RU2333087C2 - Method of restoration of working walls of crystalliser made of copper or its alloys - Google Patents

Method of restoration of working walls of crystalliser made of copper or its alloys Download PDF

Info

Publication number
RU2333087C2
RU2333087C2 RU2006132973/02A RU2006132973A RU2333087C2 RU 2333087 C2 RU2333087 C2 RU 2333087C2 RU 2006132973/02 A RU2006132973/02 A RU 2006132973/02A RU 2006132973 A RU2006132973 A RU 2006132973A RU 2333087 C2 RU2333087 C2 RU 2333087C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
layer
coating
electrode
walls
copper
Prior art date
Application number
RU2006132973/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006132973A (en
Inventor
Геннадий Иванович Астафьев
Евгений Михайлович Файншмидт
Владимир Федорович Пегашкин
Василий Францевич Пилипенко
Анатолий Александрович Киричков
Юрий Анатольевич Данилин
Александр Сергеевич Веселов
Василий Михайлович Рышков
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный технический университет - УПИ" (ГОУ УГТУ-УПИ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный технический университет - УПИ" (ГОУ УГТУ-УПИ) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный технический университет - УПИ" (ГОУ УГТУ-УПИ)
Priority to RU2006132973/02A priority Critical patent/RU2333087C2/en
Publication of RU2006132973A publication Critical patent/RU2006132973A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2333087C2 publication Critical patent/RU2333087C2/en

Links

Abstract

FIELD: technological processes; metallurgy.
SUBSTANCE: method includes mechanical treatment of worn out sections of working surfaces of walls and application of two-layer wear-resistant coating on them. Application of coating is performed with hard-alloy electrodes at the set of electrospark alloying with rotation of electrode-tool around its axis, its vibration and displacement on the surface of worn sections of working walls of crystalliser in transverse and longitudinal directions. At that process is carried out according to the following modes: idle run voltage 50-210 V, short circuit current 1-20 A, frequency of electrode-tool vibration 50-500 Hz, frequency of electrode-tool rotation around its axis 100-500 s-1, and displacement in transverse and longitudinal directions with frequency of 10-600 Hz, amplitude of 2-90 micrometer and speed of processing 50-350 mm2/min. Hardness of the first layer makes 35-48 HRC, and of the second layer - 48-55 HRC.
EFFECT: simplification of technology and increase of crystallisers resistance.
2 cl, 1 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при восстановлении рабочих стенок кристаллизатора.The invention relates to the field of metallurgy and can be used to restore the working walls of the mold.

При непрерывной разливке стали на МНЛЗ используются кристаллизаторы с медными стенками. Медь, имеющая высокую теплопроводность, обеспечивает быстрое образование корочки металла на поверхности образующегося слитка.During continuous casting of steel, continuous casting molds with copper walls are used. Copper having high thermal conductivity ensures the rapid formation of a metal crust on the surface of the formed ingot.

Вместе с тем, при движении слитка через кристаллизатор в зоне взаимодействия поверхностей образовавшегося слитка и медной стенки идет значительный абразивный износ меди, причем неравномерный на различных участках поверхности стенок. Наиболее подвержены износу боковые стенки. Это приводится к тому, что со временем нарушается исходная геометрия кристаллизатора.At the same time, when the ingot moves through the mold in the zone of interaction between the surfaces of the formed ingot and the copper wall, significant abrasive wear of copper occurs, moreover, it is uneven on different parts of the wall surface. The side walls are most susceptible to wear. This leads to the fact that over time, the original geometry of the mold is violated.

После разливки определенного количества металла изношенные кристаллизаторы отправляют на ремонт, который заключается в механической обработке поверхности - острожке. Пройдя 4-8 циклов использования, медные стенки утилизируются.After casting a certain amount of metal, the worn out molds are sent for repair, which consists in machining the surface - jerking. After 4-8 cycles of use, the copper walls are disposed of.

В связи с тем, что медь является дорогостоящим металлом, металлурги предпринимают меры для сокращения ее удельного расхода в расчете на тонну выплавленной стали путем повышения стойкости стенок, это и использование износостойких марок медных сплавов (специальных видов бронз вроде БрХ1Цр, МН2.5КоКрХ и др.), и нанесение износостойких покрытий на поверхность стенок, и другие способы.Due to the fact that copper is an expensive metal, metallurgists are taking measures to reduce its specific consumption per ton of molten steel by increasing the resistance of the walls, this is the use of wear-resistant grades of copper alloys (special types of bronzes like BrX1Tsr, MN2.5KoKrKh and others. ), and the application of wear-resistant coatings on the surface of the walls, and other methods.

