RU2647975C1 - Method of producing cast steel by centrifugal casting - Google Patents

Method of producing cast steel by centrifugal casting Download PDF

Info

Publication number
RU2647975C1
RU2647975C1 RU2016148771A RU2016148771A RU2647975C1 RU 2647975 C1 RU2647975 C1 RU 2647975C1 RU 2016148771 A RU2016148771 A RU 2016148771A RU 2016148771 A RU2016148771 A RU 2016148771A RU 2647975 C1 RU2647975 C1 RU 2647975C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
casting
melt
pouring
density
particles
Prior art date
Application number
RU2016148771A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Илья Валерьевич Чуманов
Валерий Иванович Чуманов
Андрей Николаевич Аникеев
Original Assignee
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" (ФГАОУ ВО "ЮУрГУ" (НИУ)")
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 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" (ФГАОУ ВО "ЮУрГУ" (НИУ)") filed Critical федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" (ФГАОУ ВО "ЮУрГУ" (НИУ)")
Priority to RU2016148771A priority Critical patent/RU2647975C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2647975C1 publication Critical patent/RU2647975C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D13/00Centrifugal casting; Casting by using centrifugal force

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mold Materials And Core Materials (AREA)

Abstract

FIELD: technological processes.
SUBSTANCE: invention relates to a foundry, in particular to the production of castings by centrifugal casting. In the rotating molding around the vertical axis, the casting is performed by casting the melt and simultaneously feeding refractory dispersed particles with a density of more than 8,000 kg/m3, such as tungsten carbide, to harden the outer surface of the casting. After pouring 50 % of the melt, the supply of tungsten carbide is stopped and to harden the inner surface of the casting delivering particles of density less than 8,000 kg/m3 , for example silicon carbide, until the melt is cast.
EFFECT: provides the production of castings with high mechanical properties of the external and internal surfaces.
4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к технологии изготовления отливок, получаемых методом центробежного литья с упрочнением внешней и внутренней и частей отливки дисперсными твердосплавными фазами, которые могут быть применены в металлургической и других отраслях промышленности.The invention relates to the manufacturing technology of castings obtained by centrifugal casting with hardening of the external and internal and parts of the casting with dispersed carbide phases, which can be used in metallurgical and other industries.

Известен 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 окончанием процесса 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 только стальную трубную заготовку, упрочненную с внутренней и внешней стороны и невозможно получить отливку с упрочненной внутренней поверхностью типа «стакан».A known method of forming a steel tubular billet by centrifugal casting, comprising pouring the melt into a mold rotating around a horizontal axis and hardening the surface of the billet by feeding refractory dispersed particles through a batcher into the pouring trough into the melt jet, while dispersed particles with a density of more than 6000 kg / m 3 with the first end portions and a melt flow of 75% after pouring of the melt, and for hardening the inner surface is carried out feeding tug fusible particles having a density less than 5000 kg / m 3 after 25% of the melt flow and the end with the end of the casting process (RU №2381087, B22D 13/00, publ. 10.02.2010.). The method provides the possibility of hardening the outer and inner surfaces of the resulting workpiece. However, in this way it is possible to obtain only a steel pipe billet hardened from the inside and outside and it is impossible to obtain a casting with a hardened inner surface of the "glass" type.

В качестве ближайшего аналога выбран способ центробежного литья на машинах с вертикальной осью вращения, включающий заливку расплава в форму и вращение ее вокруг вертикальной оси, заливку расплава осуществляют в неподвижную форму, а вращение ее начинают до окончания заливки расплава после затвердевания донной части отливки. As the closest analogue, the method of centrifugal casting on machines with a vertical axis of rotation is selected, which includes pouring the melt into a mold and rotating it around the vertical axis, pouring the melt into a stationary form, and it starts to rotate until the melt is filled after the bottom of the casting has solidified.

Способ позволяет получать отливки типа «стакан» (RU №2235001, B22D 13/00, опубл. 27.08.2004.).The method allows to obtain castings of the type "glass" (RU No. 2235001, B22D 13/00, publ. 08/27/2004.).

Недостатком способа являются необходимость дополнительных технологических операций с целью упрочнения внешней, внутренней и торцевой поверхностей отливки.The disadvantage of this method is the need for additional technological operations in order to harden the outer, inner and end surfaces of the casting.

