Способ центробежного литья биметаллических прутков Советский патент 1982 года по МПК B22D13/00 

Изобретение относится к литейному производству и обработке металлов давлением,.а именно к способу центробежного изготовления биметаллических прутков, например, для пальцев гусениц тракторов. Известен способ изготовления би металлических прутков, 3 котором запрессовывают холодный стержень одного из металлов в нагретую болванку другого металла 1. Оунако этот способ дает-низкую прочность сварки слоев биметалла, что вызывает отслоение наружного плакирующего слоя при закалке и в процессе эксплуатации пальцев гусе ниц, изготовленных из биметалличес ких прутков, выполненных по указан ному способу. Наиболее близким к изобретению технической сущности и достигаемом результату является способ изготов ления биметаллических прутков, например, для пальцев гусениц тракторов, заключающийся в последовате ной заливке наружного слоя и слоя талла сердцевины в центробежнолите ную машину. Отлитая сплошная заготовка подвергается горячему прессб нию в пруток 2. Известный способ в процессе центробежного литья сплошной биметаллической заготовки обеспечивает прочное соединение Металлов плакирующего слоя и сердцевины, однако он не обеспечивает сплошности сердцевины и стабильности толщины плакирующего слоя. Имеют место усадочные раковины, поры, трещины и другие дефекты металла сердцевины, что приводит к снижению качества и увеличению брака прутков. Целью изобретения является поэышение качества прутков для пальЦев гусениц.. . Поставленная цель достигается тем, что согласно способу центробежного изготовления биметаллических прутков для пальцев гусениц тракторов, заключающемуся в последовательной заливке наружного слоя и сердцевины,, образующейся на центробежной машине заготовки и последующем ее горячем безоправочном прессовании в пруток сплсяиного сечения, заготовку выполняют полой с внутренним диаметром, превышающим расчетный диаметр прутка. Количество подаваемого металла для наружного и внутреннего слоев должно обеспечивать получение оптимального диаметра полой заготовки.из расчета 1,3d,.Do.dJ---, I °о расчетный диаметр прутка; где Uf, d. расчетный раздельный диаметр слоев (наружный ди аметр сердцевины) прутка; внутренний диаметр полой з готовки. При этом внутренний диаметр поло заготовки всегда превышает расчетны диаметр прутка, а скорость вращения выбирают из известных соотношений д центробежной отливки, зная требуемы внутренний диаметр полой заготовки. Выбор внутреннего диаметра полой заготовки, равным или меньшим расчетного диаметра прутка, ведет к увеличению количества пор и трещин во внутреннем слое отливки, т.е. к снижению качества заготовки и пру ка, а следовательно, и пальцев.. Увеличение внутреннего диаметра полой заготовки свыше величины, ограниченной приведенной формулой,уве личивает переходной слой в заготовке и прутке, что также снижает его качество. Для получения более равномерной толщины плакирующего (наружного) слоя при сочетании материалов прутка с существенным отличиет физических свойств или при больших толщинах плакирующего слоя в с.лучае однородных по физическим свойствам металлов следует внутренний диаметр полой заготовки выбирать ближе к максимально возможному значению в соответствии с приведенной формулой. Способ получения биметаллических прутков с изготовлением литой заготовки полой с последующим прессованием в пруток сплошного сечения, при условии выбора внутреннего диаметра полой заготовки в заданных пре делах и обеспечения возможности регу лирования сопротивления деформированию разнородных металлов при совмест ном прессовании, позволяет обеспечить требуемое качество биметаллических прутков, повышение долговечности пальцев, изготовляемых из этих прутков. Сокращается расход дефицитных материалов при изготовлении биметаллических прутков и снижается их себестоимость. Расширяется ассортимент металлов из которых по данному способу могут быть изготовлены биметаллические прутки. Способ осуществляется следующим образом. Способ изготовления биметаллического прутка из стали марки,Х12, составляющей плакирующий слой, и стали марки 45Х, являющейся сердцевиной, с расчетным диаметром прутка 28 мм, толщиной плакирующего слоя 4 мм, заключается в том, что заливают во вращающуюся изложницу расплавленную сталь марки Х12 при 1480-1520с и скорости вращения изложницы . 