Способ изготовления полых заготовок

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН а) 4 В 22 Р 7/04 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ тавлена литейнаявления предлагаемо2 - разрез А-А ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССР В 89562, кл. В 22 0 7/04, 1949Авторское свидетельство СССР У 718216, кл, В 22 1 7/04, 1980.Авторское свидетельство СССР В 722659, кл, В 22 0 7/04, 1980. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛЫХ ЗАГОТОВОК(57) Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к способам получения полых заготовок, и может быть использовано для получения полых заготовок из стальных слитков при обработке давлением. Цель изобретения - повышение качества заготовок за счет улучшения одно 1Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к способам получения полых заготовок, и может быть использовано для получения по 1 тых заготовок из стальных сли ков нри обработке давлением.Цель изобретения - повьппение качества заготовок за счет улучшения однородности механических свойств металла по сечению.На фнт 1 предсформа, для осущестго способа; на фиг,801470430 А 1 родности механических свойств металла по сечению. Способ включает Формирование слитка путем заливки металла в кольцевой зазор между многогран" ной изложницей, установленной на поддоне, и круглым полым стержнем и дальнейшую его обработку давлением на оправке. При этом используют изложницу и стержень с теплоизолируют, ющим покрытием, нанесенным на четные ребра изложницы и прилегающие к ним симметрично продольные участки граней на ширине, равной 0,3-0, 7 ширины грани, а также на продольные участки стержня шириной, равной Ю й - где Э - диаметр стержня и и - Щи число граней изложницы, расположенные напротив нечетных ребер изложницы, а деформирование слитка начинают Ъ с нечетных ребер и ведут обжатиями со степенью деформации 10-203. 6 ил., 8 2 табл. аай 2на фиг. 1; на фиг. 3 " полый слиток, сечение; на Фиг. 4 - схема протяжки полого восьмигранного слитка в нацальный момент деформирования, разрез; на фиг. 5 - то же, после первого обжатия; на Фиг, 6 - вид Б на Фиг. 5.Литейная Форма содеръит поддон 1, многогранную изложницу 2, прибыльную надставку 3 и внутренний полый стержень 4, На четных ребрах Р , Р, Р, Р внутри изложницы 2 (фиг. 2) и на. прилегающих к этим ребрам участкахграней 5 на ширине, равной 0,3-0,7 ширины грани, нанесено теплоизолирующее покрытие 6, представляющее собой, например, смесь алюмохромофосфатной связки и магнезитового порошка. На рабочей поверхности внутреннего стержня 4 на продольных участ 5"1.уЦ ках шириной равной - , где 0 - ди"УП 10 аметр стержня; и - число граней изложницы, нанесено такое же теплоизолирующее покрытие 7.Способ осуществляют следующим образом. 15Жидкий металл заливают в подготовленную литейную форму. Металл кристаллизуется, и слиток в формео охлаждают до температуры 600-800 С с образованием структуры металла в 20 слитке, состоящей из чередующихся участков 8. с развитыми длинными столб. чатыми кристаллами в местах контакта металла с поверхьвстью изложницы и стержня-оправки без теплоизолируюпе го покрытия и участков 9 структурой с равноостными кристаллами в местах контакта металла с изолированной поверхностью изложницы и стержня. При этом стык 10 встречных от изложницы .30 и стержня фройтов кристаллизации с разной структурой рассредоточивается по волнистой линии, огибающей участки с развитыми столбчатыми кристаллами (фиг. 3).35Далее извлеченный из изложницы слиток 11 передается на обработку давлением, где на оправке 1 г кузнечными вырезными бойками 13 (фиг. 4) деформируется по всей длине со стеРВ .Оипенью деформации Е = , с100%,сравной 10-20%, где Л, - исходный ди-аметр слитка; Э - диаметр после обжатия (фиг. 5 и 6). При этом обработ ку давлением начинают с нечетных ребер слитка.1.Нрименение изложницы с шириной , теплоизоляционного покрытия на прилегающих к четному ребру участках граней менее 0,3 от ширины грани не оказывает действенного влияния на кристаллическую структуру литого метал" ла, а увеличение ширины покрытия свые 0,7 от перины грани приводит к ущественному уменьшению непокрытой 1поверхности и, соответственно, к ухудшению структуры слитка, а после ковки к возрастанию неоднородности свойств металла по сечению полой заготовки (табл1).Уровень и однородность ударной вязкости металла поковок из полого слитка массой 12,0 т иэ стали 25 приведены в табл. 1.