Способ изготовления изложницы Советский патент 1978 года по МПК B22D7/06 B22D15/00 

1

Изобретение относится к области литейного производстга, в частности к способам нзготовлепия и:ложпиц.

Условия охлаждения оказывают определяющее влияние на характер структурообразования чугуна в отливках. Причем дисперсность графитовых включений зависит от интенсивиостн охлаждения, а строение металлической основы чугзна - от условий охлал дения после затвердевания.

Структура изложниц доллша обеспечить необходимую сопротивляемость циклическим тепловым воздействиям, термическим ударам, а также сжнмаюгцнм временным нанряжениям в зоне, прилегающей к слитку, и растягивающим напряжепиям в зоне, прилегающей к наружпой поверхности.

Существующие снособы изготовления отливок изложниц не обеспечивают в полной мере условий для получения оптимальной с точки зрения стойкости структуры.

При традиционном способе отливки изложниц в песчаные формы с песчаным стержнем но толщине стенок изложниц образуется перлитно-ферритная нли феррито-перлитная структура с графитовыми включениями крупных и средннх размеров. Такая структура обладает недостаточной жаростойкостью. Кроме того, охлаждения отливок изложниц в несчаиой форме до выбивки составляет 40-

50% общей продолжительности технологического цикла, в результате чего недостаточно эффективно используются производственная нлощадь цеха и оснастка.

Известен способ отливки изложниц в песчаные формы с металлическим стержнем, но которому возможно получение междендритного графита и цементита, снижающих динамическую термостойкость 1.

Недостатком указанного способа является возможность возникновения в отливках значительных остаточных напряжений - сжимающих в зоне рабочей полости и растягивающих в зоне наружной новерхноети. Указанные напряжения одного знака с вре,менными термическими напряжениями, возникающими в изложнице при разливке стали, могут привести к образованию трещин.

Известен способ отливки изложниц в металлические формы с огнеупорной обмазкой ,2.

При этом по сечению изложниц получается перлитно-ферритная структура. Такая структура термодинамичееки недостаточно стабильна н обладает недостаточной жаростойкостью.

Известен также способ получения отливок, включающий заливку чугуна в металлические формы, извлечение отливки из формы и регулируемое охлаждение отливки 3.

Недостатком известного способа является невозможность получения стойких изложниц.

Цель изобретения - повышение стойкости изложницы.

Достигается это извлечением отливки из формы при 1050-1100°С в зоне термического центра, охлаждением отливки снаружи и обогревом изнутри до достижения температуры стенок 600-700°С, последующим охлаждением отливки изнутри обогревом снаружи до достижения температуры стенок 200-300°С.

Способ осуществляют следующим образом. Изложницу отливают в металлическую форму с металлическим стержнем, имеющим огнеупорный поверхностный слой. При затвердевании в таком кокиле образуются изолированные включения графита величиной от Гд 3 до Гд 5. По окончании затвердеваиия при 1050-1100°С в зоне термического центра отливку извлекают из кокиля и охлаждают нарул ную поверхность изложницы со скоростью 3,5-4 град/мин увлажненным сжатым воздухом до конца автектоидного превращения. Внутренняя поверхность изложницы в этот период, в условиях затрудненной свободной конвекции или в результате обдувки горячим воздухом, охлаждается со скоростью до 1 град/мин.

Указанные условия для серого чугуна химического состава изложниц обеспечивают образование ферритной структуры в зоне рабочей поверхности и ферритно-перлитной структуры в зоне наружной новерхности.

По окончании эвтектоидного превращения, при температуре стенки 600-700°С рабочая поверхность изложницы обдувается сжатым воздухом, имеющим температуру цеха, а наружная поверхность находится в условиях затрудненной свободной конвекции или обдувается горячим воздухом до тех пор, пока вся стенка изложницы не охладится до температуры 200-300°С. Смена условий охлаждения необходима для образования в интервале температур упруго-пластического состояния чугуна временных напрялсений противопололчного знака имевшимся и получения в излол ницах минимальных остаточных напряжений.

Формула изобретения

Способ изготовления изложницы, включающий заливку чугуна в металлическую форму, извлечение отливки из формы и регулируемое охлаждение отливки, отличающийся тем, что, с целью повыщения стойкости излол ницы, извлечение отливки из формы осуществляют при 1050-1100 С в зоне термического центра, охлаждают отливку снарулш и обогревают изнутри до достижения температуры стенок 600-700°С, после чего охлаждают отливку изнутри и обогревают снаружи до достил ;ения температуры стеиок 200-300°С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Непомнящий А. Г. и др. Повыщеиие стойкости излол ннц № 3, М., «Металлургия, 1975, с. 105.

2.Николайчик Н. П. и Николайчик Е. Н. Повышение стойкости излол ниц на машиностроительных заводах, М., Металлургия, 1974 с. 82.

3.Авторское свидетельство СССР №84763, кл. В 22D 7/00, 1949.