Способ получения заготовок

( 9) 5)5 В 22 О 7/ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССРМ 1088868, кл. В 22 О 7/00, 1984,(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАГОТОВОК(57) Изобретение относится к металлургии,в частности к методам получения слитковзаготовок для последующей обработки ихдавлением. Цель изобретения - снижениетрудоемкости ковки и себестоимости заготовок. Поставленная цель достигается тем,что в способе получения заготовок, включающем формирование слитка 4 путем заливкиметалла в полость изложницы идальнейшую его обработку давлением, используют изложницу с равномерно расположенными по ее внутренней поверхности металлическими штангами диаметром 0,01 - 0,03 и шагом 0,03 - 0,3 среднего диаметра полости, а деформирование слитка 4 при последующей обработке давлением производят в два этапа: на первом этапе осуществляют обжатия продольных участков 5 слитка 4, расположенных между штангами, а на втором этапе - участков 6, расположенных в области штанг, с обжатием Н 2, определяемым из соотношения Н 2 =(0,2 - 0,6) Н, где Н - величина обжатия на первом этапе. Кроме тсго, используют полые металлические штанги, которые заполняют легкоплавким материалом. Можно также использовать штанги из металла с пластическими характеристиками, в 1,2 - 1,5 раза превышающими пластические характеристики металла слитка. 2 з.п.ф-лы, 4 ил, 1 табл.10 1 Г 20 25 30 4 4 б б 0 Изобретение относится к черной цеэллургии, в частности к производству стали, и может быть использованс при отливке со стальных слитков заготовок для последующего передела на радиально-коночных машинах.Цель изобретения - снижение трудоемкости ковки и себестоимости заготовок,На фиг, 1 представлена изложница для заливки металла; на фиг, 2 - разрез Д - А на фиг. 1; на фиг. 3 - схема обжатий слитка при обработке давлением; на фиг. 4 - Вариант изготовления заготовки с применением полых штанг,Способ осуществляется следуощим Образом.На поддон 1 устанавливаот цилдрическую изложницу 2; имею.цуо внутрен; ою полость с поперечным сечением в виде окружности. Внутри изложниц,равномерно по периметру располагают мэкрохолодильники в виде металлических штанг 3 вдоль образующей полости. Для фиксации стэ-г 3 в изложнице 2 можно использовать диэметральные распорки в верхней и ижней частях изложницы (не показаны).В дальнейшем после заливки изложницы расплавом и стрипперования слито 4 после нагрева до ковочной температуры подвергают обработке дав ением, сначала осуществляют обжатия нэ величину Н 1 продольных участков 5 слитка, рэсполсженных между штангами 3, а на втором этапе Осуществляют обжатия участков 6 слАтка, расположенных в области штанг 3 с величиной обжатия Н 2.= (0,2 - 0,6) Н 1,Неравномерный по пе иметру теплоотВод От пОВерхностА слитка и форилООВяни. его каркаса обеспечивается за сче 1 взэимодействия расплавлено;о металла, иеталлическими штангами, которые Играют роль макрохолодильникэ, При -:элАВ,:=, металла с моментэ взаиьодейстая жидкой стали со стенками излсокницьна ее повеохности начинается рост рэвноосных кристалликов. При этом в зоне расплавления металлических штанг 3 (штанги могут расплавляться частично) создается зона локального переохлаждения, в которол движение фронта кристаллизации происходит с заметным опережением. Зто позвогяет создать корочку слитка 4 переменной толщины (аналогично слиткам с ребристой поверхностью) с правильной круглой наружной поверхностью, В дальнейшем с развА тием зоны столбчатых кристаллов в слитке происходит замедление скорости кристаллизации и одновременное Выравнив".ие температуры по всему жидкому остатку,Указа ное ясголожеиие, штан 3 Обес печивает равномерное чередование участков, где скорость роста прочностных свойств корочки несколько больше скорости роста ферростатического давления и нескомпроментАроьанчых термических напряжений на нее. Зтим обеспечивается снижение трещинообразования.Зкспэриментально установлено, что при использовании штанг диаметром больше 0.,03 диаметра полости изложницы (при использовании изложницы конической фсрмы берут средний диаметр) в поверхностном слое заготовки остаются крупные Остатки нерасплаВиВшихся штанг, что приВодит к повышенному расходу металла при удаленки в отход говерхностно о слоя заотонки в ,роцессе мехобрэботки,Применение штанг диаметоом менее 0,01 диаметра полости изложницы приводит к бы.тоому расплавленАю указанных штанг до момента образования корочки достаточной толщины, способной противостоять феррос гэтическому давлению,Использовэие металлических штэнг на расстоянии друг От друга более 0,3 среднего диаметра полости прАводит к образованию относительно протяженных участков тонкой корочки, то ведет к ее прорыву и образованию рещин.Примененле штанг на расстоянии ме-ее 0,03 среднего диаметра полости необоснованно повышает стоимость способа без замстнсго увеличения качес Ва слитка.