RU2288067C2 - Billet casting method - Google Patents
Billet casting method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2288067C2 RU2288067C2 RU2005103161/02A RU2005103161A RU2288067C2 RU 2288067 C2 RU2288067 C2 RU 2288067C2 RU 2005103161/02 A RU2005103161/02 A RU 2005103161/02A RU 2005103161 A RU2005103161 A RU 2005103161A RU 2288067 C2 RU2288067 C2 RU 2288067C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- metal
- crust
- skin
- alloys
- liquid metal
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии и предназначено для получения мерных заготовок из металлов и сплавов.The invention relates to metallurgy and is intended to obtain dimensional blanks from metals and alloys.
Известен способ, сочетающий литье и последующее затвердевание (Беленовский И.П. и др. Технология производства чугунной дроби. - Литейное производство, 1951, №8, с.6). Известен способ, сочетающий литье и последующее затвердевание (Патент России №2063305, МПК B 22 F 9/05). В данных способах жидкий металл при литье разделяется на капли, охлаждается непосредственно в ванне с водой. Эти способы применяются в основном для получения стальной и чугунной дроби.A known method that combines casting and subsequent solidification (Belenovsky IP and other Technology for the production of cast iron shots. Foundry, 1951, No. 8, p.6). A known method that combines casting and subsequent solidification (Russian Patent No. 2063305, IPC B 22 F 9/05). In these methods, the molten metal is divided into droplets during casting and cooled directly in a bath of water. These methods are mainly used to obtain steel and cast iron shots.
Известен способ, сочетающий литье и затвердевание жидкой заготовки (Шварцмайер В. Непрерывная разливка. Москва, Издательство литературы по черной и цветной металлургии, 1962 г., стр.106-108, рис.32). Способ включает: подачу жидкого металла в металлическую водоохлаждаемую литейную форму, формирование на ее внутренней поверхности корки, постепенное ее извлечение вниз вместе с жидким металлом и одновременное их погружение в ванну с водой. Совмещенное извлечение и погружение приводит к тому, что теплоотвод от нижней части заготовки значительно превосходит теплоотвод от ее верхней части. С этим связана значительная разностенность по высоте корки разливаемого металла, что вызывает большие термические напряжения. Это приводит к разрыву корки и нарушению стабильности процесса литья. Из-за высоких термических напряжений в корке литье металла осуществляют с относительно невысокой скоростью [3], что уменьшает производительность процесса литья и качество заготовки. Высокие термические напряжения, связанные с значительной разностеностью корки, существенно сужают область применения этого способа. В основном его используют для получения заготовок из алюминиевых сплавов.A known method that combines the casting and solidification of a liquid billet (Schwarzmeier B. Continuous casting. Moscow, Publishing house of literature on ferrous and non-ferrous metallurgy, 1962, pp. 106-108, Fig. 32). The method includes: feeding liquid metal into a metal water-cooled mold, forming a crust on its inner surface, gradually removing it down with the liquid metal, and simultaneously immersing them in a bath of water. Combined extraction and immersion leads to the fact that the heat sink from the lower part of the workpiece significantly exceeds the heat sink from its upper part. A significant difference in height of the crust of the cast metal is associated with this, which causes large thermal stresses. This leads to rupture of the crust and a violation of the stability of the casting process. Due to the high thermal stresses in the crust, metal casting is carried out at a relatively low speed [3], which reduces the productivity of the casting process and the quality of the workpiece. High thermal stresses associated with a significant difference in the crust significantly narrow the scope of this method. It is mainly used to produce blanks from aluminum alloys.
Наиболее близким по технической сущности является «Процесс производства слитков и отливок», включающий заливку жидкого металла в форму, формирование на ее внутренней поверхности затвердевающей корки металла, извлечение корки с жидким металлом из формы и охлаждение (ЕР 0183679 А2, МПК7 B 22 D 7/00, 7/08).The closest in technical essence is the "Process of the production of ingots and castings", including pouring liquid metal into a mold, forming a hardening metal crust on its inner surface, removing the crust with liquid metal from the mold and cooling (EP 0183679 A2, IPC 7 B 22 D 7 / 00, 7/08).
К недостаткам можно отнести то, что способ предназначен, в основном, для литья тугоплавких металлов и сплавов и невысокую производительность процесса литья, поскольку извлечение заготовки происходит в два приема после полного ее затвердевания в изложнице.The disadvantages include the fact that the method is mainly intended for casting refractory metals and alloys and the low productivity of the casting process, since the extraction of the workpiece takes place in two stages after its complete solidification in the mold.
