SU1156836A1 - Способ центробежного лить биметаллических заготовок - Google Patents

Abstract

СПОСОВ ЦЕНТРОВЕЖНОГО ЛИТЬЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЗАГОТОВОК, включан ций порционную заливку под флюсом первого и второго металлов во вращающуюс  изложницу, отличающийс   тем, что, с целью получени  биметаллических заготовок с требуемыми размерами по диаметру и толщине зоны смешивани  металлов, об спечени  снижени  напр женного состо ни  металла заготовки в зоне свариваемости разнородных металлов при циклических нагрузках, запивку первого металла производ т порци ми, сначала заливают в изложницу 90-95% его массы, а по достижении свободной поверхностью металла температуры солидус заливают вторую порцию первого металла.

Description

;д

9)

00

:о

9д Изобретение относитс  к литейном производству, в частности к техноло гии центробежного лить  под флюсом биметаллических заготовок из черных и цветных металлов. Известен способ центробежного лить  биметаллических заготовок, включаюпщй последовательную заливку первого металла, флюса и второго металла во вращающуюс  изложницу I} Однако из-за вли ни  большого чи ла технологических параметров (нагр и охлаждение формы - изложницы, состав и толщина огнеупорного покрыти температур  заливки разнородных металлов и др.) на процесс кристаллиз ции металла первого сло , величина зоны смешивани  (граница свариваемо ти) разнородных металлов колеблетс  в широких пределах и в отдельных сл ча х может достигнуть внутреннего р бочего сло  издели  и в дальнейшем сказатьс  на его эксплуатационных характеристиках. Особенно это относитс  к издели м, у которых рабочим слоем  вл етс  относительно тонкий второй (внутренний) слой металла, например биметаллическа  цилиндрова втулка судового дизел . Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  способ це робежного лить  под флюсом биметаллических заготовок, включающий порционную заливку под флюсом первого и второго металла во вращающуюс  изложницу I2l, Недостатком известного способа  вл ютс  сложность получени  биметаллических заготовок с требуемыми размерами по диаметру и толщине зо ны смешивани  металлов дл  обеспече ни  снижени  напр женного состо ни  металла заготовки в зоне свариваемо ти разнородных металлов при циклических нагрузках. Целью изобретени   вл етс  получение биметаллических заготовок с требуемыми размерами по диаметру и толщине зоны смешивани  металлов, обеспечение снижени  напр женного состо ни  металла заготовки в зоне свариваемости разнородных металлов при циклических нагрузках. Поставленна  цель достигаетс  те что согласно способу центробежного лить  биметаллических заготовок, включающему порционную заливку под флюсом первого и второго металла во вращающуюс  изложницу, заливку первого металла производ т порхц  ми, сначала заливают в изложницу 90-95% его массы, а по достижении свободной поверхностью металла температуры солидус заливают вторую порцию первого металла. Заливка первого металла двум  порци ми обеспечивает получение биметаллических заготовок, у которьгх зона смешивани  располагаетс  на требуемой глубине (диаметре) отливки и необходимой толщине. Глубина и толщина зоны смешивани  обуславливаютс  услови ми эксплуатации издели , изготовленного из биметаллической заготовки, и определ ютс  количеством жидкого первого металла второй порции металла. Заливка в изложницу первой порции металла нарзгжного сло  менее 90% может привести к образованию очень широкой зоны смешивани  разнородных металлов, достигающей рабочего сло  издели , и к снижению его эксплуатационных характеристик. Увеличение первой порции металла cBbmie 95% приводит к уменьшению количества металла, принимающего участие в образовании зоны смешивани . Зона при этом получаетс  относительно узкой и при циклических нагрузках в ней образуютс  трещины, которые и снижают эксплуатационные свойства издели . Заливка первой порции металла наружного сло  производитс  под флюсом, который дозируют на струю жидкого металла на желобе заливочного устройства. Флюс защищает свободную поверхность металла от окислени , рафинирует металл от неметаллических включений и вредных примесей, создаёт направленную кристаллизацию м талла и обеспечивает качественную свариваемость с последующей порцией залитого металла. Пример. Отливают и исследуют партию биметаллических заготовок стали 20Л - легированный чугун. Количество второй порции стали 20Л измен ют от 3 до 20% от веса заливаемой стали. Заливку металла осуществл ют в изложницу с внутренним диаметром 460 мм и длиною 600 мм. Изложницу футеруют огнеупорной краской, состо щей из циркона, бентонита.

окиси магни  и каллоидного раствора зол  кремниевой кислоты. В зкость краски составл ет 20-23 см. Температура заливки стали , а чугуна 1390С. .

При заливке стали на струю дозируют флюс системы CaFj-CaO-SiOj-AljO MgO в количестве 2% от веса металла наружного сло .

Остальные недостамщие параметры технологического процесса лить  заготовок и результатов их исследований приведены в табл. 1 и 2.

Анализ проводитс  на кольцах, вырезанных из торцовых и средней частей заготовок. Зону смешивани  определ ют металлографическим способом и замером твердости металла по толщине кольца. Замер твердости провод т через каждый 10 ttu, начина  от внутренней поверхности кольца. В результате исследований установлено, что количество первой порции наружного сло  металла заготовки 80% приводит к образованию широкой зоны сме шивани  его с металлом внутреннего сло , захватыва  рабочий слой втулки , что приводит к изменению его химического состава и, как следствие к изменению эксплуатационных характеристик рабочего сло  втулки.

V

Количество металла первой порции наружного сло  85% позвол ет получить на внутренней поверхности втулки рабочий слой соответствующего химсостава толщиной 1,0-1,5 мм, однако он не удовлетвор ет техническим требовани м втулки. Толщина внутреннего сло  должна быть не ме нее 2,5-3,0 мм.

При заливке первой порции металла наружного сло  свыше 97% получают очень узкую зону перемешивани , в которой кoнцeнтpиp ютc  высокие напр жени . При циклическом нагружении в этой зоне образуютс  в первую очередь трещины. Кроме того, зона свариваемости обладает минимальныШ прочностными свойствами. Аналогичт й результат получен и по известному способу.

Наилучщие результаты по износостойкости и с минимальным напр женным состо нием металла в зоне смешивани  получают при заливке первой порции стали, равной 90-95% от веса стали.

Предлагаемый способ дает возможность получать биметаллические заготовки с заранее заданньо размером зоны перемешивани  металлов.

Кроме того, способ позвол ет полчать биметаллические заготовки с заранее заданными свойствами и по диаметру зоны смешивани  металлов исключить брак и повысить качество заготовок.

Ожидаемый экономический эффект по предварительным расчетам от изменени  технологии получени  заготово цилиндровых втулок судовых двигателей 6Л525 дл  двух типов судов составит 1114,8 тыс.руб.

Таблица

450 363-320 310 540 224

450 357-328 311 540 238

60 60 60 60 60 60

148

80 85 90 95 97 160 168 175 181 187

Claims (1)

1. СПОСОБ ЦЕНТРОБЕЖНОГО ЛИТЬЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЗАГОТОВОК, включающий порционную заливку под флюсом первого и второго металлов во вращающуюся изложницу, отличающийс я тем, что, с целью получения биметаллических заготовок с требуемыми размерами по диаметру и толщине зоны смешивания металлов, обеспечения снижения напряженного состояния металла заготовки в’ зоне свариваемости разнородных металлов при циклических нагрузках, заливку первого металла производят порциями, сначала заливают в изложницу 90-95% его массы, а по достижении свободной поверхностню металла температуры солидус зали- _л вают вторую порцию первого металла. 5

   1156836 2