RU2067914C1 - Method of centrifugal casting of hollow products - Google Patents
Method of centrifugal casting of hollow products Download PDFInfo
- Publication number
- RU2067914C1 RU2067914C1 SU5012818A RU2067914C1 RU 2067914 C1 RU2067914 C1 RU 2067914C1 SU 5012818 A SU5012818 A SU 5012818A RU 2067914 C1 RU2067914 C1 RU 2067914C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- alloying
- product
- metal
- casting
- inner layer
- Prior art date
Links
Landscapes
- Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к литейному производству, в частности к технологии центробежного литья полых изделий. The invention relates to foundry, in particular to the technology of centrifugal casting of hollow products.
Известен способ центробежной отливки прокатных валков /а.с. N 605676, кл. B 22 D 13/00, опубл. 05.04.78, Б.И. N 17/, в котором с целью получения износостойкого поверхностного слоя вводят подогретый до 400-900oC легирующий порошок с удельным весом в 1,5-2,5 раза выше удельного веса заливаемого расплава.A known method of centrifugal casting of rolling rolls / a.s. N 605676, cl. B 22 D 13/00, publ. 04/05/78, B.I. N 17 /, in which, in order to obtain a wear-resistant surface layer, alloying powder heated to 400-900 ° C is introduced with a specific gravity of 1.5-2.5 times higher than the specific gravity of the molten melt.
Этот способ легирования и повышения износостойкости поверхностного слоя заключается в том, что вводимый легирующий порошок, например карбид вольфрама, под действием центробежных сил центрифугируется к наружной поверхности, образуя композиционный слой неравномерной твердости и износостойкости по сечению. This method of alloying and increasing the wear resistance of the surface layer consists in the fact that the introduced alloying powder, for example, tungsten carbide, is centrifuged by the action of centrifugal forces to the outer surface, forming a composite layer of uneven hardness and wear resistance over the cross section.
Указанный способ не приемлем для легирования наружного слоя легирующими порошками с меньшим удельным весом заливаемого расплава, а также для защиты внутренней поверхности наружного слоя от окисления с целью хорошей свариваемости разных слоев металла. The specified method is not acceptable for alloying the outer layer with alloying powders with a lower specific gravity of the melt being poured, as well as for protecting the inner surface of the outer layer from oxidation in order to weld different metal layers well.
Известен также способ центробежного литья под жидким флюсом /а.с. N 445514, кл. B 22 D 13/00, опубл. 15.12.74, БИ N 37/, в котором целью является повышение химической и физической однородности центробежно литой заготовки за счет последовательного воздействия на металл металлических порошков и защитного флюса. There is also a known method of centrifugal casting under liquid flux / a.s. N 445514, CL B 22 D 13/00, publ. 12.15.74, BI N 37 /, in which the goal is to increase the chemical and physical uniformity of a centrifugally cast billet due to the sequential action of metal powders and a protective flux on the metal.
Способ заключается в том, что металлический порошок, поступающий в жидкий металл как более охлажденная фаза, а следовательно, и более тяжелая, чем жидкий металл, центробежными силами сепарируется навстречу продвижению фронта кристаллизации отливки, что обеспечивает направленное затвердевание ее, чем устраняет ликвацию элементов. Поступающий флюс, расплавляясь, вытесняется центробежными силами на свободную внутреннюю поверхность отливки, защищает ее от окисления. The method consists in the fact that the metal powder entering the liquid metal as a more cooled phase, and therefore heavier than the liquid metal, is separated by centrifugal forces towards the advancement of the crystallization front of the casting, which provides directional solidification, which eliminates the segregation of elements. The incoming flux, being melted, is displaced by centrifugal forces on the free inner surface of the casting, protects it from oxidation.
Этот способ имеет те недостатки, что необходимо иметь одновременно легирующий порошок /можно и нелегирующий/ и легкоплавкий флюс. Легирование наружного слоя металлическими порошками очень затруднительно, т.к. он располагается /при равном удельном весе/ неравномерно по сечению, что будет сказываться на свойствах металла. This method has the disadvantages that it is necessary to have simultaneously an alloying powder / and possibly non-alloying / and low-melting flux. Doping the outer layer with metal powders is very difficult, because it is located / with equal specific gravity / unevenly in cross section, which will affect the properties of the metal.
