Способ изготовления биметаллических труб центробежным литьем

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ к двторСксм СВИДЕтелЬСтв ш,772695(23) Приоритет но делам нзобретеннй н открытий(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ТРУБ ЦЕНТРОБЕЖНЫМ ЛИТЬЕМ Изобретение относится к литейному производству, в частности к технологии центробежного литья, и может быть использовано при отливке биметаллических труб большой цлины,Известен способ изготовления биме 5 таллических труб, включающий нанесение теплоизоляционного покрытия и последовательную заливку металлов, при этом толщину покрытия выполняют равномерно1 О нарастающей в сторону, противоположную заливке металлов 11.Известен способ изготовления биметаллических труб, включающий нанесение теплоизоляционного покрытия по длине15 изложницы материалами, обладающими различной теплопроводностью, причем со стороны заливочного торца футеруют материалами с теплопроводностью в 1-5 раз большей теплопровоцности материалов футеруемого слоя остальной части изложницы 2 .Недостатком указанных способов изготовления биметаллических труб является неудовлетворительное качество соединения металлов по длине отливки, таккак ограничена возможность регулирования отвода тепла от отливки. Кроме того, при применении в качестве теплоизоляционного покрытия сыпучих материалов(кварцевый, цирконовый пески и т, ц.)для достижения требуемых условий теплоотвода необходима значительная толщинапокрытия, что влечет за собой ухудшениенаружной поверхности отливки (волнистость), большой механический пригар,следовательно, большое удаление металлав стружку при механической обработкетруб, При применении покрытия неравномерной толщины цля получения труб с постоянным наружным циаметром необходимо применять специальные дорогостоящиеизложницы с конической расточкой рабочей поверхности,Наиболее близким по технической сущности к прецлагаемому является способизготовления биметаллических труб, вклю, чающий последовательную заливку металх2695 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 3 77 дов во вращающуюся форму центробежной машины, при этом рабочую поверхность ее покрывают равномерным слоем тепдоизодяционной футеровки 3.Недостатком этого способа является отсутствие возможности отливки биметаллических труб большой длины с точными размерами граничного диаметра, по которому происходит соединение слоев металлов. Вызвано это специфическими условиями заполнения горизонтально вращающефся изложницы центробежной машины при заливке металла с одного конца, В процессе заливки жидкий металл больше разогревает тот конец изложницы, с которого производят его заливку, отдавая ей большую часть тепла при своем передвижении.При заполнении изложницы разница температур между передним и задним концами отливки сохраняется и достигает значительных величин. В то время как задний конец отливки охладился до требуемой температуры соединения металлов, на ее переднем конце металл находится еще в жидкем состоянии. Величина температурного перепада по длине отливаемой трубы зависит от марки стали, геометри- ческих размеров, температуры заливки стали, тодшины и материала применяемого покрытия и т, д. Б силу этих причин при заливке второго металла получается либо размыв и перемешивание металлов в перецнем конце отливки, либо расслоение в ее заднем конце. Например, при производстве центробежнолитых заготовок из сталей 1 Х 17 Н 2 - 018 Н 1 ОТ размером 260 х(40-40) х 265 мм около четверти трубы приходится обрезать в отходы иза размыва переднего ее конца иди расслоения заднего конца отливки.Цель изобретения - получение биметаллических труб большой длины с качественным соединением металлов по всей длине отливки.Поставленная цель достигается тем, что в известном способе изготовления биметаллических труб, включающем нанесение теплоизоляционного покрытия на рабочую поверхность изложницы и последоватедьную заливку металлов, перед заливкой первого слоя металла изложницы со стороны, проти"оположной заливке металла, на участке, равном 0,25 - 0,5 ее длины, нагревают до температуры 50 ь 550 С.В силу того, что плотность теплового потока прямо пропорциональна градиенту температуры (основной закон тепдопровод фности Фурье), в процессе и после заливки металла в изложницу теплоотвод от залитого металла проходит неодинаково по длине изложницы, От холодного конца изложницы, с которого происходит заливка металла и гце температура заливаемого металла более высокая, отвод тепла идет интенсивнее, чем от конца изложницы, противоположного заливке, где температура заливаемого металла более низкая.