NO160335B - Fremgangsmaate for fremstilling av roerkokiller. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for fremstilling

av en rørkokille med rektangulært hhv. kvadratisk tverrsnitt for stangstøping av høytsmeltende metaller, spesielt stål, bestående av et kokillelegeme av kobber eller en kobberlegering og dessuten av et slitefast belegg på den overflate som er vendt mot smeiten.

Som kjent må stangstøpekokiller for stangstøping av høytsmeltende metaller, som jern og stål, bestå av et materiale med høy varmeledningsevne og med en veggtykkelse som i alle tilfeller minst må velges så stor at den på til-strekkelig måte vil kunne motstå de forventede mekaniske påkjenninger.

På grunn av dets høye varmeledningsevne har kobber vunnet innpass som materiale for kokiller. Da kobberets mekaniske egenskaper ikke var tilstrekkelige på flere om-råder, har i den senere tid stangstøpekokiller av en lav-legert kobberlegering vist seg mer fordelaktig, idet den noe lavere varmeledningsverdi bevisst er blitt tatt i be-traktning.

Det er en ulempe ved stangstøpekokiller av kobber

eller kobberlegeringer ved stangstøping av stål at visse stålkvaliteter tar opp kobber, hvilket fører til korn-grensediffusjon og dermed til den fryktede rødskjørhet for stålet.

Det er derfor allerede blitt foreslått å påføre slitefaste overtrekk på den overflate som befinner seg i berøring med smeiten. Disse overtrekk skal på den ene side øke kokillens slitefasthet og derved levealder og dessuten muliggjøre høyere støpehastigheter på grunn av nedsatt friksjon mellom støpestangen og kokillen.

Det er således allerede blitt foreslått å forsyne kokiller elektrolytisk med et krom- hhv. nikkelskikt på

den overflate som befinner seg i berøring med smeiten.

Disse skikt er særpregede ved at de har en god slitefast-

het og dessuten gode glideegenskaper. Ved fremstilling av rørkokiller med rektangulært hhv. kvadratisk tverr-

snitt oppstår imidlertid vanskeligheter da en jevn skikt-påføring, spesielt innen radiusene hhv. i

hjørnene ikke er mulig på grunn av elektrolyttbadets dårlige dekkevne. Dette medfører at ved skikttykkelser på over 150yum vil en rørkokilles innvendige kontur forandre seg slik at kokillene ikke lenger er egnede for støping ("keyhole"-effekt).

Det tas ved oppfinnelsen sikte på å tilveiebringe en fremgangsmåte som gjør det mulig å fremstille rørkokiller med rektangulært hhv. kvadratisk tverrsnitt og som på den overflate som er vendt mot smeiten, er forsynt med et elektrolytisk påført, slitefast skikt med en veggtykkelse av minst 150^um.

Denne oppgave løses ifølge oppfinnelsen ved at et rundrør fremstilt ved pressing og/eller valsing og/eller trekking, forsynes innvendig med et elektrolytisk skikt, hvorefter komposittrøret formforandres til et rør med rektangulært . hhv. kvadratisk tverrsnitt.

Det har fullstendig overraskende vist seg at ved den påfølgende formforandring av komposittrøret til et rektangulært hhv. til et rør med kvadratisk tverrsnitt oppfører det elektrolytisk dannede skikt seg på samme måte som kobber-røret, og en rørkokille fås med et skikt med en veggtykkelse som også efter formforandringen er fullstendig jevn,

spesielt også innen området for radiusene.

Komposittrøret blir fortrinnsvis glødet ved 500-1000<w>C efter skiktpåføringen for å oppnå et diffusjonsskikt mellom det påførte skikt og grunnlegemet. En deformering av rør-kokillen som efter omstendighetene kan oppstå ved glødingen, kan igjen oppheves ved hjelp av den påfølgende kaldformning.