Известен также способ центробежного литья биметаллических заготовок /а. с. N 608602, кл. B 22 D 13/00, опубл. 18.05.78, БИ N 20/, в котором с целью повышения износостойкости рабочего слоя биметаллической заготовки во вращающуюся форму во время заливки рабочего слоя дозируют флюс, содержащий борный ангидрид. There is also a known method of centrifugal casting of bimetallic billets / a. from. N 608602, CL B 22 D 13/00, publ. 05/18/78, BI N 20 /, in which to increase the wear resistance of the working layer of the bimetallic billet in a rotating form during filling of the working layer, a flux containing boric anhydride is dosed.
Этот способ позволяет легировать /борировать/ только внутренний слой, хотя флюс дозируется на струю металла на всем протяжении заливки как первого, так и второго слоев. Это установлено и при исследовании химического состава, где бора в первом слоем /сталь/ 0,003% что не обеспечивает повышение износостойкости стальных отливок, т. к. необходимо 0,008-0,01% Содержание бора в стеллите составило 0,005% а для повышения износостойкости необходимо 0,005-0,007% Поэтому износостойкость внутреннего слоя /стеллита/ повысилась на 27%
Однако этот способ не приемлем для легирования труб из-за того, что легируется только внутренний /нерабочий/ слой, а необходимо легировать рабочий слой. Для достижения необходимого содержания легирующего вещества /0,025%/ в первом слое расход флюса следует увеличить в 4-5 раз, кроме того, наружная поверхность отливки не будет содержать необходимого количества бора, т.к. он располагается неравномерно по сечению, увеличиваясь с наружной поверхности к внутренней нерабочей.This method allows only the inner layer to be doped / borated / although the flux is dosed onto the metal stream throughout the filling of both the first and second layers. This was also established in the study of the chemical composition, where the boron in the first layer / steel / 0.003%, which does not provide an increase in the wear resistance of steel castings, since 0.008-0.01% of the boron content in stellite is 0.005%, and 0.005 is necessary to increase the wear resistance -0.007% Therefore, the wear resistance of the inner layer / stellite / increased by 27%
However, this method is not acceptable for alloying pipes due to the fact that only the inner / non-working / layer is alloyed, and it is necessary to alloy the working layer. To achieve the required alloying substance content / 0.025% / in the first layer, the flux consumption should be increased by 4-5 times, in addition, the outer surface of the casting will not contain the required amount of boron, because it is located unevenly in cross section, increasing from the outer surface to the inner idle.
Известен способ центробежного литья труб /а.с. N 1271642, B 22 D 13/02, опубл. 23.11.86, БИ N 43/, в котором целью является повышение точности геометрических размеров отливаемых труб при увеличении скорости вращения изложницы. A known method of centrifugal casting pipe / a.s. N 1271642, B 22 D 13/02, publ. 11.23.86, BI N 43 /, in which the goal is to increase the accuracy of the geometric dimensions of the cast pipes with an increase in the speed of rotation of the mold.
Способ заключается в том, что увеличение скорости вращения изложницы до расчетной проводят после кристаллизации металла на участке длиной 1,5-2,5 диаметра изложницы от ее торца, после чего изложнице сообщают продольное перемещение, а скорость ее вращения продолжают увеличивать выше расчетной на 1,5-3,5% на каждый метр продольного перемещения изложницы. The method consists in the fact that the increase in the mold rotation speed to the calculated one is carried out after crystallization of the metal in a section 1.5–2.5 mm long of the mold diameter from its end, after which the mold is informed of longitudinal movement, and its rotation speed continues to increase by 1, higher than the calculated one, 5-3.5% per meter of longitudinal movement of the mold.
Предложенный способ не позволяет обеспечить получение на готовых изделиях защитного слоя, что ведет к необходимости проведения химико-термической операции. The proposed method does not allow to obtain a protective layer on finished products, which leads to the need for chemical-thermal operations.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является способ центробежного литья /а.с. N 776743, B 22 D 13/02, опубл. 07.11.80, БИ N 41/, в котором целью являются повышение эффективности легирования и улучшение качества расплава. The closest in technical essence to the claimed object is a method of centrifugal casting / a.s. N 776743, B 22 D 13/02, publ. 11.11.80, BI N 41 /, in which the goal is to increase the alloying efficiency and improve the quality of the melt.