Технической задачей, на решение которой направлен заявленный способ литья, является повышение производительности процесса литья, улучшение качества заготовки и расширение области применения способа для получения мерных заготовок из различных металлов и сплавов. Поставленная задача достигается тем, что в заявленном способе литья, включающем подачу жидкого металла в металлическую водоохлаждаемую литейную форму, формирование на ее внутренней поверхности корки в виде стакана, ее извлечение вместе с жидким металлом из формы и их погружение в ванну с водой, корку формируют в водоохлаждаемой форме с равномерной толщиной в течение времени в зависимости от вида металла или сплава, извлечение корки из формы осуществляют со скоростью 0,1-1,2 м/с и погружают в ванну с водой со скоростью 0,03-0,3 м/с на глубину 0,65-0,85 высоты корки; при литье заготовок из стали, чугуна, цинка и его сплавов, алюминия и его сплавов, сплавов на основе олова и свинца корку формируют в течение 5-30 с; при литье заготовок из меди и медных сплавов корку формируют в течение 3-15 с; литейная форма может быть выполнена также в виде раскрывающихся сегментов.The technical problem to be solved by the claimed casting method is aimed at increasing the productivity of the casting process, improving the quality of the workpiece and expanding the scope of the method for producing dimensional blanks from various metals and alloys. This object is achieved by the fact that in the inventive casting method, comprising supplying liquid metal to a metal water-cooled mold, forming a crust in the form of a cup on its inner surface, removing it together with the liquid metal from the mold and immersing it in a bath with water, the crust is formed into water-cooled form with a uniform thickness over time depending on the type of metal or alloy, removing the crust from the mold is carried out at a speed of 0.1-1.2 m / s and immersed in a bath with water at a speed of 0.03-0.3 m / s to a depth of 0.65-0.8 5 peel heights; when casting billets of steel, cast iron, zinc and its alloys, aluminum and its alloys, alloys based on tin and lead, the crust is formed within 5-30 s; when casting billets of copper and copper alloys, the crust is formed within 3-15 s; the mold can also be made in the form of drop segments.
На чертеже представлена схема литья заготовок,The drawing shows a casting scheme of blanks,
где а - заполнение формы;where a is the filling of the form;
б - формирование корки;b - formation of a crust;
в - извлечение стакана;in - extraction of a glass;
г - закалка стакана с жидким металлом,g - tempering a glass with liquid metal,
где 1 - заливочное устройство, 2 - стационарная часть литейной формы, 3 - подвижная часть литейной формы, 4 - затвердевшая корка (стакан), 5 - жидкий металл, 6 - ванна с водой.where 1 is the filling device, 2 is the stationary part of the mold, 3 is the movable part of the mold, 4 is the hardened crust (glass), 5 is liquid metal, 6 is a bath of water.
Получение литых заготовок осуществляется следующим способом. С помощью заливочного устройства 1 заполняют расплавом металлическую водоохлаждаемую литейную форму, состоящую из стационарной 2 и подвижной 3 частей. После достижения заданного уровня жидкий металл в течение заданного времени выдерживают для формирования корки (стакана) 4. Далее с помощью подвижной литейной формы 3 производят извлечение стакана вместе с жидким металлом 5 и их погружение в ванну с водой 6. Равномерность толщины корки стакана значительно снижает термические напряжения при затвердевании заготовки, повышает скорость ее кристаллизации, качество заготовок и производительность процесса литья, поскольку она будет определяться, в основном, продолжительностью формирования корки металла.Obtaining cast billets is carried out in the following way. Using a casting device 1, a metal water-cooled casting mold consisting of a stationary 2 and a movable 3 parts is filled with a melt. After reaching a predetermined level, the liquid metal is held for a specified time to form a crust (cup) 4. Next, using a movable casting mold 3, the cup is removed together with the liquid metal 5 and immersed in a bath of water 6. The uniformity of the thickness of the cup rind significantly reduces thermal stress during the solidification of the workpiece, increases its crystallization rate, the quality of the workpieces and the performance of the casting process, since it will be determined mainly by the duration of the formation of metal ki.
