Форма для центробежного литья двухслойных чугунных валков

(72) Авторы изобретения Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторскийтехнологический институт механизации труда в черной металлургиии ремонтно-механических ра(54) ФОРМА ДЛЯ ЦЕНТРОБЕЖНОГО ЛИТЬЯ ДВУХСЛОЙНЫХЧУГУННЫХ ВАЛКОВ Изобретение относится к литейномупроизводству, а именно к центробежномулитью чугунных валков. Известна форма для центробежного литья, включающая металлический кокиль, на внутреннюю поверхность которого нанесено теплоизоляционное покрытие Ы .При литье чугунных прокатных валков большое значение имеет скорость охлаж 10 дения чугуна, в существенной мере влияющая на склонность чугуна к кристаллизации по метастабильной системе с образованием структурно свободного цементита. В известных формах толщина теп 15 лоизоляционного покрытия, применительно к литью чугунных валков, не установлена. Применение покрытий, рекомендованных для чугунных втулок (от 2-5 мм) или стальных отливок (5 мм и более при диа 20 метре заготовок более 200 мм), при литье чугунных валков затрудняет получение иэносостойких структур, а проникновение чугуна в межзеренное пространство засыпки толщиной более 5 мм ведет к возникновению пригара.В процессе заливки и движения чугуна вдоль вращаюшейся формы происходит охлаждение заливаемого металла, поэтому температура металла на стороне, противоположной заливке, ниже, чем со стороны заливки.При литье двухслойных валков заливка металла для формирования второго слоя (сердцевины) производится после эатвердевания первого слоя, Градиент температуры металла по длине формы ухудшает условия соединения слоев.Наиболее блчзкой к предлагаемой по достигаемому результату является форма для центробежного литья двухслойных чугунных валков, включаюшая металлический кокиль на внутреннюю поверхность которого нанесено теплоизоляционное покрытие. Причем толщина покрытия в кажлом сечении выражена соотношениемз=В ооо -о,оОъ 1, ( )3 90649где 1 - толщине покрытия в искомой1точке, мм;- технологическая толщина поокрытия кокиляливки металла, мм;- рабочая длина кокиля, мм 2,Недостатком этого технического решения является отсутствие сведений потехнологической (или средней) толщинепокрытия. Кроме того, увеличение толщины покрытия, т.е. (0,001-0,003)связано только с длиной кокиля и совершенно не связано с толщиной слоя покрытия со стороны заливки, т.е. увеличениетолщины покрытия происходит независимоот его средней величины. В то же времявлияние термического сопротивления, создаваемого покрытием, на интенсивностьтеплоотвода определяется относительнымизменением толщины покрытия.20Покрытие формы в соответствии свыражением (1) не обеспечивает постоянного относительного изменения толщины покрытия, что ограничивает воэможность повышения качества отливок прилитье прокатных валков.Цель изобретения - повышение качества валков,Поставленная цель достигается тем,что в форме для центробежного литьядвухслойных чугунных валков, включаюшей металлический кокиль, на внутреннюю поверхность которого нанесено теплоизоляционное покрытие, толщина слоякоторого составляет 0,003-0,008 внутЭЭреннего диаметра кокиля, причем толщина покрытия выполнена нарастающей внаправлении движения металла при заливке на 0,05-0,10 толщины со сторонызаливки на каждый метр длины кокиля,40На чертеже изображено предлагаемоеустройство.Предлагаемая форма содержит кокиль1, покрытие 2, звпорные устройства 3,заливочное устройство 4, Кроме того,4нв чертеже показано 0 -,внутреннийдиаметр кокиля, Ь - толщина покрытиясо стороны заливки, 5- толщинапокрытия со стороны, противоположнойзаливке,- рабочая длина кокиля.Теплоиэоляционное покрьггие 2 наносится нв внутреннюю поверхность кокиля1 с помощью нвсочницы. Переменнаятолщина слоя покрытия обеспечиваетсяпеременным рабочим сечением песочницы -оно равномерно увеличивается в сторону,противоположную заливке, пропорционально увеличению относительно толщины покрытия. Соотношение размеров теилоизоляционного покрытия- (ОьООЗ - 0,008) ЭЬ= Ь + Ь,1 (О,О 5 - О,1 О)В начальной стадии процесса центробежного литья двухслойных чугунных валков происходит заливка чугуна, преимущественно хромоникелевого, для формирования отбеленного рабочего слоя.