Нагревая конец изложницы, противоположный заливке, создают условия для равномерного теплоотвода по всей длине изложницы и получают первый слой металла с одинаковой температурой по всей длине, что является необходимым условием цля получения качественного соединения металлов с обеспечением точных геометрических размеров биметаллической отливки.Экспериментально установлено, что при нагреве конца изложницы, противоположного заливке металлов, до температуОры менее 50 С равномерный теплоотвод. от заливаемого металла не обеспечивается,Предельная величина нагрева концаизложницы, противоположного заливкеметаллов, до 550 С обусловлена тем,что при более высоких температурах необеспечивается стойкость и долговечность изложницы, так как металл изложницы выходит эа область упругих деформаций, что приводит к продольному изгибу и короблению изложницы. В зависимости от материала изложницы при температурах выше 550 С возможны фазовые превращения в металле изложницы,что также отрицательно сказывается надинамических характеристиках вращающейся изложницы,Оптимальная величина нагрева Конца чзложницы, противоположного заливке металла, определяется из конкретных условий получения биметаллических труб и зависит от цдины отливки и условий теплоотвода,Длина участка нагрева конца изложницы, противоположного заливке металлов, равная 0,250,5 длины изложницы определяется с учетом потерь температуры заливаемым металлом при своем продвижении вдоль изложницы, условий теплоотвода в системе залитый металл - изложница, а также литейных свойств заливаемого металла (жидкотекучесть при температуре заливки, интервал кристаллизации, вязкости и т. д.).Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР Ма 592517, кл. В 22 З 13/10, 1976 с 2. Авторское свидетельство СССР% 527253, кл. В 22 Э 13/10, 1975. 3, Патент США Мц 3414044, 16440 95, 1968.5 77На чертеже приведена схема устройства, осуществляющего предлагаемый способ.Устройство содержит изложницу 1,теплоизоляционное покрытие 2 изложницы, систему 3 секционного брызгальногоохлаждения, нагревательное устройство 4,На рабочую поверхность изложницынаносят теплоизоляционное покрытие, затем конец изложницы со стороны, противоположной заливке, на участке равном0,25 - 0,5 ее длины, нагревают до необходимой температуры и производят заливку первого металла. При достижениисвободной поверхностью первого металлатемпературы соединения производят заливку второго металла.Предлагаемый способ опробован приизготовлении. биметаллических труб сочетания сталей Х 12+сталь 45 размеромФ 165 х (26+24) х 4000 мм на машине с горизонтальной осью вращения;Конец изложницы со стороны, противоположной заливке металла, нагревают до300 С на участке, равном 1/2 ее длионы, и наносят теплоизопяционное покрытие с расчетной толщиной 6 мм.Затем производят заливку стали Х 12.В процессе кристаллизации и охлажденияотвод тепла от залитого металла идетдифференцированно по длине изложницы, врезультате температура первого слоя(сталь Х 12) по длине отливки выравнивается, что обеспечивает высокое качество соединения металлов и точность геометрических размеров биметаллическойотливки по всей длине,При достижении первым металлом(сталь Х 12) температуры соединениязаливают второй металл (сталь 45),2695 6После охлаждения отливки до 900- 1000 С ее извлекают.Использование предла гаемого способапо сравнению с известными дает возможность получения биметаллических труббольшой длины с качественным соединением металлов по всей длине отливки засчет равномерного теплоотвода что обеспечивает точную геометрию соединения 0 биметаллических труб, что особенно важнопри дальнейшем использовании этих трубв инструментальной промышленности, машиностроении и другихотраслях народного хозяйства.5 Формула изобретения Способ изготовления биметаллических 20 тру центробежным литьем, включающийнанесение теплоизоляционного покрытияна рабочую поверхность изложницы ипоследовательную заливку металлов, о тличающийся тем,что,сцелью 25 повышения прочности соединения металловбиметаллических труб большой длины, перед заливкой металла первого слоя изложницу со стороны, противоположной заливке металла, на участке, равном 0,25- 30 0,5 ее длины, нагревают до температуры50-550 С.Составитель А. М инаевактор И. Нанкина Текред Н. Бабурка Корректор С. Щом 79 1 филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 10 Тираж 889 НИИПИ Государственногпо делам изобретений 035, Москва, Ж, Рау Подписноекомитета СССРоткрытийская наб., д. 4/