f Изобретение относитс к литейному производству, в частности к отливке прокатных валков. Известна литейна форма в способ изготовлени составного прокатного валка. Особенность ее заключаетс в том, что в литейную форму устанавли ваетс металлическа перегородка толщиной 15-20 мм. Жидкий металл заливают через тангенциальную литии ковую систему с внутренней и внешрей стороны перегородки. В результате применени этой технологии получают валок, состо щий из твердого наружного сло и м гкого внутреннего сло о. Известный способ не обеспечивает многократного использовани оси вал ка, хот износу при эксплуатации подвергаетс только наружный слой валка.. Не обеспечиваетс также компенса1щ усадки наружного сло отлив ки при затвердевании на толстостенно металлической перегородке. Известна армирующа вставка дл изготовлени биметаллических отливок преимущественно прокатных валков.Сущ ность известного изобретени заключа етс в том, что на осевом вскладьше вьшолнены винтовые канавки правого и левого направлени . В качестве армирующей вставки применена проволока из металла с более низкой температурой плавлени , чем температура солидус заливаемого металла, витки которой размещены в винтовых канавках осевого вкладыша, причем проволока может быть выполнена из алюминиевого сплава 2. При такой технологии заливаемьй металл может смыть легкоплавкую проволоку , что приведет к возникновению значительных усадочных напр жений в получаемом наружном слое. Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой вл етс литейна форма с армирующей вставкой и размещенными на ее поверхности промежуточными прокладками, предназначенными дл уменьшени внутренних .напр жений в заливаемом сплаве. Прокладки выпол.н ютс из легкоплавкого сплава с толщиной 0,8-1,2 величины линейной усадки заливаемого сплава. Кроме того, на армирующей вставке, могут быть вьшолнены канавки с общим объемом , равным 0,7-0,9 объема прокладки из легкоплавкого сплава СЗ. 292 Однако заливаемый расплав может расплавить прокладки в процессе заливки , особенно при получении массивных отливок. Кроме того, насыщение заливаемого сплава легкоплавким металлом не всегда способствует получению необходимой микроструктуры наружного сло . Цель изобретени - уменьшение трудоемкости удалени внешнего сло металла после эксплуатации отливки. Поставленна цель достигаетс тем, что в. литейной форме дл изготовлени биметаллических отливок, содержащей твердую вставку, размещенную в рабочей полости формы, и закрепленные на боковой поверхности вставки прокладки дл уменьшени напр жений в заливаемом металле , прокладки выполнены в виде трубок , причем по крайней мере две из них имеют площадь отверсти больше остальных в 1,5-3,0 раза, при этом одни концы трубок выведены из полости литейной формы, а .противополо кные концы заглушены. В предлагаемой литейной форме компенсаци усадки залитого на твердую вставку металла происходит за счет сжати полых трубок, металл которых нагреваетс залитым металлом до пластического состо ни . В сечении трубки могут иметь любой профиль: круглый, квадратный, зллипсовидньй и др. Закрепл ют трубки на вставке,, например, сваркой в отдельных точках, что не требует наличи специального оборудовани при изготовлении формы. Удал ют наружный слой с твердой вставки после эксплуатации отливки за счет того, что две трубки вьшолнены с площадью отверсти в 1,5-3,0 раза больше площади отверсти остальных трубок. При усадке наружного сло они полностью не сплющиваютс . В отверсти этих трубок заливают жидкость , например воду, котора при замораживании расшир етс и разрывает металл наружного сло . Увеличение площади отверсти трубок более чем в 3 раза уменьшает сечение внешнего сло металла и снижает его прочность. Значение площади трубок менее 1,5 площади остальных не обеспечивает эффекта разрыва наружного сло . Один торцовый конец трубок выполнен глухим дл предотвращени попадани в их полость жидкого ме3 талла, что может нарушить процесс компенсации усадки нарзпкного сло . Второй конец выведен из полости литейной формы и служит дл удалени воздуха из трубки в момент ее сплющивани усаживающимс металлом при выведении обоих концов трубок из полости литейной формы, исключает закупоривание воздуха и торможение усадки в случае отливки детали с различной толщиной стенки. На чертеже изображена литейна форма дл изготовлени биметаллических отливок. Форма содержит прокладки 1-3, выполненные из трубок, закрепленных вокруг твердой вставки 4, котора размещена в рабочей полости формы 5. По крайней мере две трубки 3 на противоположных сторонах вставки 4 выполнены с площадью отверсти в 1,5-3 раза большей площади отверсти остальных трубок Г и 2. Один торцо вый конец 6 трубок 2 выведен из полости формы 5, а второй 7 выполнен гл.