Способ центробежного литья под жидким флюсом Советский патент 1982 года по МПК B22D13/00 

(5) СПОСОБ ЦЕНТРОБЕЖНОГО ЛИТЬЯ ПОД ЖИДКИМ ФЛЮСОМ

I

Изобретение относится к литейноwy производству, в частности к центробежному литью, и с наибольшим эффектом может быть использовано для изготовления толстостенных кольцевых заготовок.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является способ центробежного литья, включающий ввод флюса совместно с металлом во вращаемую форму П.

Однако этот способ не обеспечивает высокой степени рафинирования металла, а следовательно, и качества отливки из-за того, что поверхность массообмена между флюсом и металлом невелика и ограничена поверхностью внутренней полости отливки.

Целью изобретения является повышение качества отливок.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе, включающем ввод флюса совместно с метал:

лом во вращаемую, форму, флюс эмульгируют и замешивают з металле при вращении формы со скоростью, соответствующей режиму дождевания флюса и металла в период рафинирования, с последующим увеличением скорости в период кристаллизации до значения коэффициента гравитации 30-300.

Дополнительным услови.ем снижения критической частоты вращения формы

10 и повышения интенсивности дождевания в период заливки и последующего рафинирования металла может быть наложение на изложницу вибрации относительно ее продольной оси с частотой 20-50 Гц и амплитудой колебаний 1-2 мм. При параметрах вибрации меньше 20 Гц и 1 мм повышения интенсивности дождевания не отмечается, при параметрах больше 50 Гц и 2 мм

20 не надежна работа установки.

Для осуществления предлагаемого способа во вращающуюся вокруг гооизонтальной оси форму заливается метаял и вводится жидкий или порошкообразный рафинирующий флюс.

Основным фактором, обусловливающим высокую степень очистки металла, является режим вращения формы, который выбирается таким образом, чтобы в процессе заливки и последующем периоде рафинирования металла, скорость вращения формы на 3-5 превышала критическую. Такой режим вращения формы обеспечивает процесс дождевания, во время которого происходит интенсивное эмульгирование и замешивание флюса в металл.

Эмульгирование происходит за счет турбулентного перемешивания металла и флюса в нижней части формы, где образуется вихревой бугор, и за счет кинетической энергии капель металла и флюса, падающих в этот вихревой бугор в процессе дождевания.

Такое интенсивное взаимное эмульгирование металла и флюса, перемешивание обеих реагирующих фаз во всем их объеме значительно увеличивает поверхность массообмена металлфлюс,, что улучшает условия рафинирования и повышает степень очистки металла.

После завершения периода рафинирования металла скорость вращения формы увеличивают до необходимой по условиям эффективного удаления из жидкого металла флюса и других неметаллических включений и получения плотной отливки, т.е. до значений коэффициентов гравитации 30-300.

Усиление окисления металла в изложнице во время дождевания может быть предупреждено любым из известных способов защиты от этого нежелательного явления, например, путем ввода в форму нейтрального газа.

Расплавленный металл заливают в форму, вращающуюся вокруг горизонтальной оси. Скорость заливки составляет примерно 50 кг/с, температура металла - 15бО°С. На струю металла дают жидкий,, перегретый до температуры 15бО-1580°С, рафинирующи флюс в количестве от массы металла. Состав флюса, %: 30 70 CaFtj. Скорость вращения формы в период заливки и последующий период рафинирования составляет 116 об/мин, время заливки / около 80 с.

Заполнение формы металлом и флюсо происходит в режиме дождевания. По окончании заливки скорость вращения

формы сохраняется (116 об/мин), что на 3-5) превышает критическую, и режим дождевания сохраняется в течение всего периода рафинирования, который длится 3 мин.

По окончании периода рафинирования скорость вращения формы увеличивают до 400 об/мин, что соответствует коэффициенту гравитации 76 на внутренней поверхности отливки. Режим дождевания в результате этого прекращается и рафинирующий флюс вытесняется металлом на внутреннюю поверхность отливки.

,. Для ук занных условий расчетным путем получено, что степень рафинирования металла по сере путем интенсификации его обработки рафинирующим флюсом за счет увеличения поверхности массообмена путем дождевания в период рафинирования составляет 92, что обеспечивает повышение пластических свойств на 20-25 При наложении в периоды заливки

и рафинирования на вращающуюся форму вибрации частотой 20-50 Гц и амплитудой колебаний 1-2 мм за счет значительного повышения интенсивности дождевания, а следовательно, и процесса рафинирования металла время рафинирования уменьшается до 2 мин. Степень очистки металла при этом составит такую же величину (92 по сере) , как описано, и обеспечит повышение пластических свойств

на 20-25.

Предлагаемый способ центробежного литья под жидким флюсом обеспечивает следующие технико-экономические преимущества. За счет взаимного интенсивного эмульгирования металла и рафинирующего флюса при указанных режимах центробежного литья возможно получить качественные заготовки для деталей ответственного назначения,

таких как бандажи прокатных валков, венцы крупных шестерен, кольца крупногабаритных подшипников и др.

в настоящее время такие заготовки производят либо из сплошного кузнечного слитка, либо используя переплавные методы со всеми их недостатками: большими энергетическими затратами, низким коэффициентом использования металла, сравнительно небольшой производительностью и высокой удельной стоимостью.

Использование предлагаемого способа позволит исключить в ряде случа5ет операции рафинирования металла в плавильном агрегате, что позволит увеличить их производительность при выплавке качественных сталей пример но на Q%. Количество синтетического флюса при использовании предлагаемого способа , по сравнению с существующими способами внепечного рафинирования металла, может быть уменьшено за счет более высокой степени использования рафинирующей способности флюса. Использование центробежного литья по предложенному способу для изготов ления венцов и бандажей из качественных сталей в объеме 3300 т вместо производства их из сплошного слитка (по базовой технологии) даст согласно предварительному расчету 170 тыс. руб. годового экономического эффекта . 86 Формула изобретения Способ центробежного литья под жидким флюсом, включающий ввод флюса совместно с металлом во вращаемую форму, отличающийся тем, что, с целью повышения качества отливок, флюс эмульгируют и замешивают в металле при вращении формы соскоростью, соответствующей режиму дождевания флюса и металла в период рафинирования, с последующим увеличением скорости в период кристаллизации до значений коэффициента гравитации 30-300. 2. Способ ПОП.1, отличающийся тем, что в период заливки и последующего рафинирования металла форму подвергают вибрации относительно ее продольной оси с частотой 20-50 Гц и амплитудой колебаний 1-2мм.) Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР , кл. В 22 D 13/00, 1975