CS269391B1 - Způsob odléváni a chlazeni dutých předlitků - Google Patents

Abstract

Účelem řeSení je dosažení vysoké' chemické i strukturní homogenity dutých předlltků. Za tim účelem je předliteK v dutině v průběhu tuhnutí ochlazován tekutým dusíkem, který proudí přívodem, vytvořeným v jádře.

Description

CS 269391 Bl 1

Vynález ee týká způsobu odléváni a chlazení dutých předlitků. Duté součásti sevyrábějí obvykle jako odlitky nebo jako výkovky. Při prvém, slévárenském způsobu vý-roby se na kvalitě odlitku negativně projevuje chemická nehomogenita, vznikající zá-konitě v důsledku selektivního charakteru tuhnutí a uplatňující se u všech technickýchslitin s intervalem tuhnutí. Selektivita tuhnutí je u tohoto způsobu výroby podporová-na pomalým odvodem tepla, podmíněným nepříznivými tepelně fyzikálními charakteristi-kami formovacích materiálů. Chemická nehomogenita má potom za následek nestejnoro-dost mechanických vlastností, jejichž úroveň značně klesá v partiích odlitků obohace-ných segregacemi. Tím se snižují užitné vlastnosti finálního výrobku. Dalěí způsob vý-roby dutých součástí, kovárenský, spočívá v tom, že se ingot spěchuje a jeho středováčást, obohacená seregacemi, se odstraní vyděrováním a zbývající část se potom tvářína definitivní tvar, De třeba podotknout, že i v této části se vyskytují segregace,zejména typu A a jsou příčinou výše uvedených nedostatků i u tohoto způsobu. Nevýho-dou obou výrobních postupů je nízké využití tekutého kovu. Poměrně nejdokonalejšímvýrobním postupem dutých součástí je výroba z ingotů s částečně nebo úplně předlitoudutinou v podélné ose. Dutina je vytvořena bud jádrem z formovacího materiálu, neboplným kovovým jádrem nebo dutým jádrem ochlazovaným proudícím vzduchem. Účinnost přiovlivňování procesu tuhnutí dutého předlitků je u všech tří druhů jader rozdílná.

Nejméně působí na urychlení odvodu tepla z tuhnoucího předlitků jádro z formovacíhomateriálu, jehož ochlazovací funkce pomine po nasycení teplem. Předlitky, vyrobenéza použití jádra z formovacích materiálů, mají poměrně markantní stvolové vycezeniny.Účinnější vliv na potlačení segregací mé kovové jádro, avšak jen tehdy, je-li dodrže-no určité rozmezí relace mezi hmotnostmi předlitků a jádra. Kromě toho u větších prů-měrů předlévané dutiny.vzniká nebezpečí výskytu trhlin v důsledku brzděného srarštová-ní odlitku. Přitom lineární smrštění dosahuje takových absolutních hodnot, že ani ná-mazek, nanesený na povrch kovového jádra, nemůže vznikající pnutí eliminovat. Relativněnejúčinnější z hlediska odvodu tepla a také nejuniverzélnější je způsob vytvoření duti-ny jádrem z trubky, která je na vnitřním povrchu ochlazována vzduchem a na vnějším po-vrchu pokrytá námazkem. Přesto však se v tepelné ose předlitků nacházejí segregace, i· přičemž jejich výraznost je v důsledku rozptýlení na větší objem méně výrazná.

