Способ изготовления изложниц

СОК 3 СОВЕТСКИХ СО ИАЛ ИС ти г .;","ИХ гЕ СПУВЛИК ОБР:ТЕИИЯ а%Ватт ага .Зшюаагзпа,.пеаас 4) СПОСИЦ ГОТОВЛЕНИР ИЗЛОЖ 3 ехнически,институт и оектноостроения .Л, Пилто, Н,М, Коориданов, Лифшиц тельский ититут машин,В, Пегтик, ь А,Л. Корне ев, В.А, Скассель, С.у ельство ССС 1/30, 1976, Изобретение относится к литейному производству, в частности к производству изложниц с незначительными остаточными напряжениями.Известен способ изготовления отливок, в котором для снижения больших температурных напряжений отливки освобождают из опоки после ее остывания до 800-650 С, снимают наружную земляную корку и подвергают интенсивному охлаждению, В стенках отливки создается такое распределение остаточных напрякенгий. которое противоположно распределению температурных напряжений авт, св, % 64528. СССР, 1945).Недостатком данного способа является то, что интенсивное охлаждение отливок, нагретых до 800-650 С,приводит к образованию микротрещин на поверхности, Стойкость отливок в конечном счете снижается,Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является способ изготовления изложниц, включающий их выбивку, электрогидроимпульсную очистку, электрогидроГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМпви гкнт сссР БИС.ДЮ 4 Е К К АВТОРСКОМУ "ВИ,ОЕТЕЛЬ(56) Авторское свидетК. 1259678, кл, С 21 О 57) Использование; литейное производство, в частности производство изложниц, Сущность изобретения: металл залива от в форму, После кристаллизации, выбивки электрогидроимпульсацией очистки, электрогидроимг 1 ульсной обработки и обрубки в процессе охлаждения проводят вибрационную обрабогку, которую начинают при 55 - 50 С и заканчивают при 4540 С, Далее отливку подвергают механической обработке, 1 табл. импульсную обработку, обрубку, охлажде- г ние, механическую обработку, виооомеханическую обработку, причем длительность электрогидроимпульсной обработки составляет 2-4 периода электрогидроимпульсной очистки, а длительность вибромеханической обработок - 0,2 - 0,4 дл тельности цикла электрогидроимпульсной обработки (авт. ) св, Р 1259678, кл, С 21 0 1/30),Недостатком данного способа аапннтсн то, что в процессе электрогидрсимпульсной обработки снимается до 40 - 60,. внутренних напряжений, а в процессе обрубки и механической обработки появляютг дополнительные внутренние напряжения, составляющие до 20 - 30 , общего уровня, С уменьшением уровня остаточных литейных напряжений уменьшается сумма остаточных и динамических напряжений, которая становиться меньше динамического предела текучести, и снижение уровня остаточных напряжений прекращается. Таким образом, проведение вибрационной обработки после обрубки и механической обработки не поэ 0 зволяет достичь более полного снятия напряжений в обрабатываемом изделии.Целью изобретения является ".,ижение остаточных напряжений,Для этот в способе изготовления из- л О к ниц, Включающем за 1 ивку металла форму, кристаллизацию, выбивку, электрогидроимпульсную очистку, злектрогидраимпульсную обработку, обрубку, охлаждение, механическу 1 О обработку и вибрацианную Обработку, г 1 Оследнюк, ведут в процессе охлаждения после обрубки, причем начинают при 55-50 С и заканчи:",. От при 45 - 40 С.Эффективна В (:.1 э:"и.;1 анная Обработка лишь в начальный пер ваэдейств 1 ц 1, когда в Отливке присутствуют максимальные, пикоВые значения Остаточных напряжений, после с 1 ятия кОтарых эффективность вибра 11)10 н;.энятия напряэкений заметно с Гкае"ся и практическ(1 не зависит ат вре" 1 аг 1 и", :леду 1 аией абралатки. 