Способ изготовления отливок Советский патент 1979 года по МПК B22D27/20 B22D7/00 

1

Изобретение относится к литейному производству, в частности к отливке прокатных валков.

Известен способ изготовления отливок, включающий заливку металла в линейную форму, продувку его после образования закристаллизовавшейся корки газообразными реагентами с добавкой активных компонентов и последующее охлаждение 1.

Однако этот способ не позволяет получать прокатные валки с износостойким рабочим слоем регулируемой толщины и с вязкой сердцевиной необходимой структуры и повышенного качества.

Цель изобретения - улучшение качества и структуры внутренних осевых зон отливки.

Поставленная цель достигается тем, что продувку производят после образования закристаллизовавшейся корки толщиной равной 0,005-0,25 толщины отливки с одновременным принудительным охлаждением закристаллизовавшейся корки со скоростью 0,5-50°С/мин.

Продувка расплавов снизу газообразными реагентами с добавками активных компонентов в настоящее время широко распространенное технологическое мероприятие, способствующее улучшению физико-химических свойств металла (рафинирования, модифицирования, окисления чугуна до стали и т. д.). В предложенном способе после затвердевания определенного объема исходного расплава производится его продувка газообразными реагентами (природным,газом, возду.чом, кислородом, инертными газами с добавкой активных компонентов (порошкообразных Mg, Са, Y, Li, Се, Те, FeSi, Со , Ti, А1. Сг, Fe, С, Na, Si).

При продувке оставшейся части расплава происходит изменение его физико-химических свойств. Путем интенсивного тепло15 отвода (водяное, воздушное, паровоздушное, испарительное и другие виды охлаждения) от поверхности затвердевшего наружного слоя либо любого другого обусловленного места отливки достигается получение многослойности или дифференцированных структур внутренних зон отливки.

После уменьшения интенсивности продувки и полного ее прекращения отливка полностью затвердевает. Способ позволяет получать биметаллические изделия с наружным слоем из отбеленного чугуна, стали и других сплавов, а внутренние зоны - из исходных сплавов, рафинированных, модифицированных, легированных различными компонентами и также из сплавов, полученных в результате окислительных процессов, например окисления чугуна до получения стали. Продувка расплава может производиться через пористые пробки, венту или венты. Необходимо принимать также меры для предотвращения затвердевания расплава на выходных отверстиях газоподводов до момента включения дутья, что достигается, в частности, путем использования слаботеплопроводных смесей в зоне установки вент или специального расположения вент. С целью улучшения качества и структуры внутренних зон отливки залитый в форму расплав после затвердевания в обусловленном месте отливки (бочка литого прокатного валка) наружного слоя, равного 0,,25 толщины отливки, продувался снизу газообразными реагентами с добавками активнь х компонентов с избыточным давлением газообразного реагента над столбом жидкого металла 0,005-4 ати с охлаждением, нанример, воздухом, поверхности затвердевшего наружного слоя отливки со скоростью 0,5-50°С/мин. Ниже приведен пример конкретного выполнения отливки прокатного валка с размерами бочки 250x500 мм. Изготовление элементов формы для отливки производится обычными технологическими приемами литейного производства. В форму нижней шейки устанавливают Г-образной формы трубку из кварцевого стекла с внутренним диаметром 5 мм и с наружной теплоизоляцией длинного плеча тонкостенной (0,3 мм) стальной трубкой и двумя слоями асбестового шнура. Короткий конец Г-образной трубки с длиной колена 20 мм фиксируется на оси в направлении дна формы, на расстоянии 90 мм от нижнего торца (дна) формы. Такая схема установки трубки (венты) предупреждает возможность преждевре.менного перемерзания ее выходного отверстия вследствие продвижения фронта затвердевания от стенок форм.ы, а также от преждевременного заполнения отверстия трубки залитым в форму расплавом. Входное отверстие трубки закрывается пробкой из пористого кокса. После окончания заливки и выдержки расплава в форме в течение 80-90 с для затвердевания наружного слоя толщиной мм, т. е. 0,006-0,0068, от диаметра бочки валка, через датчик давления в подводящую систему передают сжатый воздух под давлением до 2 атм, что превышает удельное давление столба жидкого .металла на уровне трубки на 0,5 атм. Коксовая пробка выдувается из отверстия трубки, и воздух продувался через слой расплава в течение 7 минут. Ускоренное охлаждение поверхностного слоя бочки валка обеспечивается продувкой воздуха через зазор между отливкой и кокилем в течение 1,5-15 мин. Для предотвращения ухода металла из формы через подводящую трубку (в случае утечки воздуха из системы) за кварцевой трубкой устанавливают толстостенную стальную трубку, выполняющую роль холодильника. Формула изобретения Способ изготовления отливок, включаюц,ий заливку в литейную форму .металла, проувку его после образования закристаллизовавшейся корки газообразными реагентами с добавкой активных компонентов и последующее охлаждение, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества и структуры внутренних осевых зон отливки, продувку производят после образования закристаллизовавшейся корки толщиной равной 0,005- ,25 толщины оТливки с одновременным принудительным охлаждением закристаллизовавшейся корки со скоростью 0,5-50°С/мин. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент ФРГ № 2040504, кл. 31 в 27/20, 1973.