Uvedené nedostatky odstraňuje způsob výroby dutých předlitků podle vynálezu, je-hož podstatou je, že během tuhnutí se předlitek v dutině ochlazuje tekutým dusíkem. Výhodou způsobu výroby dutých předlitků podle vynálezu je zaručení jejich vysokéchemické i strukturní homogenity jak v horizontálním, tak ve vertikálním směru, potla-čení výraznosti segregací a vysoké využití kovu. V důsledku použití tekutého dusíkuse dosáhne řádově stejného odvodu tepla z tuhnoucího předlitků z vnějšího a z vnitřní-ho povrchu. Doba tuhnutí celého předlitků se tím minimalizuje a tepelný střed je přituhnuti totožný s geometrickou osou řezu předlitků. Výsledkem je nejnižší stupen výsky-tu segregací a nejvyšší dosažitelná rovnoměrnost chemického složení po průřezu předlit-ku. Vysoká kvalita dutých ingotů umožňuje jejich použití pro velmi náročné výkovky, ja-ko například součásti zařízení jaderné energetiky, tlakové nádoby a podobně. Déle jevýhodou to, že v důsledku snížení počtu kovárenských operací a s tím spojených potřeb-ných ohřevů předkovků, dochází k podstatnému snížení spotřeby energie a ke zkrácení do-by výrobního cyklu.

Na připojené® výkresu je znázorněno příkladné provedení licí soupravy v řezu přiodlévání způsobu podle vynálezu. □ako příklad k bližšímu objasnění způsobu podle vynálezu lze uvést odlévání duté-ho ingotu o hmotnosti 47 t,o rozměrech - průměr 1 643 mm a délce 2 810 mm. Licí soupra-vu tvořila horní 2 a spodní podložka 2, v nichž byla zabudována vtoková soustava 3. Napodložkách 2, 2 byla postavena kokila 4 běžného typu polygonálního průřezu s kladnýmúkosem, v jejíž horní části byly vsazeny tepelně izolační elementy 5, aédro 6, o vnějšímprůměru 550 mm, bylo spodní částí veazeno do licí horní podložky 2 a jeho poloha bylanahoře vystředěna rozpěrným křížem 7. Horní část jádra 6 byla také opatřena tepelně izo-

Claims (1)

1. 2 CS 269391 B1 lačním prstencem 8. Ocel, které byla vakuově zpracována, se nalévala z licí pánve donálevky 9, protékala vtokovou soustavou 3 a postupně plnila kokilu 4 na stanovenouvýšku. Oiž od začátku odléváni se středové jádro 6 ochlazovalo tekutým dusíkem, kterýse přiváděl trubkou 10 do dolní části jádra 6. Ochlazování jádra 6 pak pokračovalo ipo podstatnou část doby tuhnuti. Po úplném ztuhnuti ingotu se vyjmula středová částjádra 6 a ingot se stripoval z kokily 4. Kontrolní chemický rozbor dutého ingotu, provedený ve dvou třetinách výšky, pro-kázal velmi dobrou homogenitu. Vzorky na rozbor byly přitom odebrány ve vzdálenosti30 mm od vnějšího e vnitřního povrchu ingotu a ze středu jeho tloušťky. Tabulka uvádí výsledky chemických rozborů nejdůležitějších prvků. Tab. Chemické složeni v % hmot. Místo odběru C Mn Si P s tavební analysa 0,18 0,66 0,26 0,016 0,014 vnější povrch 0,16 0,63 o;25 0,017 0,012 střed tloušťky 0,19 0,67 0,27 0,014 0,015 vnitřní povrch 0,17 0,64 0,24 0,015 0,011 Rozbor makrostruktury a Baumanovy otisky, odebrané z podélného řezu dutého ingotpotvrdily, že segregace jsou velmi nevýrazné a rozptýlené ve středu tlouščky.Alternativně je možno doplnit technologii odlévání i chlazení kokily 4 kanálky s pří-vodem kapalného plynu spodem pro zvýšení teplotního gradientu. Způsob výroby dutých předlitků podle vynálezu může být využit i pro odlévání spe·cielních odlitků ze slitin mědi, na které jsou kladeny vysoké požadavky z hlediska ho.mogenity, jako například pro stavěči matice válcovacích stolic. PŘEDMĚT VYNÁLEZU Způsob odlévání a chlazení dutých předlitků, vyznačující se tím, že během tuhnu-tí se předlitek v dutině ochlazuje tekutým dusíkem. 1 Výkres