RU2443505C1 - Способ получения стальной трубной заготовки - Google Patents
Способ получения стальной трубной заготовки Download PDFInfo
- Publication number
- RU2443505C1 RU2443505C1 RU2010140928/02A RU2010140928A RU2443505C1 RU 2443505 C1 RU2443505 C1 RU 2443505C1 RU 2010140928/02 A RU2010140928/02 A RU 2010140928/02A RU 2010140928 A RU2010140928 A RU 2010140928A RU 2443505 C1 RU2443505 C1 RU 2443505C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- melt
- casting
- dispersed particles
- pouring
- rpm
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Continuous Casting (AREA)
Abstract
Изобретение относится к литейному производству, в частности к получению стальной трубной заготовки с упрочненной внешней и внутренней поверхностями. Расплав из сталеразливочного ковша подают во вращающуюся со скоростью 600 об/мин литейную форму. В струю расплава стали подают тугоплавкие дисперсные частицы карбида вольфрама. После заливки 25% расплава подачу карбида вольфрама прекращают. Далее в струю расплава подают частицы карбида кремния и одновременно увеличивают вращение формы до 800 об/мин. Заканчивают подачу частиц карбида кремния после заливки 75% расплава. Затем в струю расплава подают частицы карбида титана и одновременно уменьшают скорость вращения до первоначального значения 600 об/мин. Заканчивают подачу частиц карбида титана с окончанием разливки. Обеспечивается получение трубной заготовки с высокими жаропрочными свойствами в средней части и высокими прочностными свойствами на внутренней и внешней поверхности. 1 ил.
Description
Изобретение относится к технологии изготовления трубной заготовки методом центробежного литья с упрочнением внешней и внутренней поверхности дисперсной твердосплавной фазой, которая может быть применена в металлургической и других отраслях промышленности.
Известен способ центробежного литья вокруг горизонтальной оси, включающий опоку, механизм вращения и литниковую систему, а заполнение формы и затвердевание отливки происходит в поле действия центробежных сил. Способ позволяет получать трубную заготовку (Технология литейного производства: Специальные виды литья: Учебник для студентов высших учебных заведений / Э.Ч.Гини, A.M.Зарубин, В.А.Рыбкин; под ред. В.А.Рыбкина. - М.: Издательский центр «Академия», 2005, 352 с.). Недостатком способа является необходимость дополнительных технических операций с целью обеспечения в получаемой заготовке нужных прочностных, коррозионных и жаростойких свойств.
В качестве ближайшего аналога выбран способ формирования стальной трубной заготовки путем центробежного литья, включающий заливку расплава во вращающуюся вокруг горизонтальной оси форму и упрочнение поверхности заготовки путем подачи через дозатор в заливочный желоб в струю расплава тугоплавких дисперсных частиц, при этом для упрочнения внешней поверхности осуществляют подачу дисперсных частиц с плотностью более 6000 кг/м3 с первыми порциями расплава и заканчивают подачу после заливки 75% расплава, а для упрочнения внутренней поверхности осуществляют подачу тугоплавких частиц с плотностью менее 5000 кг/м3 после 25% расплава и заканчивают подачу с концом разливки (RU №2381087, B22D 13/00, опубл. 10.02.2010). Способ обеспечивает возможность упрочнения внешней и внутренней поверхности получаемой заготовки. Однако таким способом возможно получить трубную заготовку, упрочненную только на наружной и/или внутренней поверхности.
Задачей изобретения является получение трубной заготовки с обеспечением внешней и внутренней поверхности высокими прочностными свойствами и обеспечение придания средней части заготовки высоких жаропрочных свойств.
Указанная задача решается тем, что в способе получения стальной трубной заготовки путем центробежного литья, включающем заливку расплава во вращающуюся вокруг горизонтальной оси форму и упрочнение поверхности заготовки путем подачи через дозатор в заливочный желоб в струю расплава тугоплавких дисперсных частиц, согласно изобретению скорость вращающейся вокруг горизонтальной оси формы изменяют в течение времени заливки, при этом с первыми порциями расплава в заливочный желоб подают частицы карбидов вольфрама при скорости вращения формы 600 об/мин, а заканчивают подачу частиц карбидов вольфрама после заливки 25% расплава, далее в заливочный желоб подают частицы карбида кремния и одновременно увеличивают скорость вращения формы до 800 об/мин, а заканчивают подачу частиц после заливки 75% расплава, затем в заливочный желоб подают частицы карбида титана и одновременно уменьшают скорость вращения до первоначального значения 600 об/мин, а заканчивают подачу частиц с окончанием заливки.