Задачей изобретения является получение стальных отливок центробежным литьем с высокими прочностными свойствами внешней и внутренней поверхностей отливки.The objective of the invention is to obtain steel castings by centrifugal casting with high strength properties of the outer and inner surfaces of the casting.

Указанная задача решается тем, что при реализации способа упрочнения внешней и внутренней частей поверхности отливки, включающем заливку расплава в форму и вращение ее вокруг вертикальной оси, заливку расплава осуществляют во вращающуюся форму, с одновременной подачей тугоплавких частиц плотностью более 8000 кг/м3, после затвердевания заготовки, согласно изобретению, подача частиц, имеющих плотность более 8000 кг/м3, прекращается и начинается подача частиц плотностью менее 8000 кг/м3, при этом подача тугоплавких частиц плотностью более 8000 кг/м3 начинается с заливкой расплава и завершается после заливки 50% расплава, а подача частиц с плотностью менее 8000 кг/м3 начинается после заливки 50% расплава и продолжается до конца плавки.This problem is solved in that when implementing the method of hardening the external and internal parts of the surface of the casting, including pouring the melt into a mold and rotating it around a vertical axis, pouring the melt into a rotating mold, while supplying refractory particles with a density of more than 8000 kg / m 3 , after hardening of the preform according to the invention, the supply of particles having a density of more than 8000 kg / m 3 stops and the supply of particles with a density of less than 8000 kg / m 3 begins, while the flow of refractory particles with a density of more than 8000 k g / m 3 begins with pouring the melt and ends after pouring 50% of the melt, and the supply of particles with a density of less than 8000 kg / m 3 begins after pouring 50% of the melt and continues until the end of the smelting.

В предлагаемом способе для упрочнения внешних частей заготовки тугоплавкими частицами плотностью более 8000 кг/м3, их начинают подавать одновременно с началом заливки расплава в литейную форму и продолжают подачу частиц до заливки 50% от массы расплава, а для упрочнения внутренней части заготовки тугоплавкими частицами плотностью менее 8000 кг/м3, их подача начинается после заливки 50% от массы расплава и продолжается до окончания процесса разливки. В случае окончания подачи дисперсных частиц плотностью более 8000 кг/м3 до заливки 50% расплава, количества частиц недостаточно для обеспечения равномерных свойств по высоте внешней поверхности отливки. В случае подачи дисперсных частиц плотностью 8000 кг/м3 на протяжении всего времени разливки, частицы, вводимые после заливки 50% расплава, вследствие кристаллизации боковых поверхностей и донной части отливки распределяются по всему объему отливки, не изменяя прочностные свойства внешней поверхности отливки, но приводя к существенным затратам дисперсных частиц. В случае начала подачи дисперсных частиц плотностью менее 8000 кг/м3 до заливки 50% расплава, частицы распределяются по всему объему отливки, существенно не изменяя прочностные свойства внутренней поверхности отливки, но также приводя к существенным затратам дисперсных частиц.In the proposed method for hardening the outer parts of the workpiece with refractory particles with a density of more than 8000 kg / m 3 , they begin to be fed simultaneously with the beginning of pouring the melt into the mold and continue to feed particles until 50% of the mass of the melt is filled, and for hardening the inner part of the workpiece with refractory particles with a density less than 8000 kg / m 3 , their flow begins after pouring 50% of the mass of the melt and continues until the end of the casting process. If the supply of dispersed particles with a density of more than 8000 kg / m 3 is completed before pouring 50% of the melt, the number of particles is insufficient to ensure uniform properties along the height of the outer surface of the casting. In the case of feeding dispersed particles with a density of 8000 kg / m 3 throughout the entire casting time, particles introduced after pouring 50% of the melt, due to the crystallization of the side surfaces and the bottom of the casting, are distributed over the entire volume of the casting, without changing the strength properties of the outer surface of the casting, but to significant costs of dispersed particles. In the case of the beginning of the supply of dispersed particles with a density of less than 8000 kg / m 3 before pouring 50% of the melt, the particles are distributed throughout the casting volume, without substantially changing the strength properties of the inner surface of the casting, but also leading to significant costs of the dispersed particles.

Технический результат изобретения заключается в получении стальной отливки центробежным литьем с возможностью обеспечения внешней и внутренней частей отливки высокими прочностными свойствами.The technical result of the invention is to obtain a steel casting by centrifugal casting with the possibility of providing the external and internal parts of the casting with high strength properties.