Однако такие способы обладают рядом существенных недостатков: теплопроводность таких сплавов ниже, чем у меди и, кроме того, изготовление специальных сплавов весьма дорого и трудоемко; значительное число металлургических заводов не имеет возможности для самостоятельного нанесения износостойкого покрытия после острожки стенок, для чего они должны отправлять их сторонним организациям, что удорожает и увеличивает сроки ремонта, заставляя расширять парк кристаллизаторов.However, such methods have a number of significant drawbacks: the thermal conductivity of such alloys is lower than that of copper and, in addition, the manufacture of special alloys is very expensive and time-consuming; a significant number of metallurgical plants do not have the opportunity to independently apply a wear-resistant coating after wall punching, for which they must send them to third parties, which increases the cost and increases repair time, forcing to expand the mold pool.

Эффективным способом увеличения износостойкости является упрочнение металла, достигаемое в процессе его холодной деформации. Однако при тех температурах, которые имеют медные стенки в процессе разливки (а это 300-400°С) в меди происходит процесс рекристаллизации, т.е. укрупнение зерен. Крупные зерна имеют меньшую твердость, из-за чего металл разупрочняется.An effective way to increase wear resistance is to harden the metal, achieved during its cold deformation. However, at those temperatures that have copper walls during casting (and this is 300-400 ° C), the process of recrystallization occurs in copper, i.e. grain consolidation. Large grains have a lower hardness, which is why the metal is softened.

Известно, что добавление в медь небольшого количества серебра (в пределах до 0,1%) увеличивает температуру начала рекристаллизации до 350-400°С без снижения теплопроводности.It is known that the addition of a small amount of silver to copper (in the range up to 0.1%) increases the temperature of the onset of recrystallization to 350-400 ° C without reducing thermal conductivity.

Сочетание этих двух факторов приводит к тому, что холоднодеформированные медные стенки, изготовленные из меди легированной серебром (МС) имеют высокую износостойкость ["Металлы и цены", №20, 2002].The combination of these two factors leads to the fact that cold-deformed copper walls made of copper alloyed with silver (MS) have high wear resistance [“Metals and prices”, No. 20, 2002].

Недостатком таких кристаллизаторов является его высокая стоимость.The disadvantage of such crystallizers is its high cost.

Известен способ восстановления рабочих стенок кристаллизатора, изготовленных из меди или ее сплавов, установки непрерывной разливки стали, включающий механическую обработку под нанесение покрытия изношенных участков, примыкающих к углам кристаллизатора и расположенных в нижней части рабочих поверхностей, и нанесение на них износостойкого покрытия на основе медноникелевых сплавов [заявка 2108025, Великобритания, 28.10.81, МКИ В22D 11/04, НКИ В 3 F].A known method of restoring the working walls of the mold made of copper or its alloys, the installation of continuous casting of steel, including machining for coating worn sections adjacent to the corners of the mold and located in the lower part of the working surfaces, and applying them a wear-resistant coating based on copper-nickel alloys [application 2108025, UK, 10.28.81, MKI B22D 11/04, NCI B 3 F].

Однако данный способ отличается технологической сложностью, поскольку подготовку поверхности под нанесение покрытия и снятие лишнего покрытия выполняют шлифованием, а нанесение покрытия - гальванопластикой.However, this method is of technological complexity, since the surface preparation for coating and removal of excess coating is carried out by grinding, and the coating is electroplated.

Известен способ изготовления кристаллизатора для непрерывного литья стали, включающий подготовку рабочих стенок под нанесение покрытия, напыление на них алюминиевого покрытия и сборку кристаллизатора, причем покрытие напыляют на поверхности взаимного соприкосновения рабочих стенок суммарной толщиной, при этом толщину покрытия на каждой поверхности соприкосновения устанавливают пропорциональной их износу, а сборку кристаллизатора проводят со стягивающим давлением на напыленную поверхность не более 20 МПа. Кроме того, при восстановлении поверхности взаимного соприкосновения рабочих стенок кристаллизатора остатки изношенного покрытия удаляют дробью, подаваемой под давлением не менее 0,45 МПа [П. 2072664, 6 B22D 11/04, опубл. 27.01.1997].A known method of manufacturing a mold for continuous casting of steel, including preparing the working walls for coating, spraying an aluminum coating on them and assembling the mold, the coating being sprayed on the contact surface of the working walls with a total thickness, the coating thickness on each contact surface is set proportional to their wear and the assembly of the mold is carried out with a compressive pressure on the sprayed surface of not more than 20 MPa. In addition, when restoring the surface of mutual contact of the working walls of the mold, the remains of the worn coating are removed with a fraction supplied under a pressure of at least 0.45 MPa [P. 2072664, 6 B22D 11/04, publ. 01/27/1997].