В предлагаемом способе для упрочнения внешней поверхности заготовки тугоплавкие дисперсные частицы карбида вольфрама (WC) начинают подавать в заливочный желоб с первыми порциями расплава, а заканчивают - после заливки 25% расплава.
Для придания получаемой заготовке высоких жаропрочных свойств тугоплавкие дисперсные частицы карбида кремния (SiC) начинают подавать в заливочный желоб после заливки 25% расплава и заканчивают после 75% расплава.
Для упрочнения внутренней поверхности получаемой заготовки тугоплавкие дисперсные частицы карбида титана (TiC) начинают подавать в заливочный желоб после заливки 75% расплава, а заканчивают с окончанием заливки.
Технический результат изобретения заключается в получении полой трубной заготовки с возможностью обеспечения ее высокими жаропрочными в средней части заготовки и высокими прочностными свойствами на внутренней и внешней поверхности.
Технический результат достигается тем, что трубная заготовка формируется путем центробежного литья, включающего заливку расплава во вращающуюся форму, а в заливочный желоб в струю расплава через дозатор подают тугоплавкие дисперсные частицы и вращение формы осуществляют вокруг горизонтальной оси. Если плотность тугоплавкой дисперсной частицы, погруженной в расплав, отличается от плотности расплава, то сила, действующая на частицу, не уравновешивается их собственной центробежной и Архимедовой силой. Поэтому возникают условия для перемещения частиц в ту или другую сторону, т.е. на внутреннюю или внешнюю поверхность формируемой заготовки. Для управления перемещением частиц используют изменение скорости вращения металлической формы на величину, достаточную для уравновешивания центробежной и Архимедовой силы. Тогда частица, на которую действуют уравновешенные центробежные и Архимедова силы, не всплывает, а, соприкасаясь с фронтом кристаллизации, захватывается растущими дендритами.
Для упрочнения внешней поверхности трубной заготовки тугоплавкие дисперсные частицы карбида вольфрама (WC) плотностью 15800 кг/м3 подают в заливочный желоб с первыми порциями расплава, а заканчивают подачу после заливки 25% расплава. В этом случае значение центробежной силы преобладает над Архимедовой силой, и частица в расплаве движется от оси вращения к фронту кристаллизации. Она оказывается прижатой расплавом к фронту кристаллизации, не всплывает и захватывается растущими дендритами. В результате происходит упрочнение внешней поверхности заготовки.
Для придания получаемой заготовке высоких жаропрочных свойств тугоплавкие дисперсные частицы карбида кремния (SiC) плотностью 3200 кг/м3 начинают подавать в заливочный желоб после заливки 25% расплава, единовременно увеличив скорость вращения формы на величину, достаточную для уравновешивания центробежной и Архимедовой силы. В этом случае частица, на которую действуют уравновешенные центробежные и Архимедова силы, не всплывает, а, соприкасаясь с фронтом кристаллизации, захватывается растущими дендритами. Заканчивают подачу частиц после 75% расплава. В результате получаемая заготовка приобретает жаропрочные свойства.
Для упрочнения внутренней поверхности трубной заготовки тугоплавкие дисперсные частицы карбида титана (TiC) плотностью 1440 кг/м3 начинают подавать в заливочный желоб после заливки 75% расплава, единовременно уменьшая скорость вращения формы до первоначального значения, а заканчивают с окончанием разливки. В этом случае значение Архимедовой силы преобладает над центробежными силами, и частица в расплаве движется к оси вращения, всплывает на свободную поверхность расплава и захватывается растущими дендритами. В результате происходит упрочнение внутренней поверхности заготовки.
Заявителем впервые установлено, что введение тугоплавких дисперсных частиц в расплав и регулировка скорости вращения формы во время разливки при получении трубной заготовки способом центробежного литья позволяют достигнуть высокого уровня жаропрочности и прочности внешней и внутренней поверхности.
Сущность данного способа иллюстрируется чертежом, где на фиг.1 представлена схема получения трубной заготовки методом центробежного литья: 1 - формируемая заготовка, 2 - металлическая форма, 3 - заливочный желоб, 4 - дозатор, 5 - тугоплавкая дисперсная фаза, 6 - расплав, 7 - сталеразливочный ковш.
Примеры осуществления способа.
