Способ центробежного литья двухслойных валков

(51)М. Кл,В 22 0 13/00 с присоединением заявки,% Квеудврстеенный комитет ьС 6 Р(28) Приоритет ио делам изобретений и открвтнйОпубликовано 28,02.82. Бюллетень8 Дата опубликования описания 28 .02,82"ф:въ. Н.А.Будагьянц, Э.С.Церковский, М,И,Деркач, Ю.В,Дьяченко,С.И.Рудюк и Н.С.Филипченко /"Украинский .ордена Трудового Красного Знаменй научноисследовательский институт металлов и Лутугинскийраводпрокатных валков(54) СПОСОБ ЦЕНТРОБЕЖНОГО ЛИТЬЯ ДВУХСЛОЙНЫХБАЛКОВ Изобретение относится к литейному производству, в частности к центробежному литью и может быть использовано при изготовлении двухслойных валков на горизонтальных центробежных машинах.При изготовлении двухслойных валков как обычным, так и центробежным способом большое значение имеет высокая твердость рабочего слоя с10 минимальным перепадом ее по сечению, однородность структуры и химического состава этого слоя и уменьшение смешивания металлов первого и второго слоев (переходной зоны).т 5 Нарушение или изменение вышеуказанных признаков влечет за собой брак валков по несоответствию заданной твердости,Известны способы центробежного литья многослойных отливок, чугунных и биметиллических труб, а также прокатных валков, которые позволяют получать отливки с более однородпми свойствами более надежной свариваемостью разнородных металлов и плотностью внутренних слоев, более высокого качества эа счет выравнивания Физико-механических свойств ме-,талла по сечению 3, и подачи тугоплавкого порошка перед заливкойгторого металла, а также с меньшимсмешанным слоем первого и второгометаллов (переходной зоны),Известный способ центробежноголитья многослойных отливок осуществляется следующим образом. Во вращающуюся в горизонтальном положении изложницу заливается наружныйслой металла до требуемой величины,а после достижения им определеннойтемпературы заливают послойно второй слой (металл). Первые 40-60 вес.Хметалла второго слоя заливается вгоризонтальном положении, а остальной в вертикальном 11.Недостатком этого способа является то, что наружный слой по се908497 чению не имеет равномернои структуры за счет замедленной кристаллизации всего слоя, равномерного химического состава из-за ликвации, а следовательно, и твердости, Таким образом, этот способ обеспечивает однородность свойств в большинстве случаев только во втором слое, который заливается послойно,Известен также способ центробежной отливки биметаллических. заго 10 товок, который с целью повышения надежности свариваемости разнородных металлов и плотности внутренних слоев осуществляется также на центробежных машинах с поворотом из. ложницы в вертикальное положение где наружный слой заготовки и часть внутреннего заливают в горизонтальном положении, а вторая часть внутреннего слоя - при повороте формы в вертикальное положение 2 1,Как в первом, так и в этом способе отливки многослойных заготовок кого наружного слоя прокатных валков осуществляется за счет засыпки между наружным (дополнительный слой) и вторым металлом маршалита толщиной 0,5-1,э мм и твердого тугоплавкого порошка, который подогревается до 900-950 С теплом первого слоя и сваривается с металлом второго слоя. После отделения белого наружного слоя, толщиной 20-50 мм от основной массы валка образовавшаяся поверхность валка имеет высокую твердость за счет внедрения твердых частиц тугоплавкого материала 141.Недостатком этого способа является то, что необходимо применять тугоплавкие порошки, которые не расплавляются в металле, а только внедряются в него, образуя твердый55 поверхностный неглубокий слой. Глубина проникновения частиц тугоплавкого порошка зависит от его удель" ного веса. Заливка дополнительного 40 улучшается качество только внут реннего слоя, а качество наружного слоя остается без изменения, т,е.изменением способа заливки внутреннего слоя наружный слой остается без изменения и может иметь ЗО только разную переходную зону. Структура, химический состав и твердость этого слоя получаются неравномерными по сечению.Повышение качества износостой 35 наружного слоя для подогрева порошка, а затем его удаление служитдля подогрева тугоплавкого порошкао,до 900-950 С и равномерного распределения его по поверхности, а такжеявляется как бы дополнительной изложницей, предохраняющей основнуюизложницу от разгара. Однако необходимость заливать, а затем удалятьэтот слой требует дополнительногорасхода времени и средств.Известен способ центробежноголитья чугунных труб, который заключается в поструйной подаче чугунав изложницу, где 20-60% общего расхода металла с содержанием 1,8-2,6%кремния заливают непосредственно наизложницу первой струей, а оставшееся количество металла с содержанием 0,6-1,6% кремния через 0,2-2 сзаливают второй струей на слой чугуна от первой струи 3 1,Данный способ можно применять натех центробежных машинах где отливаются пустотелые заготовки ( трубы ) свнутренним диаметром, большим сечения заливочного желоба. Для отлив-.ки цельнолитых валков этот способне приемлем, так как заливочный желоб не может располагаться внутриизложницыНаиболее близок к предлагаемомуспособ центробежного литья двухслойных валков, включающий последовательную заливку во вращаемую изложницупервого металла, флюса и второгометалла. Уменьшение смешивания заливаемых металлов достигается тем,что производят последовательную заливку в изложницу первого металла,флюса и второго металла, который заливается несколькими порциями в зависимости от его толщины, После заливки первого металла, например стали толщиной 30 мм, и достижениемтемпературы л 1400 С засыпают флюс,а затем 10-50 вес.% второго металла,При достижении свободной поверхностью этого слоя температуры солидуса +20 С, например сплава 311-567с температурой солидуса, равнойо1300 С, заливают следующую порциювторого металла. Количество порцийможет быть более двух 15 1.