Известен способ повышения стойкости кристаллизаторов путем нанесения защитных гальванических покрытий, разработанный в АК "Тулачермет".A known method of increasing the resistance of crystallizers by applying protective galvanic coatings, developed in AK Tulachermet.

Покрытие наносится электрохимическим способом и состоит из нескольких слоев: подслоя, основного износостойкого и верхнего слоев, каждый из которых имеет свое функциональное назначение. Подслой служит связующим между основным слоем и подложкой (рабочей поверхностью кристаллизатора). В качестве подслоя могут применяться металлы подгруппы железа. Основной слой является износостойким композиционным покрытием и представляет собой класс материалов, образованный из химически разнородных компонентов с четкой границей раздела между ними.The coating is applied electrochemically and consists of several layers: a sublayer, the main wear-resistant and top layers, each of which has its own functional purpose. The sublayer serves as a binder between the main layer and the substrate (the working surface of the mold). As a sublayer, metals of the iron subgroup can be used. The main layer is a wear-resistant composite coating and is a class of materials formed from chemically heterogeneous components with a clear interface between them.

В качестве основы износостойкого слоя применяют металлы подгруппы железа. Основной слой наносится с помощью специального электролита, содержащего дисперсные частицы определенных фракций.As the basis of the wear-resistant layer, metals of the subgroup of iron are used. The main layer is applied using a special electrolyte containing dispersed particles of certain fractions.

Верхний слой является стабилизирующим и служит для улучшения качества поверхности основного слоя. В качестве материалов стабилизирующего слоя применяют хром. Толщина защитного покрытия составляет около 200 мкм. При этом толщина связующего подслоя примерно соответствует толщине основного слоя, а толщина верхнего слоя составляет 10-20 мкм (Труды 2-го конгресса сталеплавильщиков. Липецк, 12-15 октября 1993 г., Москва, 1994, A.M.Новоселов, Ю.А.Данилович. Повышение стойкости кристаллизаторов путем нанесения защитных покрытий, с.283-284).The top layer is stabilizing and serves to improve the surface quality of the base layer. As materials of the stabilizing layer, chromium is used. The thickness of the protective coating is about 200 microns. The thickness of the binder sublayer approximately corresponds to the thickness of the base layer, and the thickness of the upper layer is 10–20 μm (Proceedings of the 2nd Congress of Steelmakers. Lipetsk, October 12–15, 1993, Moscow, 1994, AM Novoselov, Yu.A. Danilovich Improving the resistance of crystallizers by applying protective coatings, s.283-284).

Наиболее близким к предлагаемому является способ восстановления рабочих стенок кристаллизатора, включающий механическую обработку изношенных участков, примыкающих к углам кристаллизатора и расположенных в нижней части рабочих поверхностей стенок, изготовленных из меди или ее сплавов, и нанесение на них износостойкого покрытия, причем в качестве механической обработки используют дробеструйную обработку, при этом обработке подвергают участки шириной, превышающей размеры изношенных участков не менее чем на 0,5 ширины полосы напыления, а на изношенные участки напыляют газотермическое покрытие толщиной не более 3,0 мм [П. 2119404, B22D 11/04, опубл. 27.09.1998].Closest to the proposed is a method of restoring the working walls of the mold, including machining worn sections adjacent to the corners of the mold and located in the lower part of the working surfaces of the walls made of copper or its alloys, and applying a wear-resistant coating to them, moreover, they are used as machining bead-blasting, in this case, areas with a width exceeding the dimensions of the worn-out areas by at least 0.5 the width of the spraying strip are subjected to treatment, and on the worn-out areas a thermal spray coating is sprayed with a thickness of not more than 3.0 mm [P. 2119404, B22D 11/04, publ. 09/27/1998].

Недостатком приведенных выше способов является невысокая стойкость отремонтированных кристаллизаторов.The disadvantage of the above methods is the low resistance of the repaired molds.

Электролитические покрытия отличаются высокими внутренними напряжениями, которые возникают в результате перехода неустойчивой гексагональной структуры кристаллов электролитического хрома в объемно центрированную кубическую структуру. Остаточные напряжения усиливают вероятность растрескивания хромовых покрытий и шелушения их при обработке, что снижает прочность его сцепления с основным материалом.Electrolytic coatings are characterized by high internal stresses that arise as a result of the transition of the unstable hexagonal structure of electrolytic chromium crystals to a body-centered cubic structure. Residual stresses increase the likelihood of cracking of chromium coatings and peeling them during processing, which reduces the strength of its adhesion to the main material.