1 акае пОЯО(ние ОбуслОвлена тем, чта ураВень Ватага;ь 1,;Мтейных нагряженил В изце;,ии с 1,жается лишь в там случае, когда слма асзта-ных идиам(ческих 11 аГ 1 ря.1(е" ний превышает динамическ;й предел текучести, С уменьшением уровня аста 1 О 1 ых напряжений В изделии В процессе абрабалленьша(э ся сумма Остаточных и ви 1 а" мических напряжениЙ, которая становится меньше предела текучести, и сниженле уровня Остатачнь 1 х напряжений прекращаВТСя.Бибрацианная обработка излокницы в процессе охлаждения, осуществляемая сначала Г 1 ри эЬС и В конце при 45 - 40 С, способствует более полному снятию остаточных лиэейных напряжений, В процессе вибрацианнай обработки металл все время нахад 1 лтся под дейстВисм пеаиавически Г 1 автаряю 1 ц 11 хся упругих Вал механических напряжений. Это способствует вь ходу дислокаций из скоплений и обеспечивает перераспределение дефектов упаковки кристаллической решетки. При этом происходит дислокационно-сдвигавые процессы - одновременным уменьшением плотности дислокаций, т, е. снижаются остаточные напряжения. Температура отливки В интервале 55-40 ОС также оказывает активирующее воздействие на движение дислокаций и торможениз развития очагов разрушений бла",аря выходу дислокаций из скоплений. стабилизации дислокационнай структуры и уменьшению плотности дислокаций. При этом набл;Одается наибольший, эффект по снятию остаочных литейных напряжений,Начало влбрационной обработки при температуре, большей 55 Снецелесообразно, так как при этом процесс снятия напряжений происходит весьма интенсивно и контролю подвергается очень тяжело. В этом случае наблюдается образование большога количества горячих микротрещин на поверхности отливки, Начало вибрационной Обработки после дастижения отливкой температуры ниже 50 С таске неэффективно, так как в этом случае снятие остаточных напряжений протекает менее эффективно и требует весьма длительнога времени обработки,Окончание Вл 1 брационнай абаабатки ранее дости:.кения отливкой 45 С не приводит к паьышени 10 уровня снятия Остаточных напряжений, чта отрицательна сказывается на эксплуатационных характеристиках и стойкости отливок. Продолжение В 1 лброобрабатки г 1 асле достижения поверхнасть 1 О отливки те лг 1 е; атуры менее 40 С не приведет к более з," а 1 ительнам: уровню снижения астата 11 ых напр:-;ий и заметно увели 111 вает время а,работки, возрастают энергазатраты и снижается произв дительнасэ ь способа.Кзветен способ обработки металлических изделий, включающий местны 1 л нагрев зоны сварного шва до температуры отпуска с одновременным приложением механиче ской вибрации с частотой, соатветству 1 ащей собственной частоте изделия при его нагреВеавт, СВ.%508543, СССР, кл, С 21 О 1/30), Однако нагрев детали асуществляютдатемператур огпуска, что составляет от 200 да 850"С в зависимости От марки метаг 1 ла и режима Отжига, и накладывают вибрац 1 лю,После Вибраабработки при ахлажднии детаи в неЙ Внав Возникают Остаточные напряжения, эффективность способа заметна снижается. При Вибоации ига такой температуре на павеахнасти детали Образу 1 атся горячие микратреш 1 лны,Существует способ обработки Отливах и конструкций из железауглерадистых сплавов, включающий теомоциклиравание в интервале температур АС 1 - Асз и вибрационнае нагружение (авт. св. И И 850, СССР, кл, С 21 0 130). При вибрацианнай обработке В интеовале температур Ас 1 - Асз наблюдается усталость металла л оазвитие внутренних трещин. остата 1 ые напряжения достигают предела прочности, чта приводит к разрушению из- делия,П р и м е р. Предлагаемый способ был осуществлен в литейном цехе Донецкого металлургического завода им, В.