Известный способ получения биметаллических труб не допускает глубокого взаимного проникновения второго металла в первый за счет предотвращения диффузионных процессов,5 90а образовавшиися промежуточнъй слойиз двух разнородных металлов не влияет на качество отливки. При послойной заливке второго металла, кромеуменьшения толщины промежуточногослоя, химический состав и структура второго металла почти не изменяется по сечению из-за уменьшенияпроцесса ликвидации элементов, а химический состав и структура первогометалла при толщине его более 2530 мм имеет разные значения по сечению за счет повышенной ликвидации,что приводит к браку отливок.,Цель изобретения - уменьшение брака отливок и расхода изложниц,Поставленная цель достигаетсятем, что способ центробежного литьядвухслойных валков, включающий последовательную заливку во вращаеиуюизложницу первого металла, флюса ивторого металла, осуществляется заливкой первого металла порциями:сначала 40-50% его веса, а при достижении свободной поверхностью этоо,го слоя температуры солидуса +10 Сзаливают оставшуюся часть первогометалла.Послойная заливка первого тверд -дого износостойкого металла способствует быстрой кристаллизации каждого слоя и, тем самым, обеспечиваетполучение более равномерной (цементитно-ледебуритной) структурыи химического состава, что повышаеттвердость и уменьшает спад ее посечению как первого, так и второгослоев.Кроме того, после заливки первой порции первого металла образуется труба, служащая как бы дополнительной изложницей цля последующегослоя первого металла, а вновь образующаяся труба в свою очередь является изложницей для заливки последующих слоев второго металла. Такимобразом, уменьшение расхода изложниц происходит за счет меньшего повремени контакта жидкого металла свнутренней поверхностью изложницы,что и уменьшает ее разгар.Из опытных данных известно, чтослой первого металла менее 8-10 ммне обеспечивает равномерного распределения его по толщине на длинеболее 1500 мм, так кзк заливка егопроизводится не желобом, находящимся внутри изложницы, а заливочнойворонкой, плотно прижимаемой к одно 849 7 б 5 0 15 20 25 30 35 40 45 50 55 му торцу ее. Дя обеспечения мини-мального слоя из первого твердогоизносостойкого металла потребуетсязалить в изложницу первую порцию в количестве 40-50% его веса при общейтолщине первого и второго слоя (рабочего) 23-30 мм,Заливка второго слоя первого металла осуществляется после достижения свободной поверхностью первогослоя температуры солидуса, равнойо,1145 С+10 С (конец затвердевания жидкого первого слоя первого металла),которая определена опытным путем.Такии методом центробежного литьяотливают двухслойные валки с диаметром 270 мм и длиной 1500-2000 мм снаружным слоем иэ первого твердогоизносостойкого металла толщиной 2330 мм и второго иеталла - серого чугуна.Способ центробежной отливки двухслойных валков заключается в следующем.В двух индукцчонных печах выплавляются два разных по химлческоиу составу металла. Первым металлом химического состава (,средний ), Х: С 3,6,5 0,45, Ип 0,55, Р 0,20, 80,12,Сг 0,38, 81 2,0, Ч 0,3, заполняетсямерный залиьочный ковшВес первогометалла в мерном ковше должен бытьтаким, чтобы обеспечить общую толщину двух слоев. Из мерного ковшачерез заливочную воронку в изложниоцу заливают при 1350-1360 С первуюпорцию первого металла с такии расчетом, чтобы первый слой имел толщину 10-12 мм, и при достижениисвободной поверхностью этого слояотещературы 1135-1155 С заливаютоставшийся металл,Затем подают в изложницу Флюси после его расплавления и достижения вновь образовавшейся свободной поверхностью температуры солидуса через 1,5-2,0 мин, иэ второгокова начинают заливать порциямивторой иеталл химического составасерного чугуна, Количество порцийможет быть более двух,Валки, изготовленные по предлагаемому способу, имеют более равномерную структуру, химический сос-,тав именьший спад твердости на5-6 НЗ между наружной и внутреннейповерхностью по сечению всего слояпервого металча, за счет ускореннойкристаллизации как первой, так и908497 20 Формула изобретения Составитель В.БасехинРедактор И,Янович Техред М. Тепер Корректор И,Шарона Заказ 696/12 Тираж 853 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал П 1 П 1 "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 второй порций первого металла, с образованием значительного количества карбидной составляющей.Таким образом предлагаемый метод заливки двухслойных валков позво ляет ликвидировать такой вид брака валков, как несоответствие заданной твердости, повышает выход годного по сравнению с базовым на 2%. и уменьшает расход изложниц на ЗОЕ, 0Годовой Фактический экономический эфФект от внедрения предлагаемого способа центробежного литья двухслойных валков составляет 33,8 тыс, руб. за счет ликвидации брака по несоответствию заданной твердости по сечению первого и второго слоев первого металла и умень шения расхода изложниц,Способ центробежного литья двухслойньпс валков, включающий последовательную заливку во вращаемую изложницу первого металла, Флюса ивторого металла, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью уменьшения брака отливок и расхода изложниц, заливку первого металла производят порциями: сначала заливают 40-507 его веса, а при достижении свободной поверхностью этогослоя температуры солидуса 10 Сзаливают остальную часть первого металла. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРУ 386703, кл, В 22 О 13/О, 1971. 2, Авторское свидетельство СССРР 448056, кл. В 22 О 13/00, 1972.3. Авторское свидетельство СССРР 447216, кл. В 22 О 13/02, 1973. 4. Авторское свидетельство СССРР 485819, кл, В 22 О 13/00, 1973 5. Авторское свидетельство СССР Р 643228, кл, В 22 О 13/00, 1977.