Способ непрерывного литья металлов Советский патент 1982 года по МПК B22D11/00 

(З) СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ МЕТАЛЛОВ

1

Изобретение относитсй к металлур-, гии и может быть использовано при литье непрерывным намораживанием и горизонтальном литье для получения труб и заготовок машиностроительных деталей.

Известен способ непрерывного литья, в котором жидкий металл подают в кристаллизатор через соединительный стакан, а заготовку извлекают по циклическому режиму 1.

Однако известный способ не позволяет получать отливки без дефектов в виде трещин на их наружной поверхности. Эти дефекты существенно снижают прочность тонкостенных отливок и увеличивают припуск на механическую обработку по наружной поверхности в заготовках машиностроительных, деталей.

Известен также способ непрерывного литья полых чугунных заготовок, заключающийся в том, что через сифонную литниковую систему и соединительный стакан расплавленный металл непрерывно подается в кристаллизатор. Намерзшая на стенках кристаллизатора полая цилиндрическая корка по циклическому ступенчатому режиму непрерывно вытягивается вверх. Эта корка и составляет тело отливки 2.

Циклический степенчатый режим движения , когда отливка в течение цикла часть времени перемещается от10носительно кристаллизатора, а часть времени неподвижна относительно него, вызывает образование трещин ее наружной-поверхности. Связано это с механизмом формирования начальной

15 корки отливки. При движении заготовки освобождается участок рабочей поверхности кристаллизатора над соединительным стаканом на высоту, равную высоте хода отливки за цикл. На этот участок попадает жидкий металл, который непосредственно контактирует с рабочей поверхностью кристаллизатора и быстро затвердевает. ФормирО вание начальной корки происходит от торца Соединительного стакана, где металл затвердевает в течение всего цикла. Соединение начальной корки с основной заготовкой происходит во время остановки отливки. Такой механизм формирования в ь1зывает образо вание трещин на ее наружной поверхности. Трещины являются следами кон такта начальной корки с соединительным стаканом. Расстояние между ними точно соответствует длине хода отливки за цикл. Глубина залегания этих трещин, в зависимости от частоты вытяжки, может достигать k мм, что существенно ухудшает качество отливок-и увеличивает припуск на механическую обработку. Цель изобретения - повышение качества отливки за счет устранения трещин на ее наружной поверхности. Поставленная цель достигается тем, что в способе непрерывного литья металлов, включающем непрерывную подачу жидкого металла через соединительный стакан в полость кристаллизатора и извлечен1-1е по цик лическому режиму затвердевающей отливки , соединительному стакану придают возвратно-поступательное перемещение относительно кристаллизатор с частотой, равной частоте вытягивания отливки и амплитудой,, в 1,12 раза меньшей шага вытягивания отливки за цикл, причем начало движения отливки и стакана относительно кристаллизатора в напраЕ;лении извлечения отливки в течение каждог цикла осуществляют одновременно, а возвращение соединителы-юго стакана в исходное положение производят во время остановки отливки. Процесс литья и формирование начальной корки отливки происходит сл дующим образом. Жидкий металл i-iepe3 |соединительный стакан непрерывно по Дают в кристаллизатор. Твердую корк образующуюся на рабочей поверхности кристаллизатора, по циклическому ре жиму непрерывно извлекают из кристаллизатора. При каждом цикле движе ния отливки за ней движется с отста ванием и соединительный стакан. В этом случае отливка и стакан переме щаются относительно друг друга , освобождая участок поверхности , равный разности между длиной хода отли ки и амплитудой движения стакана. 9А На этом участке жидкий металл соприкасается с рабочей поверхностью кристаллизатора и затвердевает. В момент остановки отливки соединительный стакан начинают возвращать в исходное положение, освобождая рабочую поверхность кристаллизатора длиной , равной амплитуде движения соединительного стакана, С этой поверхностью жидкий металл соприкасается и затвердевает , свариваясь с основным телом отливки. Возвраи аясь в исходное положение, соединительный стакан отходит от отливки , что препятствует намерзанию на нем металла и образованию трещин на поверхности отлиаки, Перемещение соединительного стакана С амплитудой меньшей , чем в i раза длинь хода отливки, не гарантиРУет получения заготовок без трещин , так как во время движения отливки и стакана их относительные скорости практически одинаковы, и отливка находится в контакте с соединительным стаканом, на котором происходит намерзание металла и образование трещин. Перемещение стакана с амплитудой большей , чем в 2 раза длины хода отливки, приводит к разрушению соединительного стакана и нарушению стабильного процесса литья. Это обусловлено тем, что отлизка, уходя от соединительного стакана, освобождает участок рабочей поверхности кристаллизатора и начальная корка, затвердевшая на этом участке, полностью не уходит за основным телом отливки. При перемещении соединительного стакана он толкает затвердевший металл,что приводит к механическому разрушению соединительного стакана и прекращению процесса литья. Пример . Производили отливку заготовок из чугуна диаметром ПО мм в медный кристаллизатор с извлечениeiM отливки вверх. Металл подавали в кристаллизатор через сифонную литниковую систему и соединительный стакан, выполненный из огнеупорного материала. Заготовку извлекали цикли-1ески с частотой 1 Гц и шагом вытягивания отливки 0,02 м. Соединительному стакану придавали возвратно-поступательное перемещение с частотой 1 Гц и амплитудой 0,015 м, что в 1 ,33 раза меньше шага вытягивания отливки. Заготовки получали без трещин на наружной поверхности. 5 Использование предлагаемого спос ба непрерывного литья обеспечивает получение отливок без дефектов в ви де трещин на их наружной поверхности, что позволяет увеличить прочнос тонкостенных отливок и снизить припуск на механическую обработку по наружной поверхности заготовок маши ностроительных деталей. Формула изобретения Способ непрерывного литья металлов, включающий непрерывную подачу жидкого металла через соединительны стакан в полость кристаллизатора и извлечение по циклическому режиму затвердевающей отливки , о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повы шения качества отливки за счет устранения кольцевых трещин, на ее на96ружной поверхности, соединительному стакану придают возвратно-поступательное перемещение относительно кристаллизатора с частотой, равной частоте вытягивания отливки, и амплитудой, в 1,1-2,0 раза меньшей шага вытягивания отливки за цикл, причем начало движения отливки и соединительного стакана относительно кристаллизатора в направлении извлечения отливки в течение каждого цикла осуществляют одновременно, а возвращение соединительного стакана в исходное положение производят во время остановки отливки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Вейник А.И. Кокиль, М. , 1972, с,127-137.. 2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2190502/02 ,кл,В 22 D 11/00, 1976.