Толщиной наносимого покрытия можно регулировать теплоотвод от расплава к литейной форме в зависимости от толщины затвердевающей стенки полого слитка. С увеличением этой толщины слей покрытия повьппается. Для практического использования рекомендуется зависимость для определенияполученная в результате обработки опытных данных,Оф 0025 "сфгде С - толщина затвердевающей стенки полого слитка (фиг.1).П р и м е р. Изготавливают полуюзаготовку типа обечайки (наружный диаметр 2240 мм, внутренний диаметр640 мм, длина 3300 мм) из пологослитка массой 140 т из сталя 40.Параметры полого слитка: количество граней 1 г; диаметр описанной окружности в верхней (прибыльной) части 2890 мм; диаметр описанной окружности в нижней (донной) части слитка2790 мм; высота средней части слитка 2630 мм; диаметр (внутренний)стержня 690 мм; диаметр (наружный)стержня 750 мм; ширина грани Ь == 740 мм.Для отливки полого слитка собирают литейную оснастку по схеме (фиг. 1 и г),На четные ребра корпуса изложницы и на прилегающие к этим ребрам участки граней шириной 1, = 0,5ф 740370 мм наносят по всей высоте теплоизолирующее покрытне (АХФС и магнезитовый порошок). Такое же покрытие со стороны нечетных ребер корпуса изложницы наносят на стерв 750ень ириной 1 ф " гТолщину наносимого покрытия определяют по зависимости с = 0,0025О 00 5( 2890 - 750)Производят сушку формы при 70 о90 С в течение г ч. Затем в изложницу заливают жидкий металл из ковша5 1 470430при температуре 1420 С. Продолжительность отливки тела слитка 16 мин30 с, прибыли 11 мин 45 с,Дпя ускоренного охлаждения внутренней зоны полого слитка применяютпять металлических сердечников диаметром 590 мм, которые заменяют соответственно через 30, 53, 60, 60и 85 мин, После охлаждения. слиткав изложнице в течение 22 ч 40 минего извлекают и с температурой поверхности 750 С передают на ковку,Подогретый до ковочной температуры(1200-1220 С) слиток надевают наконическую оправку (меньший диаметроправки 600 мм, больший диаметр640 мм) и в вырезных бойках с угломвыреза с = 110 шириной В = 800 ммдеформируют, начиная с нечетных ребер со степенью деформации 10-127по всей длине слитка (пресс усилием60 ИБ и рабочим ходом 145-150 мм),После первого прохода слиток канотуют на оправке на 90 и с той жестепенью деформации осуществляют второй проход на всю длину заготовки.Затем продолжают ковку до заданныхразмеров.Откованную заготовку подвергаютотжигу при температуре 650 С дляснятия напряжений производят обдирку, передают на термическую (нормализация при 880-890 С с отпуском680 С), затем механическую обработку с последующим контролем УЗК иштатными испытаниями,Результаты штатных испьгганий поковки из полых слитков массой 145 тприведены в табл.2,Как следует из данных табл. 2,при изготовлении полых заготовок попредлагаемому способу по сравнению 5с известным повышается качество изделий за счет повышения уровня иоднородности механических свойств.За счет этого появляется возможностьувеличить гарантийный срок службы 10 польгх изделий - в 1,2 раза. Формула изобретения Способ изготовления полых загото 15 вок, включающий формирование слиткапутем заливки металла в кольцевойзазор между изложницей, установленной на поддоне, и круглым полым"тержнем и дальнейшую его обработку20 давлением на оправке, о т л и ч аю щ и й с я тем что, с целью повышения качества заготовок за счетулучшения однородности механическихсвойств металла по сечению, исполь 25 зуют многогранную изложницу и стержень с теплоизолирующим покрытием,нанесенным на четные ребра изложницыи прилегающие к ним симметрично продольные участки граней на ширине,ЗО равной 0,3-0,7 ширины граня, а такжена продольные участки стержня шириной,ФйР 0равной (0,9-1,1) - , где Э - диаметрстержня и п. - число граней изложницы,35 расположенные напротив нечетных реберизложницы, а деформирование слиткапри последующей обработке давлениемначинают с нечетных ребер и ведутобжатиями со степенью деформации 10 р40 203,Таблица 1 0,53, О,З3 074 0,3О,йВф щ иай. 0,й7 6,5 13.780 15 . 770 35 765 16 770 20 760 ВО фВфузййм ребрам13 . 415 И 425 840 850 850 840 840 . 0,93 0,91 0,90 0,92 0,91 830.830 0,49.0,51 П ииечаива ЬС теоизкщего иокрытия на участке грани, прювааацеи к четному ребру 3, Е - степень дейормв.ции.1470430 Т а б л и ц а 2 Механические свойства 1 Г Сталь 40 145 1960 1990 у 1 600 Требования ТУ 1250 1800 1200 Требования ТУ Масса слитке т Марка стали 6 в бо, 8 7 у Х КСБ кДж/м По предлагаемому способу590 310 24,5 39,5590 310 25,0 39,0Ъ 550 РР 280 320 ;30По известному способу550 280 16,5 30;5500 260 14,0 26,53480 240 120 рф 51470430 Редакт Тираи 710 Подписноетэенного комитета по иэобретениям и открытиям 113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5 и ГКНТ СС оиаводственно-издательский комбинат "Патент",город, ул. Гагарина аказ 1415/12ВНИИПИ Госуд Составитель ица Техред ЧеД