В результате этого покрытие легко подвергается абразивному износу, в нем быстро зарождаются и распространяются трещины, приводящие к разрушению покрытия, что снижает стойкость кристаллизаторов.As a result of this, the coating easily undergoes abrasive wear, and cracks quickly nucleate and propagate in it, leading to the destruction of the coating, which reduces the resistance of the molds.

Наибольший интерес при этом представляют методы, с помощью которых достигается значительное упрочнение поверхностных слоев медных пластин кристаллизаторов. Основным достоинством поверхностной обработки медных пластин является сочетание высокой твердости и прочности поверхностного слоя с вязкостью и высокой пластичностью основы кристаллизаторов.Of greatest interest in this case are the methods by which significant hardening of the surface layers of copper plates of crystallizers is achieved. The main advantage of surface treatment of copper plates is the combination of high hardness and strength of the surface layer with the viscosity and high ductility of the mold base.

Значительный эффект поверхностного упрочнения достигается за счет повышения не только твердости, но и износо- и коррозионной стойкости рабочих стенок кристаллизаторов.A significant effect of surface hardening is achieved by increasing not only the hardness, but also the wear and corrosion resistance of the working walls of the molds.

Для реализации указанных достоинств в промышленных условиях представляют интересы методы упрочнения концентрированными потоками энергии, в том числе с использованием электрических разрядов.To realize these advantages under industrial conditions, methods of hardening by concentrated energy flows, including using electric discharges, are of interest.

Наиболее простым при этом является способ электроискрового легирования. Электроискровое легирование особенно эффективно для повышения стойкости медных кристаллизаторов в условиях их большой стоимости и дефицита.The simplest is the method of electrospark alloying. Electrospark alloying is especially effective for increasing the resistance of copper crystallizers in conditions of their high cost and shortage.

Технической задачей изобретения является упрощение технологии восстановления рабочих стенок кристаллизатора и повышение их стойкости.An object of the invention is to simplify the technology of restoration of the working walls of the mold and increase their resistance.

При этом техническим результатом изобретения является сокращение расхода меди на 1 т разливаемой стали.The technical result of the invention is to reduce the consumption of copper per 1 ton of cast steel.

Технический результат достигается за счет того, что на поверхности изношенных участков рабочих стенок кристаллизатора наносят двухслойное износостойкое покрытие твердосплавными электродами на установке электроискрового легирования с вращением электрода-инструмента вокруг своей оси, его вибрацией и перемещением по поверхности изношенных участков рабочих стенок кристаллизатора в поперечном и продольном направлениях, при этом нанесение покрытия осуществляют при следующих режимах: напряжении холостого хода 50-210 В, токе короткого замыкания 1-20 А, частоте вибрации электрода-инструмента 50-500 Гц, частоте вращения электрода-инструмента вокруг своей оси 100-500 с-1, и перемещении в поперечном и продольном направлениях с частотой 10-600 Гц, амплитудой 2-90 мкм и со скоростью обработки 50-350 мм2/ мин, кроме того, наносят двухслойное износостойкое покрытие с твердостью первого слоя 35-48 HRC, а второго слоя 48-55 HRC.The technical result is achieved due to the fact that on the surface of the worn sections of the working walls of the mold apply a two-layer wear-resistant coating with carbide electrodes on the installation of electrospark alloying with the rotation of the tool electrode around its axis, its vibration and moving along the surface of the worn sections of the working walls of the mold in the transverse and longitudinal directions while coating is carried out under the following modes: open circuit voltage of 50-210 V, short circuit current Kania 1-20 A vibration frequency of the electrode-tool 50-500 Hz, the rotational frequency of the electrode-tool around its axis of 100-500 s -1, and moving in the transverse and longitudinal directions with a frequency of 10-600 Hz, the amplitude of 2-90 microns and with a processing speed of 50-350 mm 2 / min, in addition, a two-layer wear-resistant coating is applied with a hardness of the first layer of 35-48 HRC, and the second layer of 48-55 HRC.

Для осуществления предлагаемого технического решения обрабатываемые пластины кристаллизатора подвергают электроискровой обработке известными способами. В зависимости от исходных физико-химических свойств обрабатываемой поверхности устанавливают режимы обработки и вид легирующего материала - электрода.To implement the proposed technical solution, the processed mold plates are subjected to electrospark treatment by known methods. Depending on the initial physicochemical properties of the treated surface, the treatment regimes and the type of alloying material — the electrode — are established.

