Способ непрерывного литья серого чугуна на машине горизонтального типа

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 111789214(22) Заявлено 060677 (21) 2520033/22-02с присоединением заявки Мо(5)М. Кл. В 22 0 11/00 Государственный комитет СССР оо дедам изобретений и открытийВ.И.Самсонов, В.С.Ан, А.М. Герчиков О. В. Чигогидзе, В.С.Скотаренко и В. 72 Авторы иэобретеиия Ордена Трудового Красного Знам научно-исследовательский инсти станков и Руставский завод "Це иментальныйарежущих ит.рол 1 Заявители 54) СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ СЕРОГО ЧУГУН НА МАШИНЕ ГОРИЗОНТАЛЬНОГО ТИПА10 5 2 3 Изобретение относится к металлургии, а именно к непрерывному литью серого чугуна, и может быть использовано для получения заготовок деталей, работающих на износ, например накладных направляющих базовых деталей станков.Известен способ непрерывного литья серого чугуна на машине горизонтального типа, включающий заливку жидкого чугуна в металлоприемник, охлаждение чугуна в кристаллизаторе, формирование слитка путем чередования гыдержки и протяжки, при нудительное охлаждение по мере вытяжки иэ кристаллиэатора в темпера- турном интервале 900-600 С и ттоследующее охлаждение на воздухе 11) .Однако при использовании этого способа на углах и выступах отливок имеет место отбел чугуна на глубину 2"5 мм, что значительно затрудняет механическую обработку отливок. Изза чрезмерного охлаждения чугуна на этапе первичной кристаллизации в поверхностных слоях отливок на глубину до 7-10 мм образуется дефектная микроструктура чугуна с наличием междондритного точечного графита ,Гр. 8, Гр. 9) и феррита до 50 Ъ,; Чугун с такой микроструктурой имеет износостойкость в,1,5-2,0 раза ниже, чем у аналогичных деталей, отлитых в песчаной формеПоэтому для обеспечения нормальной работоспособности деталей приходится увеличивать припуск на механическую обработку отливок до 7-10 мм, тогда как по точности непрерывного литья припуск может не превышать 2-3 мм.Цель изобретения - устранение отбела чугуна, улучшение обрабатываемости заготовок, снижение припуска на механическую обработку и повышение износостойкости деталей для литья.Поставленная цель достигается тем, что применяют чугун с отношением весового содержания кремния и углерода в пределах 0,7-0,9, устанавливают время выдержки отливки в пределах 1-3 с, и по мере вытяжки охлаждают ее со средней скоростью 1-3 град/с в указанном выше температурном интервале.Установлено, что прн данной сте" пени эвтективности чугуна (5 в ), характеризующей его литейные свойства, величина отбела целиком зависит от соотношения 5 : С. При 5: С 0,7отбел чугуна значительно возрастает. Так, например, при 5: С=0,5 отбел чугуна в 4 раза больше, чем при 51: С=0,8. Увеличение рассматриваемого отношения более 0,9 нецелесообразно, так как при этом отбел чугуна снижается незначительно, а ферритизирующее действие кремния при эвтектоидном превращении существенно возрастает. Таким образом, от ношение 51С в пределах 0,7"0,9 яв-ляется оптимальным.Также установлено, что длительность остановки существенно влияет на интенсивность охлаждения и соответственно толщину поверхностного слоя с дефектной микроструктурой. 35 При первом сдвиге отливки между затвердевшей коркой и кристаллизатором образуется микрозазор, который существенйо снижает интенсивность охлаждения. При длительности останов- Щ ки в пределах 1-3 с толщина поверхностного слоя дефектной микроструктуры составляет 2-3 мм, т.е. не превышает припуска на механическую обработку. При остановке более 3 с существенно возрастает толщина слоя с дефектной микроструктурой, достигая, например, 7-10 мм при остановке 8 с, При длительности остановки менее 1 с образующаяся корка не успевает приобрести необходимую толщину для обеспечения цельности слитка. Такнм образом, длительность остановки 1-3 с является оптимальной.По мере вытяжки отливки из кристаллизатора ее охлаждают в температурном интервале 900-600 С, соответствующей эвтектоидному превращению чугуна, со средней скоростью 1-3 град/с При этом в металлической основе чугуна с соотношением 51: С в пределах 0,7-0,9 исключается образование феррита и обеспечивается твердость до 200-230 НВ за счет высокой дисперсности и микротвердости перлита, в результате чего дополнительно существенно повышается износостойкость чугуна. При средней скорости охлаждения менее 1 град/с в металлической основе чугуна при данном химическом составе образуется феррит. При скорости более 3 град/с возникает опасность образования мартенсита, при котором становится невозможной механическая обработка отливок. Следовательно, в температурном интервале 900-600 С средняя температура охлаждения отливок 1-3 град/с является оптимальной.П р и м е р. Нагоризонтальной производственной машине непрерывного литья в условиях Руставского литейного завода "Центролит" предлагаемый способ опробирован на отливках различного профиля.Чугун выплавляют в индукционной печи емкостью 10 т. В шахте используют стальную и чугунную стружку возврат собственного производства, предельный чугун и ферросилиций с содержанием кремния 75.Жидкий металл в процессе непрерывного литья выдерживают в той же индукционной печи, в которой производится выплавка, при 1360-1400 фС и подают к металлоприемнику малыми ковшами емкостью 0,5 т с периодичностью один ковш в 15-20 мин.ЭХХ З зоэ оэ 1 ною ййк Дне о 6 аю вщ окфе ххфа о ф ц о о е Д Я с йнз ехн " е о еноя нфж.ао званфо о .кФ я .ОВВФ й х х хонж ээйе ноак 3 ф 3Ф х н:ь ВДф ц он еео о 3н фооо цао Зж ф ф со сч ф О 1 о о Ь о о789214 формула изобретения Составитель В,Битков Редактор Г. Кацалап Техред Т,Иаточка Корректор В. БутягаЗаказ 8935/9 Тираж 889 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 В таблицах 1 и 2 представлены режимы литья и результаты испытаний.Таким образом, использование пред.лагаемого способа непрерывного литья серого чугуна обеспечивает по сравнению с известными способами устранение отбела чугуна и улучшение обрабатываемости отливок, снижение необходимости припуска на механическую обработку и повышение износостойкости деталей.Экономический эффект при использовании данного предложения достигается за счет установления отбела и снижения припуска на механическую обработку и составляет 750 тыс. руб. в год.. Способ непрерывного литья серого чугуна на машине горизонтального типа, включающий заливку жидкого чугуна в металлоприемник, охлаждение чугуна в кристаллизаторе, формирование слитка путем чередования выдержки и протяжки, принудительное охлаждение по мере вытяжки из кристаллизатора в температурном кнтервале 900-600 С и последующее охлаждение на воздухе, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью устранения отбела чугуна и улучшения обрабатываемости заготовок, снижения припуска на механическую обработку и повышения износостойкости деталей для литья, применяют чугун с отношением весового содержания кремния и углерода в пределах 0,7-0,9, устанавливают время выдержки отливки в пределах 1-3 с, и по мере вытяжки охлаждают ее со сред ней скоростью 1-3 град/с в указанномвыше температурном интервале. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе Щ 1. Тутов В,И. и др. Формированиеотливок при непрерывном горизонтальном литье чугуна. "Технология производства, научная организация труда и управления", 1975, Р 8, с. 1-6,