Способ центробежной отливки прокатных валков

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ФиГ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 150279 (21) 2726273 у 22-02 (51)м д3 с присоединением заявки Мо В 22 О 13/00 Государственный комитет СССР но делам изобретений н открытий(72) Авторы изобретения В.И. Аверин н Г.М. Белокопытов 71) Заявитель пропетровский ордена Трудового Красно Знамени:, металлургический институт 4) СПОСОБ ЦЕНТРОБЕЖНОЙ ОТЛИВКИ ПРОКАТНЫХ ВАЛКО Изобретение относится к литейному производству, в частности к технологии центробежного литья.Известен способ изготовления прокатных валков с износостойким поверх ностным слоем по следующей технологии, В подогретую до 300-400 оС вращаемую изложницу заливают расплав, образующий слой белого чугуна толщиной 20-50 мм и, по достижении послед О ним 0,95-1,1 температуры солидус, засыпают разделенный слой маршаллита толщиной 0,5-1,5 мм, подают расчетное количество порошка твердого тугоплавкого соединения, увеличивая ско рость вращения изложницы в 1,5-2,0 раза, После прогрева порошка теплом предварительно залитого чугуна до температуры 900-950 еС заливают перегретый на 300-400 С выше температуры .2 солидус связующий расплав. После кристаллизации отливку извлекают нэ изложницы, наружный слой белого чугуна отделяют от валка и. в результате получают прокатный валок с легированным твердыми тугоплавкими соединения.- ми износостойким рабочим слоем 1 .К недостаткам способа следует отнести трудозатраты на отделение слоя белого чугуна, наличие двух плавиль ных агрегатов для приготовления белого и связующего расплавов, а также необходимость засыпки разделительного слоя маршаллита.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ центробежной отливки прокатных валков, включающий ввод расчетного количества легирующего порошка в расплав при заливке.его во вращающуюся изложницу, причем с целью получения износостойкого поверхностного слоя валка; легирующий порошок дисперсностью 0,05-0,65 мм перед вводом в перегретый на 200-400 ОС выше температуры ликвидуса заливаемого расплава подогревают до 400-900 оС, при этом удельный вес легирующего порошка в 1,5-2,5 раза выше удельного веса заливаемого расплава 2 .Недостатком этого способа является получение в сердцевине валка материала с низкой прочностью, так как заливаемый связующий расплав представляет собой нелегированный серый чугун звтектического состава и не обладает удовлетворяющими прочностными характеристиками.Цель изобретения - повышение. прочности материала сердцевины валков.30 35 40 45 50 55 60 Указанная цель достигается тем, что в способе центробежной отливки прокатных валков, включающем ввод расчетного количества легирующего порошка в расплав при заливке его вовращающуюся изложницу, причем легирующий порошок дисперсностью 0,05- 0,65 мм перед вводом в перегретый на 200-400 С выше температуры ликвидуса заливаемого расплава подогревают до 40.0-900 С, при этом удельный вес легирующего порошка в 1,5-2,5 раза выше удельного веса заливаемого расплава, одновременно с вводом легирующего порошка на свободную поверхность заливаемого расплава вводят предварительно подогретый до 300-400 оС модификатор фракцией 1-3 мм в количестве 2,0-2,5 от веса доливаембго расплава, с удельным весом в 1,5-2,5 раза ниже удельного веса заливаемого расплава, после чего осуществляют доливку расплава для придания окончательной формы отливки, причем скорость вращения изложницы с начала доливки увеличива. - ют в 1,45-1,6 раза.Под действием центробежных сил частицы легирующего порошка распределяются на наружной рабочей поверхности отливки, образуя в ней иэносостойкий слой. Модификатор оказывает свое воздействие на ту порцию расплава, которую доливают в форму сразу же после засыпки порошков и предназначенную для формирования окончательных размеров отливки.После кристаллизации отливку извлекают из изложницы и получают заготовку прокатного валка с заданными свойствами, т,е. с иэносостойкой рабочей поверхностью и прочной вязкой сердцевиной.Перед употреблением модификаторО необходимо прокаливать при 300-400 С, так как неподогретый и влажный порошок захолаживает расплав и ускоряет его кристаллизацию. При температурах выше 400 С возможен окислительный процесс и потеря эффективности применяемого модификатора. Размер зерен модификатора (1-3 мм) выбран в зависимости от металлоемкости Формы. Зерна фракцией менее 1 мм легко окисляются и уносятся с газами или запутываются в шлаке, а зерна. фракцией больше 3 мм предназначены для более металлоемких форм. Во избежание окисления дробить модификатор нужно не бо 4 ее чем за 12 ч до присадки; он должен быть чистым, сухим, не окисленным. Оптимальную величину присадки определяют серией предварительных плавок, При введении в расплав 2,0-2,5 дробленого модификатора происходит образование шаровидного графита. Введение же в расплав добавок менее 2,0 - к образованию высокопрочного чугуна с шаровидным графитом не приводит, а введение добавок более 2,5нецелесообразно в целях зкономии модификатора. При отливке применяют нелегированный серый чугун эвтектического состава, порошок перлита дисперсностью 0,05-0,65 мм и модификатор ЖКМК(ТУ 14-5-39-74) с удельным весом 3,0-4,5 г/смб, что в 1,5-2,5 раза ниже удельного веса заливаемого расплава.