Det er gunstig å forsyne røret med et nikkelskikt med

en veggtykkelse av minst 150yUm. Sammenlignet med krom foretrekkes nikkel fordi et elektrolytisk dannet krom-

skikt praktisk talt ikke kan kaldformes. Hardheten for nikkel som er lavere enn for krom og som er av betydning for skiktets slitefasthet, kan kompenseres ved anvendelse av nikkel ved at faste partikler, f.eks. i form av silicium-carbid, tilføres elektrolytten. De faste partikler blir innleiret i nikkelkrystallgitteret ved elektrolysen og fører dermed til en vesentlig økning av fastheten samtidig

som varmeledningsevnen bare avtar svakt. Veggtykkelsen for det utskilte skikt skal være minst 150^um og kan være opp til 4 mm. Det er derved i overensstemmelse med de for-skjellige slitasjepåkjenninger mulig å tilpasse kokillenes levealder til de praktiske behov. Eventuelt kan også en mekanisk efterbearbeiding utføres.

Formforandringen av komposittrøret utføres med for-

del ved trekking ved hjelp av dor og matrise. Det oppnås derved at såvel kobberskiktets som slitasjeskiktets veggtykkelse avtar jevnt under erholdelse av en rørkokille med de ønskede dimensjoner. Dersom det kreves rørkokiller med de høyeste krav til dimensjonsnøyaktighet, er det gunstig efter trekkingen å efterkalibrere rørkokillen ved eksplosjonsformning. Ved denne fremgangsmåte føres en dor med rektangulært hhv. kvadratisk tverrsnitt inn i rør-kokillen, og denne blir formet rundt doren ved eksplosjons-virkning. Dersom en krum dor anvendes for denne fremgangsmåte, fås en såkalt krum kokille. For fremstilling av krumme rørkokiller kan det imidlertid også være gunstig å innføre en krum dor med rektangulært eller kvadratisk tverrsnitt i de trukkede rør og å trykke rør og dor sammen gjennom en matrise.

Dersom et rør med vesentlig større veggtykkelse og/ eller lengde enn den ferdige rørkokille forsynes elektrolytisk med et skikt, det skiktpåførte rør formes til et rør med rektangulært eller kvadratisk tverrsnitt, og kokillerør med ønsket lengde derefter avdeles fra røret, fås en spesielt økonomisk fremstillingsmetode. Den tidkrevende elektrolytiske prosess blir bare utført én gang ved denne anvendelse av et f.eks. langt rør for fremstilling av flere rørkokiller. Det er i den forbindelse av vesentlig betydning at veggtykkelsen for det elektrolytisk avsatte skikt velges større enn hva som kreves for den ferdige kokille, fordi veggtykkelsen som kjent blir redusert ved de påfølgende trekkeprosesser. Det samme gjelder dersom et rør med vesentlig større veggtykkelse anvendes ved elektrolysen. Ved de påfølgende trekkeprosesser fås likeledes et rør med stor lengde på grunn av. tverrsnittsreduksjonen, og fra dette lange rør kan de ferdige kokiller avdeles med den ønskede lengde.

Det elektrolytisk skiktpåførte rør kan med fordel først trekkes ned til et rør med mindre tverrsnittsdimen-sjoner, og nærmere bestemt i ett eller flere arbeidstrinn, og først derefter formfor.andres til firkant- hhv. rek-tangulære rør. Den ovenfor beskrevne diffusjonsgløding kan da ved trekking i flere trinn utføres som en mellomgløding. Gløding umiddelbart før formforandringen til rektangel- eller kvadratform er også mulig.

Oppfinnelsen er nærmere beskrevet ved hjelp av noen eksempler.

Eksempel 1

Et kobberrørstykke med en lengde av 850 mm, en veggtykkelse av 10,5 mm og en utvendig diameter av 189 mm blir i et elektrolysebad påført et nikkelskikt på 950^um. Kobber-rørstykket er da innkoblet som katode, mens en anode er an-ordnet i kobberrørstykkets indre med den samme avstand til den innvendige overflate av kobberrørstykket. Den ytre overflate som ikke skal forsynes med et skikt, og dessuten kobberrørstykkets endeflater er forsynt med et skikt av en lakk som ikke leder elektrisk strøm. Efter at den ønskede veggtykkelse er blitt nådd, blir rørstykket fjernet fra badet. Det sirkelrunde -rørstykke blir formet til et rør med rektangulært eller kvadratisk tverrsnitt i en egnet formningsmaskin, f.eks. en kjeftetrykkmaskin. En krum, kjegleformig dor med et tilsvarende rektangulært eller kvadratisk tverrsnitt drives inn i dette på forhånd formede rørstykke, og doren og rørstykket blir sammen trykket gjennom en matrise. Det ferdige kokillerør har de føl-gende dimensjoner: 122,6 x 138 mm

veggtykkelse 7,7 mm

lengde 801 mm

bøyeradius 4939 mm

Ni-skikt TOOyXm.

