Способ получения биметаллических заготовок Советский патент 1982 года по МПК B22D19/00 

(S) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЗАГОТОВОК

Изобретение относится к области производства биметаллов и может быт использовано в производстве биметал лических отливок, сорта, листа и труб. В современном производстве биметаллов используют разнообразные способы лиtьfl, обработки давлением и сварки tOДостаточно широко распространенными являются способы получения бииеталлических отливок, из которых дальнейшим переделом получают готовые изделия. . Известен способ получения биметаллической отливки путем заплавле металла одного состава в оболочку другого состава методом вакуумнодугового переплава расходуемого эл трода 2 j. . Известен также способ получения биметаллической отливки путем легирования в жидкой фазе. Известен также способ получения биметаллических отливок - трубных заготовок методом центробежного литья. Недостатком первого способа является высокая стоимость заготовки, снижающая эффективность способа. Второй способ сложен для технического воплощения. Недостатком способа получения биметаллических отливок центробежным литьем явЬяется низкая производительность, невысокое качество заготовок, отсутствие четко выраженной границы слоев металла и непостоянство коэффициента планирования по сечению заготовки. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату явля(этся способ получения биметаллических заготовок, включающий нагрев твердой заготовки и соединение твердой Заготовки с жидким металлом в кзложнице в процессе его кристаллизации СЗ. 39 Недостатком этого способа является значительное усложнение конструкции изложницы: требуется подвод тепла к ней, введение легирующих элементов и т.д. Целью изобретения является упрощение технологического процесса. Поставленная цель достигается тем, что по способу получения биметаллических заготовок, включающему нагрев твердой заготовки и соединение твердой заготовки с жидким метал лом в изложнице в процессе его кристаллизации, нагрев твердой заготовки осуществляют в обогреваемом тигле с жидким металлом до температуры 0,7-1.00 температуры плавления твердой заготовки, а затем твердую заготовку переносят в изложницу, заполненную жидким металлом с температурой 1,00-1,15 температуры плавления жидкого металла. Целью изобретения является также получение трубной заготовки. Эта цел достигается тем, что в качестве твер дои заготовки используют трубу с дно Качественное соединение жидкого металла с твердым достигается в том случае, когда количество тепла в процессе достаточно для расплавления поверхности твердого металла. В этом случае на границе раздела отсутствую окислы, полностью устраняются дефект поверхности твердого металла (загрязнения, следы коррозии и др.), и прочность границы раздела соответствует прочности одного из составляющих биметалла. Температура нагрева заготовки определяется соотношением температур плавления твердой заготовки и жидкого металла. Если температура плавления жидкого металла выше температуры плавления заготовки, необходимо снижать температуру нагрева твердой заготовки. Однако нагрев до температуры ниже, чем 0,7 от температуры нагрева твердой заготовки для большинства применяемых биметаллов недос таточен, так как не обеспечит достаточного количества тепла для качественной сварки слоев. Нагрев твердо заготовки до температуры, превышающе температуру плавления, также нецелесообразен, так как приведет к ее оп лавлению. Температура нагрева жидкого метал ла определяется также соотношением температур плавления твердой и жидко 4 составляющих заготовки и, кроме того, качеством жидкого металла. Нижняя граница температур обусловлена необходимостью применения жидкого ме- ; талла. Нагрев свыше 1,15 температуры плавления может привести к ухудшению качества изделия. При использовании предложенного способа отпадает необходимость тщательной подготовки поверхности твердой заготовки, необходимой в случае соединения двух металлов в твердой фазе. Причем нагрев твердой заготовки в ванне, заполненной жидким металлом, иключает окисление ее поверхности. По предложенному способу можно использовать изложницы обычной конструкции. Твердая заготовка нагревается в обогреваемом тигле с жидким металлом. Одновременно с нагревом твердой заготовки осуществляется заливка изложницы жидким металлом. При достижении требуемой температуры твердую заготовку быстро извлекают из тигля и переносят в изложницу, где осуществляется кристаллизация биметаллической заготовки. Температура разливки жидкого металла и температура нагрева твердой заготовки должны обеспечить соединение металлов в жидкой фазе. Сразу после извлечения твердой заготовки из тигля в него можно вводить новую твердую заготовку, а также осуществлять заливку следующей изложницы. В результате обеспечивается высокая производительность процесса. Предложенный способ может быть эффективно использован для получения трубной биметаллической заготовки. В этом случае необходимо применять круглые изложницы, а в качестве Твердой заготовки использовать трубу с дном. Трубу с дном можно получить либо путем неполной прошивки, либо приваривать дно к трубе. Таким образом, может быть получена Заготовка для получения биметаллических труб углеродистая сталь - нержавеющая сталь (внутри), которую эффективно использовать на существующих трубопрокатных агрегатах. Наличие отверстия в такой заготовке исключает операцию прошивки и связанную с ней опасность образования внутренних плен и павы5шенной разностенности плакирующего слоя. Экономимеский эффект при использовании предложенного способа определяется увеличением производительности, так как в предлагаемом способе разделены операции нагрева и кристаллизации заготовки, а также сокращены эксплуатационные затраты так -как процесс кристаллизации осуществляется в обычной изложнице, а не в сложном устройстве, в котоР9М производится нагрев заготовки. Кроме того, экономический эффект определяется более широким применением биметаллов вместо монометаллов которое становится возможным вследствие упрощения технологии. Предложенный способ позволяет при незначительном усложнении проце са получения отливок исключить необходимость тщательной подготовки контактных слоев и обеспечить получение заготовок для большинства существующих предельных производств Формула изобретения 1. Способ получения биметалличес ких заготовок, включающий нагрев 16 твердой заготовки и соединение твердой заготовки с жидким металлом в изложнице в процессе его кристаллиотличающийсязации, тем, что, с целью упрощения технологического, процесса, нагрев твердой заготовки осуществляют в обогреваемом тигле с жидким металлом до температуры 0,7-1,0 температуры плавления, а затем заготовку переносят в изложницу, заполненную жидким металлам с температурой 1,0-1,15 температуры плавления жидкого металла. 2. Способ по п. 1,отли чающий с я тем, что, с целью получен ния трубной заготовки, в качестве твердой заготовки используют трубу с дном. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Голованенко С.А. я Меандров Л.В. Производство биметаллов. М., Металлургия, 1966, с. 21. 2.Чепурко М.И. и др. Биметаллические трубы. М., Металлургия, 197, с. 35. 3.Авторское свидетельство СССР № 697253, кл. В 22 D 19/00. 1978 (прототип).