CZ415698A3 - Způsob výroby tělesa kokily a těleso kokily - Google Patents

Description

Způsob výroby tělesa kokily a těleso kokily

Oblast techniky

Vynález se týká na jedné straně způsobu výroby tělesa kokily ^;ř> podle význaků v druhové části nároku 1 a na druhé straně i tělesa kokily podle význaků druhové části nároku 5.

Dosavadní stav techniky

Kokila je jednou z nejdůležitějších součástí zařízení k plynulému lití. V ní začíná tuhnutí taveniny. Základní stavba spočívá zpravidla z vnější ocelové konstrukce a vlastního tvarovacího dílu kokily, tělesa kokily. Těleso kokily se dnes skládá téměř výhradně z mědi nebo slitiny mědi. Ocelový plášť, má úlohu držet polohu tělesa kokily a zajistit oběh vody potřebný k chlazení.

Odolnost slitin mědi proti otěru je poměrně nepatrná. Zvláště na spodku tělesa kokily je nebezpečí zvýšeného tření mezi provazcem oceli a stěnou tělesa kokily následkem rozdílů mezi geometrií tělesa kokily a chováním oceli při smršťování nebo v důsledku nedostačujícího vedení provazce pod kokilou. Tím muže vzniknout závažný otěr s odpovídající změnou tvaru kokily.

Pokrytí vrstvou chrómu vyniká v této souvislosti svou oproti niklu větší tvrdostí a s tím spojenou lepší ochranou proti otěru. Galvanické pokrytí vnitřní plochy vrstvou tvrdého i

chrómu proto poskytuje účinnou ochranu proti otěru.

Avšak kvůli rozdílným koeficientům teplotní roztažnosti materiálů tělesa kokily a ochranné vrstvě proti otěru dochází ke značným napětím v ochranné vrstvě. Při tom trpí soudržnost a je nebezpečí odprýskávání nebo vzniku trhlin.

• 4 «Ο 4 · ·· * ·· • 4« 4 4 4· 4 4 44 4

4·· 4 • · 4·· 4 4 fc «4 *·4 ··· • · 4 4 · · 4«

4· ·· 44 4444 49 ··

Podstata vynálezu

Vynález si proto, vycházeje ze stavu techniky, klade za úkol ukázat způsob výroby tělesa kokily ze zakalitelné slitiny mědi a z vnitřní ochranné vrstvy z chrómu proti otěru se zlepšenou přilnavostí mezi tělesem kokily a ochrannou vrstvou. Dále vynález směřuje ke kvalitativně vylepšenému tělesu kokily, které umožňuje vyšší životnost.

Řešení způsobové části této úlohy spočívá podle vynálezu v tělesu kokily podle nároku 1.

Podle .něj je těleso kokily skládající se ze zakalitelné slitiny mědi po uvolňovacím rozžhavení opatřeno vnitřní nanesenou vrstvou z chrómu a v souvislosti s tím zakaleno.

Tímto tepelným zpracováním še zmenší zpočátku velmi vysoká tvrdost ochranné vrstvy proti otěru, zároveň s následkem zvýšení duktility. Rozdíly v materiálových vlastnostech měděné slitiny tělesa kokily a ochranné vrstvy z chrómu proti otěru jsou potom menší, čímž je podstatně zmenšeno nebezpečí poškození vrstvy chrómu kvůli rozdílným vlastnostem.

U tělesa kokily se může kokilovou trubku nebo i o deskovou kokilu.

jednat ze zásady o jednodílnou vícedílnou licí formu, například

Podle význaků nároku 2 j.e zakalení provedeno pod ochranným plynem v redukční atmosféře. Při tom je těleso kokily přivedeno na svou konečnou pevnost.

Teplota zakalení bude uvedena v soulad s požadovanou tvrdostí ochranné vrstvy proti otěru, aby se zabránilo příliš silnému změknutí vrstvy ohromu. Přednostně je zakalení provedeno při teplotě mezi- 400° C a 550° C (nárok 3). Velmi dobré výsledky byly docíleny v praktických pokusech při teplotě 460° C pod • « · · • 4 4444 4« <4 • · · k

4 44«

4 4 ochranným plynem, přičemž trvání tepelného zpracování činilo 10 hodin. Při tom je usilováno o tvrdost ochranné vrstvy od 650 HV do 700 HV (Vickersova tvrdost). Ochranná vrstva proti otěru má potom dostatečně vysokou tvrdost, avšak vzhledem k vyšší duktilitě příznivější soudržnost a menší náchylnost

,.j k tvorbě trhlin.

J í

j Výhodná další podoba způsobu podle vynálezu je vidět v

Opatření nároku 4. Podle něj je ochranná vrstva proti otěru vytvořena jako dvouvrstevná tím, že po zakalení je vnitřní povrch dodatečně natvrdo pochromován. Chromová vrstva je vyloučena přednostně elektrolyticky.

Tímto způsobem je dosaženo vícevrstevného chromování s postupným přechodem tvrdostí. Nebezpečí tvorby trhlin a odprýsknutí je tím zřetelně sníženo. Dále je možné tímto opatřením realizovat větší tlouštky ochranné vrstvy proti, otěru.

Těleso kokily podle vynálezu je předmětně charakterizováno ve význacích nároku 5. Podstatu tvoří opatření, že tvrdost ochranné vrstvy proti otěru se snižuje směrem od povrchu ·, vnitřní dutiny k tělesu kokily.

Tím mohou být zmenšena zatížení materiálů vyplývající z rozdílných vlastností materiálů na přechodu mezi tělesem kokily a ochrannou vrstvou proti otěru.

a.

| Vycházeje . ze slitiny mědi, může být tvrdost stupňovitě τ zvyšována. Přitom nastává stupňování od měkké měděné slitiny tělesa kokily přes tvrdší chromovou vrstvu na straně trubky až k nejvyšši tvrdosti chromové vrstvy na straně vnitřního prostoru (nárok 6).