Извлечение стакана со скоростью более 1,2 м/с приводит к выплескиванию жидкого металла и разрушению корки. Извлечение стакана со скоростью менее 0,1 м/с увеличивает разностенность корки, что ухудшает качество отливки. При погружении стакана с жидким металлом в ванну с водой со скоростью меньшей, чем 0,03 м/с, существенно уменьшается скорость кристаллизации заготовки и, соответственно, ухудшается ее качество. При погружении стакана с жидким металлом в ванну с водой со скоростью более 0,3 м/с в заготовке возрастает усадочная пористость, приводящая к браку отливок. При погружении стакана с жидким металлом в ванну с водой на глубину меньшую, чем 0,65 его высоты, значительно уменьшается выход годного металла. При погружении стакана с жидким металлом в ванну с водой на глубину более 0,85 его высоты в заготовке появляются усадочные раковины, что приводит к браку отливок. Формирование корки для стали, чугуна, цинка и его сплавов, алюминия и его сплавов, сплавов на основе олова и свинца за время, меньшее 5 с, приводит к проплавлению стакана жидким металлом и нарушению стабильности процесса литья. За время более 30 с формируется корка толщиной более 10-15 мм, что уменьшает интенсивность затвердевания заготовок и ухудшает их качество. Формирование корки для меди и ее сплавов за время менее 3 с приводит к проплавлению стакана с жидким металлом и его выливанию. За время более 15 с формируется корка более 10-15 мм, что уменьшает интенсивность затвердевания заготовок и ухудшает их качество.Removing the glass at a speed of more than 1.2 m / s leads to the splashing of the liquid metal and the destruction of the crust. Removing the glass at a speed of less than 0.1 m / s increases the difference in the crust, which affects the quality of the casting. When a glass with liquid metal is immersed in a bath with water at a speed of less than 0.03 m / s, the crystallization rate of the workpiece significantly decreases and, accordingly, its quality deteriorates. When a glass with liquid metal is immersed in a bath with water at a speed of more than 0.3 m / s, the shrinkage porosity in the workpiece increases, resulting in castings being defective. When a glass with liquid metal is immersed in a bath of water to a depth less than 0.65 of its height, the yield of metal is significantly reduced. When a glass with liquid metal is immersed in a bath of water to a depth of more than 0.85 of its height, shrink shells appear in the billet, which leads to casting marriage. The formation of a crust for steel, cast iron, zinc and its alloys, aluminum and its alloys, alloys based on tin and lead in less than 5 s leads to the melting of the glass with liquid metal and the stability of the casting process. Over a period of more than 30 s, a crust with a thickness of more than 10-15 mm is formed, which reduces the rate of solidification of the workpieces and affects their quality. The formation of a crust for copper and its alloys in less than 3 s leads to the melting of the glass with liquid metal and its pouring. Over a period of more than 15 s, a crust of more than 10-15 mm is formed, which reduces the rate of solidification of the workpieces and affects their quality.
Пример 1Example 1
Отливали цилиндрические заготовки диаметром 45 мм и высотой 180 мм из алюминия, силуминов АК12 и АК18, цинка, сплава ЦАМ10-5, баббитов Б-83 и Б-С, стали 45, чугуна ВЧ60. Жидкий металл выдерживали в медной водоохлаждаемой форме в течении 6-8 с, после чего стакан с жидким металлом извлекали со скоростью 0,5 м/с. Через 1,5-2 с стакан с жидким металлом погружали в ванну с водой со скоростью 0,1 м/с на глубину 0,75 высоты стакана. В результате были получены заготовки без брака с высокими физико-механическими свойствами. Дисперсность фазовых составляющих и зерен была в 5-10 раз выше, чем у аналогичных непрерывнолитых заготовок.Cylindrical billets were cast with a diameter of 45 mm and a height of 180 mm from aluminum, silumins AK12 and AK18, zinc, TsAM10-5 alloy, B-83 and B-S babbits, steel 45, and VCh60 cast iron. The liquid metal was kept in a water-cooled copper form for 6-8 s, after which the glass with the liquid metal was removed at a speed of 0.5 m / s. After 1.5-2 s, a glass with liquid metal was immersed in a bath with water at a speed of 0.1 m / s to a depth of 0.75 the height of the glass. As a result, blanks without defects with high physical and mechanical properties were obtained. The dispersion of phase components and grains was 5-10 times higher than that of similar continuously cast billets.
Пример 2Example 2
Производили отливку заготовок диаметром 45 мм и высотой 180 мм из бронз БрАЖ9-4 и Бр.О3Ц7С5Н. Жидкий металл выдерживали в медной водоохлаждаемой форме в течение 4 с, после чего стакан с жидким металлом извлекали со скоростью 0,5 м/с. Через 1,5-2 с стакан с жидким металлом погружали в ванну с водой со скоростью 0,1 м/с на глубину 0,75 высоты стакана. В результате были получены заготовки без брака с высокими физико-механическими свойствами. Дисперсность фазовых составляющих и зерен была в 4-6 раз выше, чем у аналогичных непрерывнолитых заготовок.Billets with a diameter of 45 mm and a height of 180 mm were cast from bronzes BrAZH9-4 and Br.O3Ts7S5N. The liquid metal was kept in a copper water-cooled form for 4 s, after which the glass with liquid metal was removed at a speed of 0.5 m / s. After 1.5-2 s, a glass with liquid metal was immersed in a bath with water at a speed of 0.1 m / s to a depth of 0.75 the height of the glass. As a result, blanks without defects with high physical and mechanical properties were obtained. The dispersion of phase components and grains was 4-6 times higher than that of similar continuously cast billets.