Пример 1. Трубную заготовку получали из марки сталь 15, выплавленной в индукционной печи. Внешний диаметр заготовки 140 мм, внутренний диаметр 40 мм, длина 140 мм. В качестве упрочняющей фазы использовали карбид вольфрама (WC), плотностью 15800 г/см3 в количестве 120 г, карбид кремния (SiC), плотностью 3200 г/см3 в количестве 120 г и карбид титана (TiC) плотностью 1440 г/см3 в количестве 120 г. Расплав температурой 1650°С из сталезаливочного ковша заливали во вращающуюся со скоростью 600 об/мин металлическую форму с горизонтальной осью вращения через заливочный желоб. В струю стали при помощи дозатора подавали WC. После заливки 25% расплава подачу WC прекращали. Не прерывая процесса заливки, начинали подачу SiC, одновременно увеличив скорость вращения металлической формы до 800 об/мин, для того, чтобы центробежные силы уравнялись с Архимедовыми силами и введенные карбиды не всплывали на свободную поверхность расплава. После заливки 75% расплава подачу SiC прекращали. Не прерывая процесса заливки, начинали подачу TiC, одновременно снизив скорость вращения металлической формы до 600 об/мин. Подачу TiC прекращали после заливки 100% расплава. После полного затвердевания и остановки вращения металлической формы отливку извлекали. Полученная таким способом отливка имела удовлетворительное качество поверхности с плотным строением тела и без усадочных дефектов.
Предложенный способ позволил получить жаропрочную стальную трубную заготовку упрочненной внешней и внутренней поверхностью.
Пример 2.
Трубную заготовку получали из марки У7, выплавленной в индукционной печи. Внешний диаметр заготовки - 200 мм, внутренний - 55 мм, длина 300 мм. В качестве упрочняющей фазы использовали карбид вольфрама (WC) плотностью 15800 г/см3 в количестве 200 г, карбид кремния (SiC), плотностью 3200 г/см3 в количестве 200 г и карбид титана (TiC) плотностью 1440 г/см3 в количестве 200 г. Расплав температурой 1650°С из сталезаливочного ковша заливали во вращающуюся со скоростью 600 об/мин металлическую форму с горизонтальной осью вращения через заливочный желоб. В струю стали при помощи дозатора подавали WC. После заливки 25% расплава подачу WC прекращали. Не прерывая процесса заливки, начинали подачу SiC, одновременно увеличив скорость вращения металлической формы до 800 об/мин, для того, чтобы центробежные силы уравнялись с Архимедовыми силами, и введенные карбиды не всплывали на свободную поверхность расплава. После заливки 75% расплава подачу SiC прекращали. Не прерывая процесса заливки, начинали подачу TiC, одновременно снизив скорость вращения металлической формы до 600 об/мин. Подачу TiC прекращали после заливки 100% расплава. После полного затвердевания и остановки вращения металлической формы отливку извлекали. Полученная таким способом отливка имела удовлетворительное качество поверхности с плотным строением тела и без усадочных дефектов.
Предлагаемый способ позволяет получить жаропрочную стальную трубную заготовку с упрочненной структурой для эксплуатации в условиях высокого износа при высоких температурах.
Claims (1)
- Способ получения стальной трубной заготовки путем центробежного литья, включающий заливку расплава во вращающуюся вокруг горизонтальной оси форму и упрочнение поверхности заготовки путем подачи через дозатор в заливочный желоб в струю расплава тугоплавких дисперсных частиц, отличающийся тем, что скорость вращающейся вокруг горизонтальной оси формы изменяют в течение времени заливки, при этом с первыми порциями расплава в заливочный желоб подают тугоплавкие дисперсные частицы карбида вольфрама при скорости вращения формы 600 об/мин, а заканчивают подачу тугоплавких дисперсных частиц карбида вольфрама после заливки 25% расплава, далее в заливочный желоб подают тугоплавкие дисперсные частицы карбида кремния и одновременно увеличивают вращение формы до 800 об/мин, а заканчивают подачу тугоплавких дисперсных частиц карбида кремния после заливки 75% расплава, затем в заливочный желоб подают тугоплавкие дисперсные частицы карбида титана и одновременно уменьшают скорость вращения до первоначального значения 600 об/мин, а заканчивают подачу тугоплавких дисперсных частиц карбида титана с окончанием разливки.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010140928/02A RU2443505C1 (ru) | 2010-10-06 | 2010-10-06 | Способ получения стальной трубной заготовки |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010140928/02A RU2443505C1 (ru) | 2010-10-06 | 2010-10-06 | Способ получения стальной трубной заготовки |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2443505C1 true RU2443505C1 (ru) | 2012-02-27 |