Технический результат достигается тем, что стальная отливка формируется путем заливки расплава в форму и вращение ее вокруг вертикальной оси, заливку расплава осуществляют во вращающуюся форму, при этом одновременно начинают подачу дисперсных частиц плотностью более 8000 кг/м3, подачу прекращают после поступления 50% массы расплава, после чего начинают подачу дисперсных частиц плотностью менее 8000 кг/м3 и заканчивают ее одновременно с окончанием процесса разливки.The technical result is achieved by the fact that the steel casting is formed by pouring the melt into a mold and rotating it around a vertical axis, pouring the melt into a rotating mold, while at the same time the flow of dispersed particles with a density of more than 8000 kg / m 3 starts, the flow is stopped after 50% of the mass melt, after which they begin to feed dispersed particles with a density of less than 8000 kg / m 3 and end it simultaneously with the end of the casting process.

Сущность данного способа иллюстрируется чертежом, где на фиг. 1 представлена схема получения упрочненной отливки методом центробежного литья: 1 - форма, 2 - расплав, 3 - сталеразливочный ковш, 4 - механизм вращения, 5 - дозатор, 6 - тугоплавкая дисперсная фаза. Фиг. 2 иллюстрирует распределение дисперсных частиц по завершению заливки расплава.The essence of this method is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 shows a scheme for producing hardened castings by centrifugal casting: 1 - mold, 2 - melt, 3 - steel pouring ladle, 4 - rotation mechanism, 5 - dispenser, 6 - refractory dispersed phase. FIG. 2 illustrates the distribution of dispersed particles upon completion of melt casting.

Пример осуществления способаAn example of the method

Отливку получали из марки сталь 20 выплавленной в индукционной печи. Внешний диаметр заготовки 150 мм, внутренний диаметр 110 мм, высота 70 мм, толщина дна 30 мм. В качестве упрочняющей фазы использовали карбид вольфрама (WC), плотностью 15800 кг/см3 в количестве 200 г, а также карбид кремния (SiC), плотностью 3210 г/см3 в количестве 200 г. Расплав температурой 1650°С из сталеразливочного ковша заливали во вращающуюся со скоростью 600 об/мин форму, при этом в струю стали при помощи дозатора начинали подачу WC. Подачу WC прекращали после заливки 50% расплава. После подачи 50% от массы расплава начинали подачу SiC. Подача SiC прекращалась одновременно с окончанием процесса разливки. После полного затвердевания и остановки вращения формы отливку извлекали. Полученная отливка имела удовлетворительное качество поверхности с плотным строением тела и без усадочных дефектов. Предложенный способ позволил получить отливку с высокими механическими свойствами: твердость, (по сравнению с отливкой типа «стакан», полученной без введения дисперсных частиц), на внешней поверхности увеличилась на 45-50 НВ, а на внутренней увеличилась на 30-35 НВ.The casting was obtained from steel grade 20 smelted in an induction furnace. The outer diameter of the workpiece is 150 mm, the inner diameter is 110 mm, the height is 70 mm, and the bottom thickness is 30 mm. As the hardening phase we used tungsten carbide (WC), with a density of 15800 kg / cm 3 in an amount of 200 g, and also silicon carbide (SiC), with a density of 3210 g / cm 3 in an amount of 200 g. The melt with a temperature of 1650 ° С was poured from a steel ladle into a mold rotating at a speed of 600 rpm, while WC flow was started into the steel stream using a dispenser. The flow of WC was stopped after pouring 50% of the melt. After supplying 50% of the mass of the melt, the supply of SiC was started. The supply of SiC ceased simultaneously with the end of the casting process. After complete solidification and stopping the rotation of the mold, the casting was removed. The resulting casting had a satisfactory surface quality with a dense body structure and without shrinkage defects. The proposed method made it possible to obtain a casting with high mechanical properties: hardness (compared to the "glass" casting obtained without the introduction of dispersed particles), on the outer surface it increased by 45-50 HB, and on the inside it increased by 30-35 HB.