В процессе легирования материал электрода переносится на обрабатываемую поверхность медных пластин, образуя слой высокопрочного покрытия из легирующего материала.In the process of alloying, the electrode material is transferred to the surface of copper plates being treated, forming a layer of high-strength coating of alloying material.

В результате исследований на опытно-экспериментальных образцах были отработаны режимы упрочнения электроискровым легированием с использованием в качестве электродов тугоплавких материалов.As a result of research on the experimental samples, the modes of hardening by electrospark alloying using refractory materials as electrodes were worked out.

В качестве электродов были опробованы следующие легирующие материалы: ВК 15, Т15К6, ВК6, ВК8, Cr, Ni и др.The following alloying materials were tested as electrodes: VK 15, T15K6, VK6, VK8, Cr, Ni, etc.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом (общий пример способа). На рабочие стенки кристаллизатора наносили электроискровое покрытие из двух слоев при следующих режимах:The proposed method is as follows (general example of the method). An electric spark coating of two layers was applied to the working walls of the crystallizer under the following conditions:

напряжении холостого хода 50-210 В, токе короткого замыкания 1-20 А, частоте вибрации электрода-инструмента 50-500 Гц, частоте вращения электрода-инструмента вокруг своей оси 100-500 с-1, электрод-инструмент перемещают по поверхности пластин в поперечном и продольном направлениях с частотой 10-600 Гц и амплитудой 2-90 мкм со скоростью обработки 50-250 мм2/ мин. Твердость нанесенного первого слоя составляет 35-48 HRC, а твердость второго слоя составляет 48-55 HRC.open circuit voltage of 50-210 V, short circuit current of 1-20 A, vibration frequency of the electrode-tool 50-500 Hz, frequency of rotation of the electrode-tool around its axis 100-500 s -1 , the electrode-tool is moved across the surface of the plates in the transverse and longitudinal directions with a frequency of 10-600 Hz and an amplitude of 2-90 microns with a processing speed of 50-250 mm 2 / min. The hardness of the deposited first layer is 35-48 HRC, and the hardness of the second layer is 48-55 HRC.

Заявляемые пределы параметров операций обосновываются следующим.The claimed limits of the parameters of operations are justified as follows.

Установлено, что при нанесении электроискрового легирования с частотой вращения электрода-инструмента вокруг своей оси менее 100 с-1 при скорости обработки более 250 мм2/мин невозможно достичь технического результата изобретения, т.к. образуются слишком толстые слои, обладающие низкой адгезией с медными пластинами кристаллизатора. Увеличение частоты вращения свыше 500 с-1 при скорости обработки меньшей 50 мм2/мин, приводит к образованию слишком тонких слоев, которые быстро изнашиваются.It was found that when applying spark doping with a rotation frequency of the electrode-tool around its axis less than 100 s -1 at a processing speed of more than 250 mm 2 / min, it is impossible to achieve a technical result of the invention, because too thick layers are formed that have low adhesion with the copper plates of the mold. An increase in rotational speed in excess of 500 s -1 at a processing speed of less than 50 mm 2 / min leads to the formation of too thin layers that wear out quickly.

Также установлено, что для достижения технического результата заявляемого изобретения, кроме вибрации электрода-инструмента и вращения его вокруг своей оси, необходимо перемещать электрод-инструмент в поперечном и продольном направлениях. Перемещение в каждом направлении с частотой менее 10 Гц, амплитудой менее 2 мкм не позволяет достичь технического результата изобретения, т.к. покрытие получается недостаточным по толщине, сплошности и износостойкости. Перемещение с частотой более 600 Гц, амплитудой более 90 мкм не приводит к увеличению толщины, сплошности, износостойкости и технически нецелесообразно.It was also found that in order to achieve the technical result of the claimed invention, in addition to vibration of the electrode-tool and its rotation around its axis, it is necessary to move the electrode-tool in the transverse and longitudinal directions. Moving in each direction with a frequency of less than 10 Hz, an amplitude of less than 2 microns does not allow to achieve the technical result of the invention, because the coating is insufficient in thickness, continuity and wear resistance. Moving with a frequency of more than 600 Hz, an amplitude of more than 90 microns does not lead to an increase in thickness, continuity, wear resistance and is technically impractical.

При подборе материала электродов учитывали, чтобы теплопроводность легирующих материалов должна быть близкой к теплопроводности чистой меди.When selecting the electrode material, it was taken into account that the thermal conductivity of the alloying materials should be close to the thermal conductivity of pure copper.