Podle význaků nároku 7 má chromová vrstva na straně trubky tvrdost mezi 500 HV a 850 HV, oproti tomu chromová vrstva na . · « . » ;

► «I · · · · ♦ ·

I · · · ι ·* *· ·· *·· ♦ · straně vnitřního prostoru má tvrdost mezi 850 HV a 1 050 HV.

Tloušťky vrstvy chrómu na straně trubky a na straně vnitřního prostoru leží přednostně právě mezi 100 /xm a 150 /xm, přičemž za obzvláště příznivou pro praxi se považuje celková tloušťka přibližně 250 /xm.

Ochranná vrstva proti otěru může mít ve směru lití konstantní tlouštíku. V zásadě je ale také možné, že tloušťka ochranné vrstvy přibývá ve směru lití. Tím je zajištěna vysoká teplota stěny v oblasti hladiny lití za současného přibývání ochrany proti otěru ve směru lití. Tímto způsobem může nastat efektivní sladění chladících úseků kokily, které jsou k dispozici pro ztuhnutí, ve věci chování litého materiálu při smršťování.

Změna tloušťky nanesené vrstvy se může dít lineárně nebo stupňovitě.

Přehled obrázků na výkrese

Vynález je následovně popsán podle příkladu provedení představeného na obrázku 1.

Příklady provedení vynálezu

Obrázek 1 znázorňuje kokilovou trubku 1 pro plynulé lití oceli. Kokilová trubka 1 lemuje dutinu formy 2, příčný průřez dutiny je na nalévacím čelním konci vyměřen jako větší než na výstupním dolním konci 4.

Základní těleso 2 kokilové.trubky 1 se skládá z měděné slitiny, přednostně z měděno-chromo-zirkoniové báze (CuCrZr).

• 9 · · * · · *1 · · · f Í ··· 9 * · * · »·· **· · · i t · v*

Na vnitřní straně 6 je kokilová trubka 1 opatřena ochrannou vrstvou 7 proti otěru, která je z chrómu. Ochranná vrstva 7 je vytvořena jako dvouvrstevná, přičemž tvrdost ochranné vrstvy 7 klesá od povrchu 8 vnitřní dutiny směrem ke kokilové trubce i, popřípadě vnitřní straně 6.

K tomu je ochranná vrstva 7 proti otěru složena ze dvou jednotlivých ochranných vrstev, chromových vrstev 9 a 10 s rozdílnou tvrdostí.

Chromová vrstva 9 na straně trubky má přednostně tvrdost 650 HV. Chromová vrstva 10 na straně vnitřní dutiny je naproti tomu tvrdší, s tvrdostí od l 000 HV do 1 050 HV.

Pro zhotovení první vrstvy chrómu 9 je kokilová trubka i popřípadě její základní těleso 5 pochromována při uvolňovacím rozžhavení a v souvislosti s tím při tepelném zpracování zakalena. Tak obdrží těleso kokily 1 svou konečnou pevnost. Vrstva chrómu 9 má potom tvrdost 650 HV. Ke zvýšení ochrany proti otěru je jako další nanesena druhá vrstva chrómu 10. která má tvrdost 1 050 HV.

Ochranná vrstva 7 proti otěru je celkem 250 μπι silná, přičemž tlouščka chromové vrstvy 10 je 150 um.

Výhoda dvouvrstvičkové ochranné vrstvy 7 proti otěru spočívá ve sníženém rozdílu mezi tvrdostí a duktilitou (vláčností) na přechodu ze základního tělesa 5 do chromové vtstvy 9, při zajištění vysoké tvrdosti na povrchu vnitřní dutiny 8 chromovou vrstvou 10.

Claims (7)

1. Způsob výroby tvarovacího tělesa kokily ze zakalitelné měděné slitiny u kokily pro zařízení na plynulé lití, při tomto způsobu je těleso kokily opatřeno vnitřníoshrannou vrstvou z- chrómu proti otěru , vyznačující se t í m , že těleso kokily je rozžhaveno k uvolnění, v souvislosti s tím je na něj nanesena ochranná vrstva proti otěru a potom je zakaleno.

2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že zakalení je provedeno v ochranné atmosféře.

3. Způsob podle nároku 1 nebo 2 , vyznačující se t í m , že zakalení je provedeno při teplotě mezi 400° C a 550° C. '

4. Způsob podle jednoho z nároku 1 až 3 , vyznačující se tím, že je vytvořena dvouvrstevná ochranná vrstva (7) proti otěru tím , že po zakalení je dodatečně natvrdo pochromován vnitřní povrch (8).

5. Těleso kokily ze zakalitelné měděné slitiny pro kokilu zařízení na plynulé lití, přičemž těleso má vnitřní ochrannou vrstvu (7) proti otěru , vyznačující s ě t í m , že tvrdost ochranné vrstvy (7) se snižuje směrem od povrchu (8) vnitřní dutiny k‘tělesu kokily (1).

6. Těleso kokily podle nároku 5, vyznačující se tím, že vnitřní ochranná vrstva (7) sestává ze dvou vrstev chrómu (9, 10) rozdílné tvrdosti, přičemž vrstva chrómu na straně vnitřní dutiny (10) je tvrdší než vrstva chrómu na straně trubky (9).

7. Těleso kokily podle nároku 5, vyznačující se tím,, že vrstva chrómu na straně trubky (9) má

4· 44 44 4 ♦ ·· ‘ tvrdost mezi 500 HV a 850 HV a vrstva chrómu na straně vnitřní dutiny (10) má tvrdost mezi- 850 HV a 1 050 HV.