Полученые аким Оорэзом слитки наиаолее целесообразно ис 1 ользоваткак заготовки под радиально-ковочные машины, Имея пса виьную круговую форму, они максимально приолижены к необходимой формзаотовкдля данного ОООрудовэния что ПОЗВОЛЯЕ; ИСКЛЮЧИТЬ Иэ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО цикла производства поковок нэ РКМ такАе едврр,тел ьн ье Опера цАА, как зясетка цэп;,;и под па- рон и биллетировэние(обкатку, т,е, получение круглого сечения),Деформровэние полученных предлагаемым способом слитков осуществляют в дээ этапа: на первом этапе Осуществляют обжатие продольных участков слитка 4, располОженых между штангами 3, а на Втором этапе - расположенных в Области штанг 3. Такая схема деформации позволяет вытеснять металл втэнг в поверхнос-нье слои заготовки(этап ), а на и этапе формировать из этого металла сравнительно тснкиА слой путем выполнения последовательных Проходов с разовой степенью обжатия (0,2 ОЯ)Н;, где Н 1 - Величина Обжатия на первом этапе. Для Опоеделения пределов обжатия на втсром этапе были выполнены эксперименты в лабораторных условиях на свинцовых образцах.П р и м е р 1. Слитки иэ свинца маркиС 1 помещены в цилиндрическую изложницудиаметром 65 мм, Перед заливкой металла 5на внутренней поверхности изложницы устанавливали штанги из оловянной проволоки диаметром 1,0 мм в количестве 10 штук сшагом 19,4 мм, что составляет О,З диаметраполости. Полученные слитки в холодном со-. 10стоянии (свинец при комнатной температу-.ре моделирует горячую деформациюметалла) деформиоовали с обжатием продольных участков слитка между штангамишириной 12 мм и величиной обжатия б мм 15(Н 1 = б мм). На втором этапе обжимали участки слитка в области штанг в несколькопроходов с различной величиной разовогообжатия в пределах Нг = (0,1-0,7)Н 1. Полученные данные приведены в таблице. Из 20данных таблицы видно, что при разовом обжатии Н 2 = 0,6 мм (п,1 таблицы) требуется 13проходов по всей длине слитка, чтобы выровнять заготовку по диаметру. При этомтолщина штанги после деформации практически остается без изменения по сравнению с п.2 таблицы и соответствует 0,1 мм, аколичество проходов увеличилось в 1,9 раза,При ковке стальных слитков, нагретых доковочнойтемг ературы, это приведет косты-. 30ванию слитка ниже минимально допустимойтемпературы, необходимости повторногонагрева, что существенно повышает трудоемкость изготовления заготовки. Таким образом, целесообразно выбирать разовое 35минимальное обжатие на втором этапе Н 2 ==0,2 Н 1, При Н 2 = 0,7 Н 1 толщина штангиуменьшается очень незначительно, что приводит к значительной величине припуска намеханическую обработку заготовки для удаления металла штанги (см. таблицу, и, 7).Таким образом, разовое максимальное обжатие слитка на втором этапе следует выбирать равным Н 2 = 0,6 Н 1,С целью экономии металла штанги можно изготавливать полыми. При этом уменьшается расход металла при механическойобработке заготовки для удаления металлаштанг,Штанги можно выполнять с малой толщиной стенки, а для того чтобы стенки штангпри заливке металла слитка не расплавлялись, полости штанг заполняют легкоплавким материалом, например алюминием длястальных штанг, 55Для того чтобы уменьшить отход металла в стружку при удалении металла штанг используют штанги из металла с пластическими характеристиками, в 1,2-1,5 раза превышающими пластические характеристики металла слитка, В этом случае толщина штанги после деформации уменьшается на 25 - 35"-,ь за счет равномерного распределения металла штанг по поверхности заготовки.П р и м е р 2. Используют цилиндрическую изложницудиаметром внутренней полости 650 мм с равномерно расположенными по ее внутречней поверхности вдоль образующей ме,аллическими штангами диаметром-,10 мм из стали с шагом между ними 194 мм, формируют слиток путем заливки жидкого металла (сталь 35 ХНЗМФА) в полость изложницы. После кристаллизации и охлаждения слиток раздевают, нагревают до ковочной температуры 1200-1230 С и подвергают деформации в два этапа; наэтапе осуществляют обжатие величиной 60 мм на ширине участка 120 мм, расположенном между штангами; на 1 этапе обжимают участки в области штанг в три прохода с разовым обжатием 0,5 Н 1.Формула изобретения1, Способ получения заготовок, включающий размещение в полости изложницы с поперечным круговым сечением полых макрохолодильников, заполненных легкоплавким материалом, заливку изложницы расплавом металла и последующую обработку слитка давлением, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью снижения трудоемкости ковки и себестоимости заготовок, макрохолодильники размещают по периметру полссти изложницы с шагом, равным 0,03 - 0,3 среднего диаметра полости изложницы, а обработку слитка давлением ведут двухстадийно с последовательным уменьшением величины обжатия на участках слитка, содержащих макрохолодильники, по сравнению с величиной обжатия на участках слитка, не содержащих макрохолодильников,2. Способ поп 1,отл ича ющийся тем, что соотношение величин обжатия на участках слитка, содержащих и не содержа. щих макрохолодильники, равно 0,2-0,6.3. Способ по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что чакрохолодильники используют а виде труб с наружным диаметром, равным 0 01 - О,ОЗ среднего диаметра полости изложницы, лои этом соотношение относительного удлинения материала макрохолодильников и металла слитка равчо 1,2-1.5,1616761Составитель Т.Королева Редактор М.Циткина Техред М.Моргентал Корректор С,Шевкун Заказ 4086 Тираж 626 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101