И, Ленина.Провад 1 ллась обработка изложниц для разливкл стали на слитки масса 1 л 5,7 т. Для Г 1 алучения изложниц использовали дамен1759901 11 остигаемый результат Режимы обработки Эксперимент емперату"оа отливНаложениевибрационного воздействия Температу" ра отливки при оконца" нии вибра" ционной об" работки, С 1 а ксимальные остаСнижение оста точных напряжений, в Ф по отношению к Стойкост ьизложниц,количествоналивов ки при на" чале вибрационной обраЬотки,"с точные ли" тейные напряжения, Ппа первоначальным 597 65,2 68,3 7 о,7 97,8 98,0 97,4 522 41,6 97,5 75,о 74,1 80,7 В про це ссе о х- лаждения 72 /-2969/" 2463/-2058/-1750/1,148/1,053/1,246/2248/2848/1,248/1245/-1552/10 9 о 95 102 1 о 9 150 152 150 82 78 14 д 112 11 О 118 го г 5 30 39 4 о 43 45 46 46 39 46 43 То же 80нбон56н55 н5350 н49 148 н535356 н49После злектрогидроимпульсной оЬработки53 3 5 б 7 8 9 1 О 12 13 14 47/2445/1765/5,4 489 62,2 91,8 77911 г 1 15 После охлаждения 30 16 По прототипу го т т е м В а тВ числителе значение остаточных напряжений до обработки;Ф 4В знаменателе значение остаточных напряжений после обработки,ный предельный чугун. Масса изложницысоставляла 4,6 т,Комплект виброоборудования состоялиз преобразователя частоты ПЧ-200-Учдля плавного управления двигателем вибратора, строительного вибратара ИВдлясоздания механических колебаний, пультауправления и контроля режимов виброобработки, струбцин для крепления вибратора кизложнице, плиты и амортизаторов из резины, Сверху плиты укладывали резиновыеамортизаторы, на которые устанавливалиизложницу е горизонтальном положении,Вибратор при помощи струбцин крепили кбоковой стенке изложницы с торца у широкой грани, Изменяя частоту тока на двигателе вибратора, подбирали резонанснуючастоту обработки, Резонансную частотуопределяли при помощи виброметра ВИП 2. Остаточн ые нап ряжения контролировали 20приборам ИОНМ (измеритель остаточныхнапряжений конструкции НИИПТмаш) до ипосле обработки, Резонансные частоты изложницы лежали в диапазоне 40 - 50 Гц.Виброобработку осуществляли при достижении отливкой температуры от 100 до20 оС,Параллельно проводилась обработкаизложницы по способу-прототипу. Изложницу после заливки металла в форму, 30кристаллизации, выбивки, электрогидроимпульсной очистки, электрогидроимпульсной обраоотки, обрубки, механическойобработки подвергали контролю. Величину остаточных напряжений определяли на наружной поверхности по высоте широких и узких граней,Результаты исследований приведены ь таблице, Как видчо иэ результатов исследований, наибольший уровень снятия остаточных напряжений достигается при изготовлении изложниц, включающем заливку металла в форму, кристаллизацию, выбивку, электрогидроимпульсную очистку, электрогидроимпульсную обработку, вибрационную обработку, которую ведут в процессе охлаждения, причем начинают при температуре отливки 55-50 С и заканчивают при 45 - 40 С,Использование предлагаемого способа изготовления изложниц по сравнению с аналогами и прототипом позволяет повысить уровень снятия остаточных литейных напряжений до 97 - 98 оо от первоначального уровня и эксплуатационную стойкость до 150 наливов.Формула изобретения Способ изготовления изложниц, включающий заливку металла в форму, кристаллизацию, выбивку, электрогидроимпул ьсную очистку, электрогидроимпульсную обработку, обрубку, охлаждение, механическую обработку и вибрационную обработку, отл ича ющийся тем,что,с цель 1 о снижения остаточных напрякений, вибрационную обработку ведут в процессе охлаждения после обрубки, причем начинают при 55 - 50 С и заканчивают при 45 - 40 С.