Способ подготовки металлической формы

Союз Советских Социалистимеских Республик(23) Приоритет -Е 43) Опубликовано 25 осударстееииый комитетСоаата Инннстроа СССРпо делам изооретеиийи открытий 04,78,Б летеньня 27.03,) УЙК 621 746 .073(088.8) ата опубликования опнса(72) Авторы изобретения В. Кукса, И. М. Гальперн, А. и А. К. Машков мидов, В, Ф. Коростелев Волго 71) Заявитель ий политехнический институ ВКИ ЛЛИЧЕСКОЙ МЫ и последующуюрабочей поверхНедостаткося сложи ос тьформы к работе.Цель изобретения - предварительное формирование поля остаточных напряжений дляуменьшения коробпения и растрескиванияметаллической формы.Это достигается тем, что опытную заливку и охлаждение металлической формы осуществляют в напряженном состоянии, соз;данном, например, размешением ее в распорной рамке, в течение 8-10 циклов,На фиг. 1 дан график зависимости изменения диаметров форм от числа заливокжидким металлом; на фиг. 2 представленасхема закрепления стенок формы для формирования в них поля остаточных напряжений;на фиг, 3 даны схемы закрепления металлических форм с различными видами поперечных сечений для формирования в их стенкахполя остаточных напряжений,Форму 1 у торцов скреплрамкой 2 бандажом) при и,лур быт при чес яют распорной омощи клиньев 3 Изобретение относится к черной металгии и питейному производству, а именнороизводству слитков и отливок, й может.ь использовано как практическое меро-ятие по повышенеею стойкости металпнких форм изложниц, кокеелей и тпИзвестны способы конструктивного упрочнения металлических форм, например, снабжения сосудов дпя расплавленного металла приспособлениями, скрепленными тягами, болтами н т,п., обеспечиваюшими регулируемое стягивание некоторых частей корпуса сосуда 1,Недостатком этого способа является сложность изготовления и эксплуатации, папичиеутолшений в виде приливов, являющихся кон- еацентраторами напряжений,Наиболее близким решением по технической сущности из известных является способи конструкция формы для получения тонкостенных отливок, В холодном состоянии эта 20форма имеет между полуформами в среднейчасти наибольшее расстояние аппо толщинеотливки), а к краям формы это расстояниесходит на нет. Способ включает заливку вформу расплавленного металла, охлаждение 2 б механическую обработку ее ности 2.м названного способа являе предварительной подготовкиСпособ подготовки металлических формбыл апробирован в лабораторных и заводских условиях.В лабораторных условиях в качествефэрм б)1 ли взяты полые цилиндры, изготовленные из Стали 45 с внутренним диаметром 40 х 10 ми высотой 70 10 м, Первые и вторые формы имели постоянный-3наружный диаметр 5610 м, Третьи - переменный, уменьшающийся путем пере точки 1 О"Ъпосле некэтэрогэ числа заливок с 6810до 56 10 м.Формы заливались Сталью ЗОЛ при 1870 СУслэвия испытания всех форм были одинаковые, Кэрэбление форм при заливке измерялось с помощью индикаторного нутромерана расстоянии примерно 10 мм эт их торцов,Перетэчка (уменьшение наружного диаметра) третьих форм осушествлялэсь после5,6, 15-й заливки. Каждый из перетэченных образцов затем испытывался на коробление в.течение 50 заливок,Наибольшее кэробление показали формыс наружным диаметром 5610 м наименьшее - с диаметром 68 10 фм (см, фиг. 1)Формы, перетэченные после 8-10-й заливки, занимают наиболее оптимальное положение среди всех перетачиваемых форм,таккак кэрэбление их в конце испытания былопримерно в 3 раза меньше, чем у форм сдиаметром 56 10 Зм, хотя толщина стеноку них в последние 40 наливов были одинаковые и в 2 раза больше, чем у форм сдиаметром 68 ф 10 Зм,Фэрмы, переточенные после 5-6-й эалив 35ки имели коробление в 1,5-2 раза меньше,)а после 12-13-й заливки коробление оставалось примерно на тэм же уровне, что иу форм, переточенных после 8-10-й заливки,40Испытания показали, что создание предварительного поля остаточных напряженийв стенке формы в течение 5-6 рабочих циклов недостаточно уменьшают коробление металлических форм, всего в 1,5-2 раза, в45течение 8-10 рабочих циклов - в 3 раза, втечение 12-15- в 3 раза,Таким образом, найденный оптимальныйвариант числа эаливок формы жидким металлом до перетоки составил 8-10 заливэк,Заливка и охлаждение металлической формыв напряженном состоянии в течение этогопериода позволяет наиболее эффективно снизить склонность формы к образованию трещин,55Полученные результаты были апробированыв заводских условиях на чугунных восьмигранных формах 1 излэжницах), Исследованиенапряженно-дефэрмированнэго состояния стенэк последних показали, чтэ при эксплуатации не закрепленной формы в течение первых 8-10 заливок на ее торцах развиваются напряжения, превышающие предел прочности материала формы 28-33 кгс/мм ), ,йи после проведения названного рабочего цик"ла образуются едва заметные волосэвидныетрещины, которые в дальнейшем, несмотряна снижение напряжений, поражают стенкуформы на всю толщину. После, примерно,23 эаливок форма отбраковывалась из-эанебезопасности дальнейшей аксплуатации.Наблюдение за развитием напряжений вформе, скрепленной наружным бандажом, показало, что напряжения с восьмой заливкив ее стенках стабилизировались и составили3,2 кгс/мм и после раскрепления формына 11 заливке были в 5 раз меньше. Продление периода работы формы в скрепленном состоянии более 10 рабочих циклов недало дальнейшего значительного сниженияуровня рабочих напряжений после раскрепления формы, а лишь усложнило ее експлуатацию. После раскрепления формы с увеличениемчисла заливок отмечалось некоторое увеличение величины напряжений, которое, однако, было значительно ниже, чем у формы без предварительно сформированного поля остаточныхнапряжений, и намного ниже предела прочности материала формы,Предварительное формирование поля остаточных напряжений в стенке металлическойформы позволяет за счет снижения уровнярабочих напряжений уменьшить склонностьформ к трещинообразованию, отбраковыватьихпо разгару рабочей поверхности, чтопозволяет их дальнейшую эксплуатацию дляполучения неответственных слитков метал-ла) и увеличить их стойкость на 20%.Формула из обре те ни яСпособ подготовки металлической формы,включающий опытную заливку в нее расплавленного металла, охлаждение его и последующую механическую обработку рабочейповерхности металлической формы, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью предварительного формирования поля остаточныхнапряжений для уменьшения кэробления ирастрескивания металлической формы, опытную заливку и охлаждение металлическойформы осуществляют в напряженном состоянии, создаваемом, напримерразмещением еев распэрной рамке, в течение 8-10 циклов.Источники информации принятые во внимание при экспертизе:1. Патент ФРГ М 1238159, кл. 31 Ь7/06 1969,2, Патент ГДР М 57675, кл, 31 Ь 15,1967.