Целесообразность применения модификатора с малым удельным весом обос. нована тем, что под действием центростремительных сил он вытесняется на свободную поверхность, оказывач свое модифицирующее воздействие на доливаемую порцию расплава. Скорость вращения изложницы в зависимости от внут. реннего диаметра отливки увеличивают в 1,45-1,6 раза, Увеличение скорости вращения изложницы менее, чем в 1,45 раза вызывает "дождевание" расплавленного металла в форме.Завышение скорости вращения изложницы более, чем в 1,6 раза вызывает ,образование трещин и засоров в отливке, вибрацию машины, что приводит к ее быстрому износу,С целью получения сравнительных данных на центробежной машине модели 553-2 проведена отливка партии опытных валков с наружным диаметром320 мм, внутренним диаметром 70 мм ишириной 120 мм. Один валок отлит по методике, описанной в известном способе, а последующие - по предлагаемой.Во вращаемую со скоростью 600- 650 об/мин, изложницу подогретую до 200 С, вводят расплав, заполняющийо50 объема формы. Затем производят ввод на свободную поверхность жИдкого металла расчетного количества подогретого до 400-900 С легирующего порошка дисперсностью 0,05-0,65 мм с удельным весом в 1,5-2,5 раза выше удельного веса заливаемого расплава. Одновременно с вводом легирующего порошка на свободную поверхность залитого расплава вводят предварительно подогретый до 200-450 С модификатор ЖКМКс удельным весом 3,0.-4,5 г/см фракцией 0,5-5,0 мм в количестве 1,0-4,0 от.веса доливаемого расплава, Варьирование вышЕперечисленными параметрами производят с целью установления оптимальной технологии отливки прокатных валков с композиционным износостойким рабочим слоем и высоко- прочной сердцевиной.После ввода легирующего порошка и дробленого модификатора В полость формы производят доливку расплава до придания окончательной формы отливки, При этом скорость вращения изложницы увеличивают до 900-950 об/мин.Качество материала сердцевины валка определяют металлографическим ана 789228лиэом и путем механических испытаний вырезанных из нее образцов. Усвоение М определяют спектральным анализом,В таблице приведены основные технологические параметры отливки прокатных валков с износостойким композиционным слоем и высокопрочной сердцевиной по предлагаемому способу в сравнении с известным.Предел прочности при растяжении уопытных образцов на 10-17 выше предела прочности материала полученного известным способом.Использование предлагаемого способа центробежной отливки прокатных валков обеспечивает по сравнению с существующими способами воэможность получения высокопрочного материала сердцевины валков непосредственно в полости центробежно-литейной формы,а также наличие одного плавильного агрегата, позволяющего получать прокатные валки с композиционным износостойким рабочим слоем и высокопрочной сердцевиной.сй Ю 0 СО Л О 1МО1 ООс" сЧ сР сР М суЮЮЮ ОСа, СО Ю сйс с ГГЬс Я ДК 1х х охх овк ауо к ая Г. ф К1 оо ЕЦ сХ днй 1х д.2 Эхо ицо 1 11 1 1 11 О од Е дх 2 6 Ц Е 1 3 о а хф "с еоо цхо А Х 1 нхх охх оэср ауо йад одх О О О Л МЛ Ю Ю сО ОООО ОООМ Ю 0 сО ЧР осБ хЯ Баалех о ОЪ И (Ч сРс О О 1 1 Л Ю О й сО О Л Л сУ 0 О О 1 1 Л Л Г 4 сУ с с О О 1 Л Л М ЮсО Ю с ООО 1 1 1 Л О Л с сФ Ю с с с ООО О О О О О О Ч сУ сФ 11 6 2Е ааВ 6С ЮМФ ОЛО О О О с сО ООЛ О) 1 с ГЧ сс"1 1 Ю О СЧ с с Ф 1 1х 1х хЯЗЖРФ цааооОЕн ЛО Ос1 ММ1 Л 11 с Ю Лс ст- ГЧ (Ч Ю Л 1 О1 Лс О1 1 1 1 ХН 1 О ХРО ОЕ цх овофжоохЬ д д Ц ГОЛОс-1 т(Ч О ОО сГЧ МФ1 1Гч Гч а й С Б ГГф о 1 Х 1 1 1 хваххцР 1 ай ЭхХ Р 1о6 Рдхх оР Кх о6 ДЕ о 1 1 6 о, ц а 6 д и н о о х о хЙосЕОЕоО 1".о1 ХЕО 1Н Х 1 ГГХХ 1 хц х ООО ЛОО ЛМО сРОй О 1 О 1 О 1 О 1 О 1 О 1 о1 ОООО Х Ц ОООО Х ЖИ мм(чм ц дО ООО ООО ОЮО ООЛ (Ч(ЧМ МФф 4 1"1 Ч М сФ Л 0 Л 1 х х е Ф Эха аэГч в ай В ч 2 2 х на х ц хЦ Ф ааа Р 166 ЙЯдс10 789228 Формула изобретения Составитель В.ВасехинРедактор Т.Кугрышева ТехредА,Щепанская, Корректор,О.Билак.Заказ 8936/10 Тираж 889 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Иосква, Ж,.Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Способ центробежной отливки прокатных валков, включающий заливку расплава и ввод расчетного количества легирующего порошка в расплав при заливке его во вращаемую изложницу, а легирующий порошок перед вводом в расплав подогревают, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения прочности материала сердцевины валков, одновременно с вводом легирующегс порошка на свободную поверхность заливаемого расплава вводят предварительно подогреваемый до 300-400 ОС модификатор фракцией 1-3 мм в количестве 2,0-2,5 от веса доливаемого расплава, с удельным весом в 1,5-2,5 раза ниже удельного веса заливаемого расплава, после чего осуществляют заливку расплава до окончательного заполнения формы, причем скорость вра-щения изложницы с начала доливки увеличивают в 1,45-1,6 раза. Источники информации,Я принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 485819, кл. В 22 О 13/00, 1973,2. Авторское свидетельство СССР9 605676, кл. В 22 О 13/00, 1976.