ТаблицаTable Оценка эффективности работы опытной партии кристаллизаторовPerformance evaluation of an experimental batch of crystallizers Кол-во плавок опытных кристаллизаторовNo. of swimming trunks experienced molds Кол-во плавок, отлитых по способу-прототипуThe number of heats cast according to the prototype method Отношение показателей
опытных и
Ratio of indicators
experienced and
ОбщееGeneral Среднее между ремонта миThe average between repair mi Кол-во ремонтовNumber of repairs ОбщееGeneral Среднее между ремонтамиThe average between repairs Кол-во ремонтовNumber of repairs отлитыхcast по
прототипу
by
prototype
675675 112,5112.5 66 632632 90,290.2 77 1,241.24 755755 94,394.3 88 622622 88,888.8 77 1,061.06 688688 98,398.3 77 660660 82,582.5 88 1,191.19 696696 99,499,4 77 590590 98,398.3 66 1,011.01 740740 92,592.5 88 605605 86,486.4 77 1,071,07

В результате использования способа электроискрового легирования удалось достичь межремонтную стойкость стенок слябовых кристаллизаторов до 112 плавок (объем плавки 155 т). Для сравнения стойкость стенок из обычной меди 50-65 плавок. Средняя стойкость кристаллизаторов, отремонтированных по способу-прототипу, составляла 88-90 плавок.As a result of using the method of electrospark alloying, it was possible to achieve the overhaul resistance of the walls of slab molds to 112 heats (smelting volume 155 tons). For comparison, the resistance of the walls of ordinary copper is 50-65 heats. The average resistance of the molds, repaired by the prototype method, was 88-90 heats.

В качестве материала электрода использовали твердые и высокоуглеродистые сплавы.Hard and high carbon alloys were used as the electrode material.

Для эффективного охлаждения электрод выполняют трубчатым и охладитель подается вовнутрь электрода.For effective cooling, the electrode is made tubular and the cooler is supplied inside the electrode.

Пример конкретной реализации способа.An example of a specific implementation of the method.

Восстанавливали медные стенки кристаллизатора с размерами: длина 700 мм, ширина 200 мм. Рабочие стенки выполнены из меди марки МН 2. Рабочие стенки после острожки на глубину 2 мм подвергали электроискровому легированию, при этом наносили два слоя упрочняющего покрытия. Первый упрочняющий слой наносили электродом из Cr-Ni сплава, толщина 1-го слоя составила 0,20 мм, затем наносили второй упрочняющий слой электродом ВК 6 толщиной 0,25 мм. Упрочнение осуществляли при следующих режимах: напряжении холостого хода - 110 В, токе короткого замыкания 5 А, емкость конденсаторов 1150 мкФ, частота вращения электрода-инструмента вокруг своей оси 100 с-1, электрод-инструмент перемещают по поверхности пластин в поперечном и продольном направлениях с частотой 150 Гц и амплитудой 40 мкм со скоростью обработки 250 мм2/мин.The copper walls of the mold were restored with dimensions: length 700 mm, width 200 mm. The working walls are made of MN 2 copper. The working walls after cutting to a depth of 2 mm were subjected to electrospark alloying, and two layers of a strengthening coating were applied. The first reinforcing layer was applied with a Cr-Ni alloy electrode, the thickness of the 1st layer was 0.20 mm, and then the second reinforcing layer was applied with a VK 6 electrode 0.25 mm thick. Hardening was carried out under the following conditions: open circuit voltage - 110 V, short circuit current 5 A, capacitance of 1150 μF, rotation frequency of the electrode-tool around its axis 100 s -1 , the electrode-tool is moved along the surface of the plates in the transverse and longitudinal directions with frequency of 150 Hz and an amplitude of 40 microns with a processing speed of 250 mm 2 / min

При нанесении электроэрозионных слоев сплошность покрытия достигала до 92%, при этом твердость 1-го слоя составляла 38 HRC, а толщина слоя покрытия 0,20 мкм, твердость 2-го слоя составила 48 HRC, а толщина слоя покрытия 0, 30 мкм. Для охлаждения электрода использовали сжатый воздух.When applying the erosion layers, the coating continuity reached up to 92%, while the hardness of the 1st layer was 38 HRC, and the thickness of the coating layer was 0.20 μm, the hardness of the 2nd layer was 48 HRC, and the thickness of the coating layer was 0.30 μm. To cool the electrode, compressed air was used.