Способ заключается в следующем. Расплав заливают во вращающуюся изложницу, и на струю металла подают легирующие компоненты. В качестве легирующего вещества используют азотсодержащий ферросплав. На внутреннюю поверхность тела вращения, образованную расплавом до его кристаллизации, подают жидкий кислый ваграночный шлак. При этом количество шлака составляет 6-13% и в его состав входит 0,4-0,6% плавикового шпата от веса залитого раствора. The method is as follows. The melt is poured into a rotating mold, and alloying components are supplied to the metal stream. Nitrogen-containing ferroalloy is used as an alloying substance. Liquid acid cupola slag is fed to the inner surface of the body of revolution formed by the melt before it crystallizes. At the same time, the amount of slag is 6-13% and 0.4-0.6% of fluorspar of the weight of the filled solution is included in its composition.
К недостаткам указанного способа относится недостаточная равномерность получаемого легированного слоя, что приводит к снижению долговечности внутренней поверхности. The disadvantages of this method include the lack of uniformity of the resulting alloyed layer, which leads to a decrease in the durability of the inner surface.
Кроме того, известный способ имеет еще ряд недостатков:
ограниченная возможность использования легких легирующих материалов для легирования первого рабочего слоя;
необходимость приготовления специальных шлаков с определенной степенью дисперсности составляющих элементов;
трудность достижения равномерной твердости по сечению и глубине рабочего слоя трубы;
необходимость временного смешивания во вводе модифицирующих добавок, не увязанная с температурными и геометрическими параметрами изделия, что приводит к значительному разбегу данных по твердости для различных типоразмеров труб;
невозможность равномерного распределения шлака по всей внутренней площади изделия, следствием чего, кроме неравномерности, долговечности, являются наличие затвердевания шлака на поверхности и наличие жидкоподвижного шлака, препятствующего процессу легирования.In addition, the known method has a number of disadvantages:
limited ability to use light alloying materials for alloying the first working layer;
the need to prepare special slags with a certain degree of dispersion of the constituent elements;
the difficulty of achieving uniform hardness over the cross section and depth of the working layer of the pipe;
the need for temporary mixing in the introduction of modifying additives, not related to the temperature and geometric parameters of the product, which leads to a significant increase in hardness data for various pipe sizes;
the impossibility of a uniform distribution of slag over the entire internal area of the product, the result of which, in addition to unevenness, durability, is the presence of solidification of the slag on the surface and the presence of liquid slag that impedes the alloying process.
Целью предлагаемого технического решения является повышение долговечности внутренней поверхности полых изделий, получаемых центробежным литьем без проведения дополнительной операции термохимической обработки. The aim of the proposed technical solution is to increase the durability of the inner surface of hollow products obtained by centrifugal casting without additional thermochemical processing.
Поставленная цель достигается тем, что в способе центробежного литья полых изделий, включающем заливку расплава во вращающуюся изложницу, формирование изделия и его легирование, легирование осуществляют после кристаллизации внутреннего слоя металла путем термодиффузии легирующими добавками минимум в два этапа, при этом на первом этапе легирование осуществляют при T1 T (250-270)oC и V1 (0,9-0,95)V в течение 0,0016-0,5 часа, а последний этап проводят при T1 T - (280-350)oC и V1 (0,7-0,85)V в течение 0,05-0,1 часа при общем времени легирования не более 0,2 часа, где Т температура внутреннего слоя металла изделия; T1 температура внутреннего слоя металла изделия при легировании; V скорость вращения изложницы при заливки; V1 скорость вращения изложницы при легировании.This goal is achieved by the fact that in the method of centrifugal casting of hollow products, including pouring the melt into a rotating mold, forming the product and alloying it, alloying is carried out after crystallization of the inner layer of the metal by thermal diffusion with alloying additives in at least two stages, while in the first stage, alloying is carried out at T 1 T (250-270) o C and V 1 (0.9-0.95) V for 0.0016-0.5 hours, and the last stage is carried out at T 1 T - (280-350) o C and V 1 (0.7-0.85) V for 0.05-0.1 hours with a total doping time of not more than 0.2 hours, where T is the temperature atura of the inner layer of the metal of the product; T 1 the temperature of the inner layer of the metal product during alloying; V speed of rotation of the mold during pouring; V 1 mold rotation speed during alloying.