Claims (1)

Способ получения стальных отливок центробежным литьем, включающий заливку расплава во вращающуюся форму и одновременную подачу тугоплавких дисперсных частиц, отличающийся тем, что сначала осуществляют подачу тугоплавких дисперсных частиц плотностью более 8000 кг/м3, прекращают их подачу после заливки 50% расплава и осуществляют подачу тугоплавких дисперсных частиц плотностью менее 8000 кг/м3 до окончания заливки расплава в форму.A method of producing steel castings by centrifugal casting, comprising pouring the melt into a rotating mold and simultaneously supplying refractory dispersed particles, characterized in that first, refractory dispersed particles are supplied with a density of more than 8000 kg / m 3 , they are stopped after pouring 50% of the melt and refractory is fed dispersed particles with a density of less than 8000 kg / m 3 until the pouring of the melt into the mold.
RU2016148771A 2016-12-12 2016-12-12 Method of producing cast steel by centrifugal casting RU2647975C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016148771A RU2647975C1 (en) 2016-12-12 2016-12-12 Method of producing cast steel by centrifugal casting

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016148771A RU2647975C1 (en) 2016-12-12 2016-12-12 Method of producing cast steel by centrifugal casting

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2647975C1 true RU2647975C1 (en) 2018-03-21

Family

ID=61708074

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016148771A RU2647975C1 (en) 2016-12-12 2016-12-12 Method of producing cast steel by centrifugal casting

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2647975C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2720415C1 (en) * 2019-08-09 2020-04-29 Общество с ограниченной ответственностью «Челябинский Фланцевый завод» Steel casting method

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0335012A1 (en) * 1988-03-08 1989-10-04 Karl-Hermann Busse Method for continuously producing a wear resistant metal-hard material composite by centrifugal casting
RU2235001C2 (en) * 2002-03-11 2004-08-27 ОАО "Опытный завод цветного литья" Method for centrifugal casting in casting machines with vertical rotation axis
RU2381087C1 (en) * 2008-07-14 2010-02-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" Forming method of tubular billet
RU2557854C1 (en) * 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)) "barrel" type cast production

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0335012A1 (en) * 1988-03-08 1989-10-04 Karl-Hermann Busse Method for continuously producing a wear resistant metal-hard material composite by centrifugal casting
RU2235001C2 (en) * 2002-03-11 2004-08-27 ОАО "Опытный завод цветного литья" Method for centrifugal casting in casting machines with vertical rotation axis
RU2381087C1 (en) * 2008-07-14 2010-02-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" Forming method of tubular billet
RU2557854C1 (en) * 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)) "barrel" type cast production

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2720415C1 (en) * 2019-08-09 2020-04-29 Общество с ограниченной ответственностью «Челябинский Фланцевый завод» Steel casting method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2647975C1 (en) Method of producing cast steel by centrifugal casting
RU2381087C1 (en) Forming method of tubular billet
RU2443505C1 (en) Method of producing steel tube billets
JP5018274B2 (en) Mold for continuous casting of round billet slab and continuous casting method
CN101195154B (en) Casting mold for hollow steel ingot and producing method thereof
RU2557854C1 (en) "barrel" type cast production
JP5114641B2 (en) Vibration solidification casting method and vibration solidification casting apparatus
RU2314891C1 (en) Mold making method for casting with use of investment patterns
CN110831712A (en) Casting process by utilizing hot die casting
RU2643850C1 (en) Method for producing thin-walled tube blank
RU119657U1 (en) HOLLOW INGOST CASTING FORM
JP2013052421A (en) Casting apparatus and casting method
RU2720415C1 (en) Steel casting method
RU2335377C1 (en) Method of precise ingots production in ceramic moulds with pressurised crystallisation
RU2376105C2 (en) Method of continuous casting of blanks
RU2742093C1 (en) Method of producing steel tubing billet with high radiation resistance
US2255896A (en) Process for the production of centrifugal castings
US1807536A (en) Process for centrifugal casting
RU2765031C1 (en) Casting method with formation of homogeneous fine-grained metal structure
CN105492143A (en) Double casting method and apparatus
KR101565079B1 (en) Method of manufacturing for metal ball
RU2346788C1 (en) Device for fabricating large bimetallic forming rolls
JP6414181B2 (en) Method for producing oxide casting
RU2597799C2 (en) Method for centrifugal casting and device therefor
RU2284244C2 (en) Method for producing shaped castings of aluminum alloys and apparatus for performing the same

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20190422

Effective date: 20190422

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20201213