1100 об/ivMH и через 100-140 с заливают расплавленную сталь марки 45Х при 1600°С и скоро-сти вращения изложницы 1850 об/мин. Отливались полые заготовки с внутренним диаметром от 23 до 70 мМ и длиной до 4000 мм с последующей порезкой для прессов-ания на патрубки длиной 450-700 мм. Все отлитые заготовки подвергались отжигу для снятия литейных напряжений и понижению твердости. Отжиг производился в термопечи электросопротивления с выдержкой лри 850-870°С в течение 3-х ч и охлаждением с печью до 400с, а затеи на воздухе. Нагрев заготовок перед прессованием осуществляют до 1080.1100°С в горизонтальной индукционной печи в течение 15-22 мин, а затем прессуют на прессе усилием 1600 тс без оправки из контейнера диаметром 155 мм, диаметр матрицы 23,523,7 мм. Скорость прессования достигала 300 мм/с, а коэффициент вытяжки 45. В качестве технологической смазки для обкатки использовали графит+NaC Е-, на матрицу - шайбу из стекла 2-2. После прессбвания прутки подвергались металлографическому контролю для определения качества прутка, толщины плакирующего слоя, качества переходного слоя. Для расчетных значений диаметра прутка, например, 23 мм и толщины плакирующего слоя 4 мм внутренний диаметр полой заготовки может изменяться в пределах 1,3-23 мм. При заготовке с диаме7:ром отверстия 23 мм в сердцевине готового прутка наблюдались мелкие раковины и рыхлость, а также наблюдалась значительная неравномерность толщины (2,5-5 мм) плакирующего слоя. Увеличение внутреннего диаметра полой заготовки до 45-65 мм обеспечило получение прутка с плакирующим слоем 3,5-4,5 мм с хорошим качеством сердцевины в прутках, что позволило принять такие прутки для изготовления пальцев гусениц. Для сравнения был также изготовлен пруток из стали марки У20Х6Т в качестве плакирующегослоя и стали марки 35Х в качестве сердцевины такого же диаметра и такой же толщины плакирующего слоя, что и в первом примере. Наилучшие и наиболее стабил ные результаты были получены придиаметре внутреннего отверстия заготонки, равном 55-70 мм. По сравнению с известными предлагаемый способ изготовления биметаллических прутков обеспечивает лучшее качество металла плакирующего слоя и особенно сердцевины прутков и в связ с этим лучшее качество пальцев гусен изготовленных из этих прутков. Экономический эффект от примфиения пальцев, изготовленных из бимета лических прутков, составит около 9,0 млн. руб в год. о Формула изобретения 1. Способ центробежного литья биметаллических прутков, преимущественно для пальцев гусениц тракторов, включающий последовательную заливку наружного слоя и сердцевины и последующее горячее безоправочное прессование в пруток сплошного сечения, отлич:ающи и ся тем, чти, с целью повышения качества прутков, заготовку выполняют полой с внутренним диаметром, превышающим расчетный диаметр прутка. 2. Способ ПОП.1, отличающийся тем, что подачу и количество материалов для наружного и внутреннего слоев образующейся на центробежнолитейной машине заготовки выбирают для получения внутреннего диаметра полой заготовки из расчета 1, dn где dn - расчетный диаметр прутка; dp - расчетный раздельный диаметр слоев (наружный диаметр сердцевины)прутка; DQ - внутренний диаметр полой заготовки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР РР 304031, кл. В 21 С 23/22,-1970. 2.Авторское свидетельство СССР № 386703, кл. В 22 D 13/00, 1973.