Результаты металлографических исследований показали, что основной материал как в исходном состоянии, так и после обработки электроискровым легированием свою структуру не меняет. Это способствует повышению прочности сцепления электроискрового покрытия с основным материалом пластин.The results of metallographic studies showed that the main material, both in the initial state and after treatment with spark-doping, does not change its structure. This helps to increase the adhesion strength of the electrospark coating with the main material of the plates.

Исследование поверхности рабочих стенок, на которые ранее были нанесены покрытия, после разборки кристаллизаторов во время очередного ремонта показало, что почти на всей зоне электроискрового легирования покрытие сохранилось, кроме участков на ее границе, где оно было наиболее тонким. Это свидетельствует о достаточно высокой прочности сцепления покрытия с медной основой стенки.A study of the surface of the working walls, which were previously coated, after disassembling the molds during the next repair, showed that almost the entire area of spark-doping was preserved, except for the areas at its boundary, where it was the thinnest. This indicates a sufficiently high adhesion strength of the coating to the copper base of the wall.

Достигнутые показатели стойкости показывают, что стенки кристаллизаторов, отремонтированные электроискровым легированием, это наиболее простой и дешевый способ уменьшения удельного расхода дорогостоящей меди при разливке стали, а следовательно, уменьшения затрат и увеличения экономической эффективности металлургического производства.The achieved resistance indicators show that the walls of the molds repaired by electrospark alloying are the easiest and cheapest way to reduce the specific consumption of expensive copper during steel casting, and therefore, reduce costs and increase the economic efficiency of metallurgical production.

Таким образом, заявляемое техническое решение полностью выполняет поставленную задачу, применение нового способа позволяет получать покрытия с высокими эксплуатационными свойствами, особым микрорельефом поверхности и высокой прочностью сцепления.Thus, the claimed technical solution fully fulfills the task, the application of the new method allows to obtain coatings with high performance properties, a special surface microrelief and high adhesion strength.

Достоинством данного технического решения является:The advantage of this technical solution is:

- высокая прочность сцепления нанесенного материала электрода с медной основой за счет взаимного диффузионного механического перемешивания;- high adhesion strength of the applied electrode material to the copper base due to mutual diffusion mechanical mixing;

- возможность локального нанесения покрытия без специальной защиты остальной поверхности;- the possibility of local coating without special protection of the remaining surface;

- отсутствие изменений физико-механических свойств медных пластин;- the absence of changes in the physico-mechanical properties of copper plates;

- сравнительная простота технологии, которая не требует специальной предварительной обработки поверхности.- The comparative simplicity of the technology, which does not require special surface pretreatment.

Заявляемое техническое решение не известно в Российской Федерации и за рубежом и отвечает требованиям критерия "новизна".The claimed technical solution is not known in the Russian Federation and abroad and meets the requirements of the criterion of "novelty."

По имеющимся у заявителя данным в известных решениях отсутствуют признаки, сходные с признаками, которые отличают заявляемое техническое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "изобретательский уровень".According to the information available to the applicant in the known solutions, there are no signs similar to those that distinguish the claimed technical solution from the prototype, which allows us to conclude that it meets the criterion of "inventive step".

Техническое решение может быть реализовано промышленным способом в условиях серийного производства с использованием известных технических средств, технологий и материалов и отвечает требованиям критерия "промышленная применимость".The technical solution can be implemented industrially in mass production using well-known technical means, technologies and materials and meets the requirements of the criterion of "industrial applicability".

Claims (2)