Family
ID=45852195
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010140928/02A RU2443505C1 (ru) | 2010-10-06 | 2010-10-06 | Способ получения стальной трубной заготовки |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2443505C1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2557854C1 (ru) * | 2013-12-26 | 2015-07-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) (ФГБОУ ВПО "ЮУрГУ" (НИУ)) | Способ получения отливок типа "стакан" |
| RU2643850C1 (ru) * | 2016-12-12 | 2018-02-06 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" (ФГАОУ ВО "ЮУрГУ (НИУ)") | Способ получения тонкостенной трубной заготовки |
| RU2742093C1 (ru) * | 2020-07-30 | 2021-02-02 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" ФГАОУ ВО "ЮУрГУ (НИУ)" | Способ получения стальной трубной заготовки с повышенной радиационной стойкостью |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2152717A (en) * | 1936-12-24 | 1939-04-04 | Centrifugal Pipe Corp | Method of casting in a centrifugal mold |
| DE2254705A1 (de) * | 1972-11-09 | 1974-05-22 | Deutsche Edelstahlwerke Gmbh | Schleudergussverfahren |
| EP0335012A1 (de) * | 1988-03-08 | 1989-10-04 | Karl-Hermann Busse | Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen eines verschleissbeständigen Hartstoff-Metallverbundes durch Schleudergiessen |
| RU2381087C1 (ru) * | 2008-07-14 | 2010-02-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" | Способ формирования трубной заготовки |
-
2010
- 2010-10-06 RU RU2010140928/02A patent/RU2443505C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2152717A (en) * | 1936-12-24 | 1939-04-04 | Centrifugal Pipe Corp | Method of casting in a centrifugal mold |
| DE2254705A1 (de) * | 1972-11-09 | 1974-05-22 | Deutsche Edelstahlwerke Gmbh | Schleudergussverfahren |
| EP0335012A1 (de) * | 1988-03-08 | 1989-10-04 | Karl-Hermann Busse | Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen eines verschleissbeständigen Hartstoff-Metallverbundes durch Schleudergiessen |
| RU2381087C1 (ru) * | 2008-07-14 | 2010-02-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" | Способ формирования трубной заготовки |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2557854C1 (ru) * | 2013-12-26 | 2015-07-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) (ФГБОУ ВПО "ЮУрГУ" (НИУ)) | Способ получения отливок типа "стакан" |
| RU2643850C1 (ru) * | 2016-12-12 | 2018-02-06 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" (ФГАОУ ВО "ЮУрГУ (НИУ)") | Способ получения тонкостенной трубной заготовки |
| RU2742093C1 (ru) * | 2020-07-30 | 2021-02-02 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" ФГАОУ ВО "ЮУрГУ (НИУ)" | Способ получения стальной трубной заготовки с повышенной радиационной стойкостью |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1314501C (zh) | 铝合金管材电磁半连铸方法及铸造装置 | |
| RU2443505C1 (ru) | Способ получения стальной трубной заготовки | |
| RU2381087C1 (ru) | Способ формирования трубной заготовки | |
| CN101607308A (zh) | 用于熔融金属的钢包 | |
| CN102166632B (zh) | 一种大型钢锭的浇注方法 | |
| Changyun et al. | Research on mould filling and solidification of titanium alloy in vertical centrifugal casting | |
| CN104249149B (zh) | 一种通道式感应加热中间包及其浇铸方法 | |
| CN103962517B (zh) | 一种模铸电极棒的浇注装置及其浇注方法 | |
| JP5018274B2 (ja) | 丸ビレット鋳片の連続鋳造用鋳型および連続鋳造方法 | |
| CN117245064A (zh) | 一种整体铸造轧辊结晶组织控制工艺和设备 | |
| CN103658552A (zh) | 一种大型铸钢支承辊整体铸造模具系统及铸造方法 | |
| RU2647975C1 (ru) | Способ получения стальных отливок центробежным литьем | |
| CN101195154B (zh) | 空心钢锭的浇铸模及其生产方法 | |
| RU2557854C1 (ru) | Способ получения отливок типа "стакан" | |
| CN210547867U (zh) | 适用于生产φ90耐磨铸球的铁模覆砂模具 | |
| CN210547873U (zh) | 一种耐磨铸球的铁模覆砂模具 | |
| CN106001469A (zh) | 一种铸铁水平连续铸造结晶器及铸铁型材的制备方法 | |
| CN210547869U (zh) | 耐磨铸球的铁模覆砂模具 | |
| RU2643850C1 (ru) | Способ получения тонкостенной трубной заготовки | |
| RU2376105C2 (ru) | Способ непрерывного литья заготовок | |
| RU2335377C1 (ru) | Способ изготовления точных отливок в керамических формах с кристаллизацией под давлением | |
| RU119657U1 (ru) | Форма для литья полого слитка | |
| JP2012161807A (ja) | 鋳造方法及びその装置 | |
| JP4036033B2 (ja) | 中炭素鋼の高速鋳造方法 | |
| CN104874745B (zh) | 一种发动机主轴承盖的铸造工艺 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121007 |