Пример 3Example 3
Производили отливку заготовок диаметром 115 мм и высотой 180 мм из силуминов АК12 и АК18. Жидкий металл выдерживали в медной водоохлаждаемой форме в течение 15 с, после чего стакан с жидким металлом извлекали со скоростью 0,5 м/с. Через 2 с. стакан с жидким металлом погружали в ванну с водой со скоростью 0,05 м/с на глубину 0,75 высоты стакана. В результате были получены заготовки без брака с высокими физико-механическими свойствами. Дисперсность кристаллов первичного и эвтектического кремния была в 4-10 раз выше, чем у аналогичных непрерывнолитых заготовок.Billets were cast with a diameter of 115 mm and a height of 180 mm from silumins AK12 and AK18. The liquid metal was kept in a copper water-cooled form for 15 s, after which the glass with the liquid metal was removed at a speed of 0.5 m / s. After 2 sec. a glass with liquid metal was immersed in a bath with water at a speed of 0.05 m / s to a depth of 0.75 the height of the glass. As a result, blanks without defects with high physical and mechanical properties were obtained. The dispersion of crystals of primary and eutectic silicon was 4-10 times higher than that of similar continuously cast billets.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005103161/02A RU2288067C2 (en) | 2005-02-08 | 2005-02-08 | Billet casting method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005103161/02A RU2288067C2 (en) | 2005-02-08 | 2005-02-08 | Billet casting method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2005103161A RU2005103161A (en) | 2006-07-20 |
RU2288067C2 true RU2288067C2 (en) | 2006-11-27 |
Family
ID=37028318
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005103161/02A RU2288067C2 (en) | 2005-02-08 | 2005-02-08 | Billet casting method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2288067C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2503521C1 (en) * | 2011-11-14 | 2014-01-10 | Государственное научное учреждение "Институт технологии металлов Национальной академии наук Беларуси" (ГНУ "ИТМ НАН Беларуси") | Method of casting |
-
2005
- 2005-02-08 RU RU2005103161/02A patent/RU2288067C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2503521C1 (en) * | 2011-11-14 | 2014-01-10 | Государственное научное учреждение "Институт технологии металлов Национальной академии наук Беларуси" (ГНУ "ИТМ НАН Беларуси") | Method of casting |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2005103161A (en) | 2006-07-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Nafisi et al. | Semi-solid processing of aluminum alloys | |
US10118219B2 (en) | Semisolid casting/forging apparatus and method as well as a cast and forged product | |
JP4836244B2 (en) | Casting method | |
US7243701B2 (en) | Treating molten metals by moving electric arc | |
JP2008018467A (en) | CONTINUOUS CASTING METHOD OF Al-Si-BASED ALUMINUM ALLOY | |
US3610320A (en) | Unit for manufacturing hollow metal ingots | |
RU2288067C2 (en) | Billet casting method | |
US3763921A (en) | Direct chill casting method | |
CN108994269B (en) | Grain refinement method of grain refinement device based on aluminum alloy semi-continuous ingot casting | |
CN105522132B (en) | The application method of the preparation facilities of triangle continuous casting billet | |
RU2503521C1 (en) | Method of casting | |
JPS58103941A (en) | Production of metallic material having specular surface | |
JPH09174198A (en) | Metallic cast billet for plastic working | |
CN1067928C (en) | Thin wall alloy product immersion crystalline forming method | |
US20050103461A1 (en) | Process for generating a semi-solid slurry | |
US3338296A (en) | Method of casting aluminum | |
JP7433262B2 (en) | Method for manufacturing Cu-Ni-Sn alloy and cooler used therein | |
JPS5923898B2 (en) | Continuous casting method for high silicon aluminum alloy | |
RU2261776C2 (en) | Device for making riserless hollow ingot | |
US20050034840A1 (en) | Method and apparatus for stirring and treating continuous and semi continuous metal casting | |
Jones et al. | Microstructural Evolution in Intensively Melt Sheared Direct Chill Cast Al-Alloys | |
RU2516178C2 (en) | Method of hollow part casting | |
SU539668A1 (en) | Method for continuous casting of thermo-bimetallic billets | |
SU1148697A1 (en) | Method of obtaining ingot | |
RU2085328C1 (en) | Method of preparing metal for continuous pouring process |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090209 |