Способ получения отливок из электрошлакового металла

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских сщ 634564 Социалистических РеспубликК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ олнительное к авт, свид-ву -з С 21 С 5/5(43) Опубликовано 30,12.81. Бюллетень М 4 сударственныи комите делам изобретений) Дата опубликования описания 30,12.81(71) Заявитель Ордена Ленина и ордена Трудового Красного 3 институт электросварки им, Е, О. Патона(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОТЛИВО ИЗ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОГО МЕТАЛЛА что после заливкиорму вводят элек- зО Б. И, Медовар, Н. И, Пинчук, В В, Я. Саенко, А, К. Цыкуленко, В Г,Б,Щупаки Г.СИзобретение относится к области спецэлектрометаллургии.Известен способ получения металлических электрошлаковых отливок, включающий электрошлаковый переплав расходуемого электрода, накопление жидкого металла в плавильной емкости и последующую заливку этого металла вместе сошлаком, использованным для переплава,в литейную форму 1.1 ОЗалитый таким образом в форму металллишь некоторое время кристаллизируетсяпод слоем жидкого шлака, нагретого выше температуры плавления металла. Послеохлаждения шлака, который весьма интенсивно теряет тепло путем излучения,на поверхности отливки образуется металлическая корочка и дальнейшая кристаллизация протекает с образованием усадочной полости и рыхлот в верхней частиотливки. Обеспечить плотный металл в заданном объеме отливки можно, используяприбыль. Однако расходовать рафинированный электрошлаковый металл на прибыль не рационально.25Целью изобретения является повышение качества отливок за счет уменьшенияусадочных дефектов.Это достигается тем,металла со шлаком в ф трод в слой жидкого шлака, покрывающий залитый металл, и продолжают электро- шлаковый переплав непосредственно в литейной форме. Электрошлаковый обогрев и подача небольших порций горячего жидкого металла при введении электрошлакового переплава в форме позволяют улучшить структуру отливки и резко сократить объем прибыльной части.Электрошлаковый переплав можно вести непосредственно тем же электродом, из которого получен жидкий металл при переплаве, что имеет большое значение для обеспечения однородности состава и свойств отливки. В случае получения отливки из металла с повышенной наследственностью (некоторые марки чугуна и др.) использование одного и того же электрода особенно важно.Для обеспечения кристаллизации отливки электрошлаковый переплав расходуемого электрода в литейной форме следует проводить на пониженной мощности по сравнению с переплавом в плавильной емкости. В связи с этим электрическая мощность процесса при электрошлаковом переплаве в линейной форме должна составлять 10 - 80% мощности процесса переплава в плавильной емкости. Так как цель переплава расходуемого электрода в литейной5 о 15 2 О 25 30 35 4 О 45 50 55 форме это подпитка жидким металлом кристаллизующейся отливки, то нижний предел выделяемой мощности обусловлен возможностью расплавления электрода в процессе ЭШП.Прокатка показала, если мощность, выделяемая в литейной форме, меньше 10 мощности, выделяемой в плавильной емкости, то электрод не плавится, а выделяемое тепло расходуется только на поддержание шлака в расплавленном состоянии, что приводит к ухудшению качества отливки. При выделении в литейной форме более 800/, мощности, выделяемой в плавильной емкости, кристаллизации отливки не происходит, так как в процессе ЭШП выделяется больше тепла, чем отводится от литейной формы, Конкретное значение мощности, выделяемой в литейной форме, выбирается с учетом реальных размеров отливки и расходуемых электродов в указанных пределах.Для улучшения качества отливки в ряде случаев целесообразно не только проводить подпитку расходуемым электродом, но всю ее верхнюю часть выполнять путем электрошлакового наплавления металла в форму. В этом случае наплавляют электро- шлаковым переплавом в плавильной емкости металл в количестве, необходимом для образования нижней части отливки, а остальную часть отливки паплавляют металлом расходуемых электродов после заливки жидкого металла со шлаком в форму. С целью обеспечения направленной кристаллизации наплавление верхней части отливки целесообразно начинать после кристаллизации металла в форме на толщину более 50 по всему сечению формы.Г 1 р и м е р. Берут отливку заготовки для штампа весом 220 кт. Для получения отливки используют электрошлаковую печь с двумя подключенными по бифилярной схеме электродами круглого сечения 8 100 мм нз стали 40 ХСКФ. После установки электродов в рабочее положение в плавильной емкости на них подают напряжение, после чего в плавильную емкость заливают жидкий шлак до уровня, выше нижних концов электродов,Посредством электрошлакового переплава расходуемых электродов при элек трической мощности процесса 200 кВт в плавильной емкости наплавляют 200 кг металла. Заливают металл и шлак из плавильной емкости в литейную форму сечением 400 - 250 мм и высотой 300 мм, кото. рую устанавливают ниже емкости на специальной тележке. После заливки метал. ла и шлака плавильную емкость с помо. щью специального механизма отводят в сторону, подают на электроды напряжение и отпускают их в слой шлака, покрывающий залитый в форму металл. Затем продолжают электрошлаковый переплав этих электродов в форме по режиму электро. шлаковой подпитки, Электрическая мощность процессов при этом составила 20 кВт. После кристаллизации жидкого металла на толщину 290 мм по средине сечения (жидкая часть металла составила 1,5 мм) переплав заканчивают. Прибыль ная часть отливки составила 5,8. Отлив. : а получена высококачественной, имеет плотное строение.Исследование макротемплета отливки показало, что внутри нее отсутствуют усадочные раковины и рыхлости. Испытание штампов, изготовленных из этих отливок, показало, что их стойкость составляет 7000 - 10000 штук поковок, в то время как изготовленных по обычному способу со. ставляет 5000 в 60 штук поковок.Предлагаемый способ получения качественных отливок может быть использован для получения заготовок штамповых куби ков с черновой гравюрой и других ответст венных деталей сложной формы,Формула изобретения 1, Способ получения отливок из электрошлакового металла, включающий элек трошлаковый переплав, по крайней мере, одного расходуемого электрода, накопление жидкого металла в плавильной емкости и последующую заливку его в литейную форму вместе со шлаком, использовавшимся для переплава, отличающийся тем, что, с целью повышения качества отливок за счет уменьшения усадочных дефектов в ней, после заливки металла и шлака в литейную форму вводят расходуемый электрод в слой жидкого шлака, покрывающий металл, и продолжают электрошлаковый пе. реплав непосредственно в литейной форме.2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что электрическая мощность процесса переплава расходуемого электрода в литейной форме составляет 10 - 80% электрической мощности процесса в плавильной емкости. Источник информации, принятый во внимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР М 548149, кл, С 21 С 5/56, 1975.