1. Способ восстановления рабочих стенок кристаллизатора из меди или ее сплавов, включающий механическую обработку изношенных участков рабочих поверхностей стенок и нанесение на них износостойкого многослойного покрытия, отличающийся тем, что на поверхности изношенных участков рабочих стенок кристаллизатора наносят двухслойное износостойкое покрытие твердосплавными электродами на установке электроискрового легирования с вращением электрода-инструмента вокруг своей оси, его вибрацией и перемещением по поверхности изношенных участков рабочих стенок кристаллизатора в поперечном и продольном направлениях, при этом нанесение покрытия осуществляют при следующих режимах: напряжении холостого хода 50-210 В, токе короткого замыкания 1-20 А, частоте вибрации электрода-инструмента 50-500 Гц, частоте вращения электрода-инструмента вокруг своей оси 100-500 с-1 и перемещении в поперечном и продольном направлениях с частотой 10-600 Гц, амплитудой 2-90 мкм и со скоростью обработки 50-350 мм2/мин.1. The method of restoring the working walls of the mold of copper or its alloys, including machining the worn sections of the working surfaces of the walls and applying a wear-resistant multilayer coating on them, characterized in that on the surface of the worn sections of the working walls of the mold apply a two-layer wear-resistant coating with carbide electrodes on the installation of electrospark alloying with the rotation of the electrode-tool around its axis, its vibration and movement along the surface of the worn of the working walls of the mold in the transverse and longitudinal directions, while the coating is carried out under the following conditions: open circuit voltage 50-210 V, short circuit current 1-20 A, vibration frequency of the electrode tool 50-500 Hz, frequency of rotation of the electrode tool around its axis 100-500 s -1 and moving in the transverse and longitudinal directions with a frequency of 10-600 Hz, an amplitude of 2-90 microns and with a processing speed of 50-350 mm 2 / min. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что наносят двухслойное износостойкое покрытие с твердостью первого слоя 35-48 HRC, а второго слоя 48-55 HRC.2. The method according to claim 1, characterized in that a two-layer wear-resistant coating is applied with a hardness of the first layer of 35-48 HRC, and the second layer of 48-55 HRC.
RU2006132973/02A 2006-09-13 2006-09-13 Method of restoration of working walls of crystalliser made of copper or its alloys RU2333087C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006132973/02A RU2333087C2 (en) 2006-09-13 2006-09-13 Method of restoration of working walls of crystalliser made of copper or its alloys

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006132973/02A RU2333087C2 (en) 2006-09-13 2006-09-13 Method of restoration of working walls of crystalliser made of copper or its alloys

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006132973A RU2006132973A (en) 2008-03-20
RU2333087C2 true RU2333087C2 (en) 2008-09-10

Family

ID=39279546

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006132973/02A RU2333087C2 (en) 2006-09-13 2006-09-13 Method of restoration of working walls of crystalliser made of copper or its alloys

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2333087C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2615420C2 (en) * 2015-09-07 2017-04-04 Открытое акционерное общество акционерная научно-промышленная компания "Блик" Method for electrospark of sliding contacts

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2615420C2 (en) * 2015-09-07 2017-04-04 Открытое акционерное общество акционерная научно-промышленная компания "Блик" Method for electrospark of sliding contacts

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006132973A (en) 2008-03-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Fathi et al. A comparative study on corrosion and microstructure of direct metal laser sintered AlSi10Mg_200C and die cast A360. 1 aluminum
Chen et al. Surface modification of resistance welding electrode by electro-spark deposited composite coatings: Part I. Coating characterization
RU74845U1 (en) MULTI-LAYER DEFORMATION TOOL
CN101104325A (en) Magnesium-base layer-shaped composite material and its composite casting preparation method
KR20190029532A (en) Copper-nickel-tin alloy, its preparation method and use
US20080257521A1 (en) Component of a Steelworks, Such as a Continuous Casting Installation or a Rolling Mill, Method for Producing Such a Component and Installation for Creating or Processing Semifinished Metallic Products
KR20190030660A (en) Copper-nickel-tin alloy, its preparation method and use
CN1066490C (en) Copper alloy mold for casting aluminum or aluminum alloy
Cui et al. Cavitation erosion–corrosion characteristics of laser surface modified NiTi shape memory alloy
RU75350U1 (en) DEFORMATION TOOL FOR PRESSING PROFILES FROM TITANIUM ALLOYS
CN100999781A (en) High manganese steel frog surface explosive harden tech.
RU2333087C2 (en) Method of restoration of working walls of crystalliser made of copper or its alloys
Han et al. Investigation of the microstructure and mechanical performance of bimetal components fabricated using CMT-based wire arc additive manufacturing
DE102010055162A1 (en) Coating and coated casting component
CN100467265C (en) Metal blocks suitable for machining applications
CN112176273A (en) Diffusion welding process for thermal spraying coating of crystallizer copper plate
CN108486481B (en) Preparation method of aluminum electrolytic cell crust breaking composite hammer
RU62047U1 (en) CONTINUOUS CASTING MACHINE CRYSTALIZER
RU2383420C1 (en) Method of worn-out steel parts restoration and strengthening
JP3280516B2 (en) Piston for internal combustion engine and method of manufacturing the same
CN210030919U (en) Surface coating of die-casting die and die-casting die
Kumari Study of TiC coating on different type steel by electro discharge coating
Barile et al. Advancements in Electrospark Deposition (ESD) Technique: A Short Review. Coatings 2022, 12, 1536
RU60014U1 (en) ELECTROEROSIVE COATING DEFORMATION TOOL
Kuskov et al. Electroslag surfacing of parts, made of high-chrome cast iron, using cast iron shot

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080914