; р; новоо оборудование и т. д.

Цель изобретения -- сокраи,ение технологических (шераций, повышение рафииирующс способности металла 1илаком и утучшенио кйчества спарииаемости разнородных мегалло :. Это достигается благодаря тому, чт ) шлак дозирукгг ионосредственио в изложиш-у иеп тробсжний м;ии1 1Ь от начала и до колиа з;.ливки первою слоя биметаллпческо) :i iroтоики в виде -ячзотермической (.ав1чой: Ц1лакоооразу|:лцей смеси с температуро; плавлеиия ниже температуры затвердевания второго слоя на 50-350°С.

Способ заключается в следующем.

Экзотермический (легкоплавкий) флюс требуемого состава и фракции загружают в дозатор над желобом заливочного устройства центробежной машин1 1. Составляющие экзотермической (легкоплавкой) смеси перед загрузкой в дозатор просущивают для удаления влаги, ;1змельчают до требуемой фракции и смепшвают в необходимой пропорции. При заливке металла первого слоя в форму включают дозатор и подают на струю металла экзотермическую флюсообразующую смесь. Экзотермическая смесь сгорает и превращается в л идк1п1 Н1лак, а легкоплавкая смесь расплавляется за счет тепла расплавленного металла. Так как жидкий шлак в 2,5-3 раза легче жидкого металла, то он центробежными си.мами вытесняется на свободную поверхность первого слоя залитого металла. Шлак защищает свободную поверхность от окисления, ассимилирует неметаллические включения, вредные примеси и газы.

Экзотермическая (легкоплавкая) смесь дозируется от начала до конца заливки первого слоя биметаллической заготовки. Температура плавления получаемого шлака из экзотермической (легкоплавкой) смеси на 50-35(ГС ниже температуры плавления второго слоя

залйваемого металла. Разница между температурой плавления экзотермической (легкоплавкой) смеси и затвердевающего второго слоя зависит от длины отливаемой центробежной заготовки.

Современное технологическое оборудоракие позволяет отливать заготовки длиной до 8000 м. В зависимости от способа заливки металла в изложницу центрооежной машины церепад температуры в нем по длине изложницы в процессе заливки и выдержки достигает до 50-300 С, что существенно влияет на распределение температуры при кристаллизации металла второго слоя. Необходимым условием получения качественной свариваемости разнородных .металлов, является наличие шлака на внутренней поверхности первого слоя в жидком состоянии или близком к температуре затвердевания. Следовательно, верхний предел зависит от длины отливаемой биметаллической заготовки, т. е. чем длиннее отливается заготовка, тем больше разница между температурой плавления металла второго слоя и шлака.

При отливке коротких биметаллических заготовок (отношение длины заготовки к диаметру равно 1-2) разница между температурой плавления металла и образующегося из экзотермической (легкоплавкой) смеси берется по нижнему пределу или близкой к нему, так как в этом имеет место незначительное изменение температуры металла первого слоя по длине изложницы, что не существенно влияет на аналогичное распределение температуры во втором слое. Это ограничение необходимо для того, чтобы шлак не запутывался в кристаллизующемся металле второго слоя биметаллической отливки. Спустя некоторое время, необходимое для охлаждения металла первого слоя до определенной температуры, за висящее от толщины и длины заготовки, материала сплава и т. д., заливают второй слой металла, который при поступлении на горячую поверхность металла первого слоя полностью смывает находящийся на ней шлак. В -результате того, что поверхность находится в неокисленном состоянии, так как ,она была защищена от окисления жидким шлаком, металл первого слоя надежно сваривается с металлом последующего слоя.

Жидкий шлак выносится на внутреннюю поверхность металла второго слоя и при получении биметаллической заготовки утепляет ее,

что способствует направленной кристаллизации заготовки, т. е. исклгочает образование встречного фронта кристаллизации.

При отливке многослойных заготовок каждый последующий слой металла заливают аналогично второму. Например, биметаллическая заготовка из стали Х17Н13МЗТ (наружный слой) и износостойкого чугуна (внутренний слой) отливается по следующей техно0 логии.

В футерованную огнеупорным покрытием изложницу, нагретую до 100-120°С, -заливают стал, Х17Н13МЗТ при температуре 1560°С. С началом заливки стали на желоб заливаемого устройства дозируют легкоплавкую смесь следующего состава, вес. %: 51 Сар2; 22 1 а25Юз; 17 СаО; 10 Si02. Количество легкоплавкой смеси определяется из условия получения на внутренней поверхности металла

Q первого слоя шлака толщиной 1,5 мм. Легкоплавкая смесь подается на желоб заливочного устройства в течение всей заливки стали Х17Н13МЗТ. Чтобы не смешались металлы первого и второго слоев, дают некоторую выдержку для кристаллизации первого слоя до температуры, при которой не смешиваются металлы и получают качественную их свариваемость. Выдержка при отливке заготовки диаметром 310 M.vi и длиной 450 мм из вышеукаQ занной пары составляет 60-65 сек. В конкретном случае разница между температурой плавления износостойкого чугуна и легкоплавкой смеси 60-70°С. Замена жидкого шлака на легкоплавкую смесь позволяет отказаться

- от специального устройства для одновременной заливки металла и шлака.

Предмет изобретения

. Способ центробежного литья биметаллических заготовок под шлаком, включающий последовательную заливку различных металлов с применением шлака, отличающийся тем, что, с целью сокращения технологических

г операций, повыщения рафинирующей способности металла шлаком и улучшения качества свариваемости различных металлов, шлак дозируют непосредственно в изложницу от начала и до конца заливки первого слоя в виде экзотермической шлакообразующей смеси с

температурой плавления ниже температуры затвердевания второго слоя металла на 50- 350°С.