Eksempel 2

Et nikkelskikt med en veggtykkelse av 1300^um blir elektrolytisk utskilt på den innvendige overflate av et kobberrør med en lengde av 2,1 m, en utvendig diameter av 300 mm og en veggtykkelse av 24 mm. Dette rør blir først i flere trekkinger trukket ned til et rundt rør med en utvendig diameter av 277,8 mm og en veggtykkelse av 22 mm ved anvendelse av en dor og en matrise. Røret blir derefter glødet i flere timer ved 650°C, hvorved et diffusjonsskikt dannes mellom nikkel- og kobberskiktet. En dor med rektangulært tverrsnitt føres inn i det glødede rør, og røret blir trukket gjennom en matrise som også har en rektangulær åpning. Dette rør har følgende dimensjoner:

utvendig 214,4 x 150,4 mm

innvendig 194,2 x 130,2 mm

Nikkelskiktets tykkelse er ca. 1028^um.

Rørstykker deles nu av fra røret i overensstemmelse med kokillelengden, og en krum, kjegleformig dor med rektangulært tverrsnitt trykkes inn i disse rørstykker, og kokilleveggen formes på doren ved hjelp av eksplosjonsformning. Som beskrevet ovenfor kan dor og kokillerør også trykkes gjennom en matrise.

Såvel ved utførelsesformen ifølge eksempel 1 som ved utførelsesformen ifølge eksempel 2 kan et annet elektrolytisk påført skikt anvendes (bl.a. av en nikkellegering) istedenfor skiktet av ren nikkel. For eksempel kan siliciumcarbidstøv tilføres elektrolytten, og dette vil bli innleiret i nikkel-gitteret.

Dersom det er nødvendig med rørkokiller med flens, kan flensene festes til kokillerøret, fortrinnsvis ved elektronstrålesveising, efter formforandringen til den rek-tangulære form hnv. kvadratformen.

Claims (6)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av en rørkokille med rektangulært, hhv. kvadratisk tverrsnitt for stangstøping av høytsmeltende metaller, spesielt stål, bestående av et kokillelegeme av kobber eller en kobberlegering og dessuten av et slitefast skikt på den overflate som er vendt mot smeiten,karakterisert ved at et rundrør som er blitt fremstilt ved pressing og/eller valsing og/eller trekking, forsynes innvendig med et elektrolytisk skikt, hvorefter komposittrøret formforandres til et rør med rektangulært hhv. kvadratisk tverrsnitt.
2. 2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert ved at røret forsynes med et nikkelskikt med en veggtykkelse av minst 150yUm.
3. 3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at formforandringen ut-føres ved trekking ved anvendelse av dor og matrise.
4. 4. Fremgangsmåte ifølge krav 3,karakterisert ved at efter formforandringen ved trekking blir rørkokillen efterkalibrert ved hjelp av eksplosjonsformning.
5. 5. Fremgangsmåte ifølge krav 3 for fremstiling av krumme rørkokiller,karakterisert ved at en krum dor med rek- .tangulært eller kvadratisk tverrsnitt føres inn i de trukkede rør og at rør og dor sammen trykkes gjennom en matrise.
6. 6. Fremgangsmåte ifølge krav 1-5,karakterisert ved at et rør med vesentlig større veggtykkelse og/eller lengde enn den ferdige rør-kokille forsynes elektrolytisk med et skikt, at det skikt-påførte rør formforandres til røret med rektangulært eller kvadratisk tverrsnitt, og at kokillerørene med den ønskede lengde derefter avdeles fra røret.