Металл распределяется по внутреннейповерхности формы в направлении, противоположном заливке. Распределениеметалла ограничивается звпорными устройствами 3.Толщина о слоя покрытия, составляющая 0,003 - 0,008 внутреннегодиаметра кокиля, обеспечивает достаточно высокий уровень интенсивности теплообмена между залитым чугуном и формой,формирование карбидосодержаших структур(от перпито-карбидной до мвртенситно.карбидной в зависимости от уровня легирования). При указанной относительнойтолщине слоя покрьггия облегчается также применение отвердителей покрьггия,обеспечиваются условия распределенияметалла по поверхности формы.Если толщина слоя покрытия меньше0,003 внутреннего диаметра кокиля, тоэто приводит к увеличению интенсивности охлаждения чугуна при заливке иухудшению его распределения с образованием неслитин, спаев, трещин и другихдефектов в отливке.Толщина покрытия, превышающая 0,008внутреннего диаметра, уменьшает интенсивность эатвердевания, затрудняет получение чистого отбелв. Увеличение продолжительности контакта жидкого чугунас материалом покрытия в условиях значительного гравитационного коэффициентаповышает опасность взаимного проникновения частиц металла и покрытия, чтоухудшает качество отливок,При распределении чугуна по поверхности формы происходит снижение температуры чугуна, поэтому температура чугунасо стороны, противоположной заливке,меньше, чем со стороны заливки.Увеличение толщины слоя покрытия внаправлении заливки на 0,05 - 0,10толщины слоя со стороны заливки на каж-.дый метр длины кокиля приводит к тому,что охлаждение чугуна с пониженной температурой происходит с уменьшенной интенсивностью, поэтому к концу затвердевания рабочего слоя его температура подлине формы выравнивается.Заказ 697/13 Тираж 853 ПодписноеВНИИПИ Государственяого комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская иаб., д. 4/5 филиал ППП 1 атент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 При заливке второго слоя обеспечиваются одинаковые условия для соединения с рабочим слоем по всей длине отливки.Увеличение толщины слоя покрытия в направлении заливки меньше чем на 0,05 5 толщины слоя со стороны заливки на каждый метр длины кокиля не компенсирует ; охлаждение чугуна при распределении по поверхности формы. Увеличение толщины слоя покрытия больше чем на 0,10 тол О шины со стороны заливки на каждый метр длины кокиля может вызвать чрезмерное замедление охлаждения и при заливке второго слоя повышенную температуру чугуна со стороны противоположной за ливке, что ухудшает условия соединения слоев.Таким образом, предлагаемая форма за счет регламентирования средней толщины теплоизоляционного покрытия и регламентирования увеличения толщины в на правлении течения металла при заливке обеспечивает качество поверхности, рабочего слоя и соединения слоев в условиях литья чугунных прокатных валков. 25 Зкономический эффект достигается за счет повышения качества валков, снижения брака при литье. формула изобретения форма для центробежного литья двухслойных чугунных валков, включающаяметаллический кокиль, на внутреннююповерхность которого нанесено теплоиэоляционное покрытие, о т л и ч а ю ш а яс я тем, что, с целью повышения качества валков, толщина слоя покрытия составляет 0,003-0,008 внутреннего диаметра кокиля, причем толщина покрытиявыполнена нарастающей в направлениидвижения металла при заливке на 0,050,10 толщины слоя со стороны заливкина каждый метр длины кокиля.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Юдин С. Б. и др. центробежноелитье. М., Машиностроение", 1972,с. 80.2. Авторское свидетельство СССРЖ 592517, кл. В 22 Ь 13/10, 1976.