В изложницу, вращающуюся с расчетной скоростью V, заливают расплав металла. Вращение осуществляют с заданной скоростью V до полного формирования изделия и достижения внутренним слоем металла изделия температуры T1 ≅ T (250-270)oC, после чего скорость изложницы снижают до V1 (0,9-0,95)V и одновременно подают во внутреннюю полость изделия диффузанта. Скорость V1 (0,9-0,95>V выдерживают в течение 0,0016-0,005 часа, после чего ее понижают до следующего заданного по технологии значения в соответствии с падением температуры.The molten metal is poured into a mold rotating with a design speed V. The rotation is carried out at a given speed V until the product is completely formed and the inner layer of the metal reaches the temperature T 1 ≅ T (250-270) o C, after which the mold speed is reduced to V 1 (0.9-0.95) V and simultaneously fed into the internal cavity of the diffusant product. The speed V 1 (0.9-0.95> V is maintained for 0.0016-0.005 hours, after which it is reduced to the next value set by the technology in accordance with the temperature drop.
На конечном этапе при температуре T1 T (280-350)oC изложницу вращают со скоростью, составляющей 0,7-0,85 от ее скорости при заливке. При этом длительность взаимодействия новой порции диффузанта и металла изделий должна составлять 0,05-0,01 часа. Общая длительность процесса легирования при любом количестве этапов составляет не более 0,2 часа.At the final stage, at a temperature T 1 T (280-350) o C, the mold is rotated at a speed of 0.7-0.85 of its speed when casting. The duration of the interaction of a new portion of the diffusant and the metal products should be 0.05-0.01 hours. The total duration of the alloying process for any number of stages is not more than 0.2 hours.
Предлагаемый способ центробежного литья был опробован при отливке стальных труб. The proposed centrifugal casting method was tested in the casting of steel pipes.
При изготовлении труб из стали 150 ХНМ диаметром 150 мм толщиной стенки расчетная скорость вращения изложницы при заливке составляет 600,0 об/мин. In the manufacture of pipes made of 150 HNM steel with a diameter of 150 mm wall thickness, the design speed of the mold during casting is 600.0 rpm.
Пример 1. При осуществлении легирования жидким диффузантом легирование осуществляют в три этапа. При этом на первом этапе:
V1 550 об/мин; Т1 1200oC; t 0,03 час;
на втором этапе:
V1 500 об/мин; T1 1150oC; t 0,04 час;
на третьем этапе:
V1 450 об/мин; Т1 1100oC; t 0,05 час
при общем времени τ = 0,11 час
Пример 2. При использовании в качестве диффузанта газа легирование осуществляют в два этапа. При этом на первом этапе: V1 550 об/мин; T1 1200oC; t 0,03 час
на втором этапе
V1 500 об/мин; Т1 1100oC; t 0,03 час;
при общем времени τ = 0,07 час
Пример 3. При использовании твердых диффузантов легирование осуществляют в 4 этапа, при этом на первом этапе
V1560 об/мин; T1 1200oC; t 0,02 час;
на втором этапе
V1 520 об/мин; Т1 1170oC; t 0,04 час;
на третьем этапе
V1 470 об/мин; T1 1150oC; t 0,06 час;
на четвертом этапе
V1=430 об/мин; Т1 1100oC; t 0,07 час
при общем времени термодиффузии τ = 0,19 час
Предлагаемый способ получения центробежным литьем полых изделий, например труб, с легированной внутренней поверхностью позволяет осуществить операцию легирования в процессе литья, исключая отдельную операцию термохимической обработки, что ведет к снижению затрат при производстве и удешевлению изделия при высоком качестве и долговечности внутренней поверхности полых изделий.Example 1. When carrying out alloying with a liquid diffusant, alloying is carried out in three stages. In this case, at the first stage:
V 1550 rev / min; T 1 1200 o C; t 0.03 hour;
in the second stage:
V 1500 rev / min; T 1 1150 o C; t 0.04 hour;
in the third stage:
V 1450 rev / min; T 1 1100 o C; t 0.05 hour
at a total time of τ = 0.11 hours
Example 2. When used as a diffusant gas, alloying is carried out in two stages. Moreover, in the first stage: V 1 550 rpm; T 1 1200 o C; t 0.03 hour
in the second stage
V 1500 rev / min; T 1 1100 o C; t 0.03 hour;
at total time τ = 0.07 hour
Example 3. When using solid diffusers, alloying is carried out in 4 stages, while in the first stage
V 1560 rev / min; T 1 1200 o C; t 0.02 hour;
in the second stage
V 1520 rev / min; T 1 1170 o C; t 0.04 hour;
in the third stage
V 1470 rev / min; T 1 1150 o C; t 0.06 hour;
in the fourth stage
V 1 = 430 rpm; T 1 1100 o C; t 0.07 hour
with a total thermal diffusion time τ = 0.19 hour
The proposed method for centrifugally casting hollow products, for example pipes, with a doped inner surface allows the alloying operation to be carried out during casting, excluding a separate thermochemical treatment operation, which leads to lower production costs and cheaper products with high quality and durability of the inner surface of hollow products.