ухим. : . Литейна форма содержит также калиброванный кокиль 8, установленн на опоку нижней шейки 9 с формовочной смесью 10 и поддоном 11, центри рующим осевой вкладыш 4 внизу элемента литниковой системы 12 с тангенциальным литниковым питателем 13 и металлоконструкцию 14, центрирзпощую вкладыш 4 вверху. На участке с большей толщиной по лости формы 2 2 по сравнению с Е увеличение суммарной площади отверстий достигнуто иутем установки бол . шего количества трубок 2 или размещени их елочкой (трубки 1). Заливку металла в полость литейной формй 5 производили через литни ковую систему 12 с тангенциальным литниковым питанием 13. Давление, возникающее при усадке наружного сло отливки 5, сжимает твердую вставку 4. Полые трубки 1-3, нагретые залитым металлом до пластическо го состо ни , компенсируют возникпше напр жени в кристаллизующие сплавы за счет уменьшени площади своего отверсти . Полностью не сплющиваютс две трубки 3 на противоположных сторонах вставки 4, площадь отверстий которых в 1,5-3 раза больше площади остальных трубок. 94 Глухие торцовые концы 7 предотвращают попадание жидкого металла в полость трубок, а выведенные торцы трубок 6 из полости формы 5 обеспечивают удаление воздуха при сплющивании трубок. Пример. Отливка прокатного валка из хромо-никелевого чугуна исполнени СПХН-65. Усадка (У) составл ет 1,5%. На. ось радиусом г 100 мм из стали марки 35Л закрепл ют две стальные тонкостенные трубки (Wp-2) с внутренним диаметром Д (мм) и две трубки на противоположных сторонах оси с внутренним диаметром d тр (мм). Расчет диаметра Д -г и общего количества трубок iNp производитс из услови коъшенсации усадки заливаемого металла по следующим формулам: (ey.-io(2r-t-e --(o21 ; - толщина полости формы между твердой вставкой и кодсилем Nrf ,- коэффициент зоны действи трубок, определ емый экспериментально . При постановке исходных данных в формулы (1) и (2) имеем Д YlО 000-И612,704-100 7,8 мм, ., 4-633,2 .. . Р 3,14(7,8) установке в литейную форму прин ли 14 шт. трубок, из них 12 шт, диаметром 7,8 мм и 2 шт с большей в 2,3 раза площадью отверсти .Тогда р 7,8У273 11,8 мм. Вставку с трубками устанавливали и закрепл ли в кокиле с внутренним диаметром 340 мм. В высушенную и нагретую форму заливали чугун при 1320 С. Качество отливок определ ли после их разрезки и исследовани макроструктуры границы биметаллического сло . Наличие трещин в наружном слое и зазоре по границе слоев считали браковочным признаком. Визуальный осмотр отливки показал, что 12 трубок быпи полностью сплюще5 ны в результате усадки сплава, а 2 трубки, площадь которых увеличена в 2,3 раза, частично. В оставшуюс полость заливали воду, трубок заглушали , охлаждали жидким азотом. 329 После замораживани воды бандаж валка треснул и был легко удален с оси. Примеры изготовлени биметаллических отливок в предлагаемой литейной форме сведены в таблицу.
11,8 109,9 12 7, 2 13,5 143,4 12 7, 2 9,6 71,7 12 7, 8,5 57,4 12 7, 14,6 167,3 12 7, 4 2,3 Хорошее качество соединени наружного металла с вкладышемi в двух трубках имеетс отверстие дл заливки жидкости 4 3 То же 4 1,5 Хорошее качество соединени . В двух трубках сохранились отверсти достаточные дл заливки жидкости 4 1,2 В двух трубках с большим диаметром отверсти практически отсутствуют, что исключает отделение наружного металла от вставки 4 3,5 В двух трубках с большим диаметром сохранились отверсти , эквивалентные диаметру 12,3 мм, что нецелесообразно ввиду ослаблени про ности наружного металла
Применение разработанной технологии изготовлени биметаллических отливок позвол ет многократно использовать твердую вставку, уменьшает. . трудозатраты .при ее подготовке и снижает . трудонаружного меемкость удалени та ла со вставки.
Экономический эффект от сокращени расхода валков в чистовых клет х мелкосортных станов Криворожстали составит, не менее 24,4 тыс.руб.
в