Claims (1)
Т температура ликвидуса внутреннего слоя металла изделия;
T1 температура внутреннего слоя металла изделия при операции легирования;
V скорость вращения изложницы при заливке;
V1 скорость вращения изложницы при легировании.The method of centrifugal casting of hollow products, including pouring the melt into a rotating mold, its crystallization and alloying, characterized in that alloying is carried out in at least two stages after crystallization of the inner layer of the metal by processing it with a diffusant, while at the first stage, alloying is carried out at T 1 T ( 250 270) o C and V 1 (0.9 0.95) • V for 0.0016 0.05 h, and the last stage at T 1 T (280 350) o C and V 1 (0.7 0, 85) • V for 0.05 0.01 h with a total doping time of not more than 0.2 h, where
T is the liquidus temperature of the inner layer of the metal of the product;
T 1 the temperature of the inner layer of the metal product during the alloying operation;
V mold rotation speed during pouring;
V 1 mold rotation speed during alloying.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5012818 RU2067914C1 (en) | 1991-11-21 | 1991-11-21 | Method of centrifugal casting of hollow products |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5012818 RU2067914C1 (en) | 1991-11-21 | 1991-11-21 | Method of centrifugal casting of hollow products |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2067914C1 true RU2067914C1 (en) | 1996-10-20 |
Family
ID=21589656
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5012818 RU2067914C1 (en) | 1991-11-21 | 1991-11-21 | Method of centrifugal casting of hollow products |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2067914C1 (en) |
-
1991
- 1991-11-21 RU SU5012818 patent/RU2067914C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР N 608602, В 22 D 13/00, 1978. Авторское свидетельство СССР N 776743, В 22 D 13/02, 1980. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103946408B (en) | Centrifugal casting composite roll and manufacture method thereof | |
| TWI326230B (en) | Casting steel strip with low surface roughness and low porosity | |
| JP2778765B2 (en) | Wear resistant composite roll | |
| JP6973416B2 (en) | Composite roll for rolling and its manufacturing method | |
| CN101428335A (en) | Continuous casting method for producing round blank with diameter larger than Phi800m on straight continuous casting machine | |
| EP1323837B1 (en) | Process for manufacturing steel product made from carbon steel particularly suitable for galvanisation. | |
| RU2067914C1 (en) | Method of centrifugal casting of hollow products | |
| CN107530769B (en) | Continuous casting method using mold flux, and slab manufactured using the same | |
| RU2338623C1 (en) | Method of centrifugal cast of massive bimetallic rollers with solid cross-section | |
| CN109702175B (en) | Preparation method of roller and roller | |
| CN107326258B (en) | A kind of following minor diameter Ductile iron bar of diameter 25mm and preparation method thereof | |
| RU2163855C2 (en) | Method for combined continuous casting and rolling of copper alloys | |
| RU2136440C1 (en) | Method of centrifugal casting of blanks of cast iron cylindrical bushings | |
| RU2635496C1 (en) | Method for producing castings of wear-resistant bimetallic beaters | |
| RU2011178C1 (en) | Method for making standard specimens | |
| SU908497A1 (en) | Method of centrifugal casting of two-layer rollers | |
| RU2117548C1 (en) | Method of centrifugal casting of bimetal cast iron blanks | |
| RU2440868C1 (en) | Flux for protective coat of brass melt | |
| SU1215852A1 (en) | Method of centrifugal casting of bimetallic articles more than four metres long | |
| SU1538987A1 (en) | Method of bottom casting of steel | |
| SU806241A1 (en) | Method of centrifugal casting of bimetallic works | |
| SU961850A1 (en) | Method of continuous casting of metal to slabs | |
| SU394156A1 (en) | METHOD FOR MODIFICATION AND METABOL ALLOYING DURING CENTRIFUGAL CASTING | |
| JPH0745094B2 (en) | Manufacturing method of free-cutting steel by continuous casting | |
| SU889271A1 (en) | Method of centrifugal casting of bimetallic works |