SU1227323A1 - Флюс дл кокильного лить биметаллических валков из стали и чугуна - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к ме таллур- гии, в частности к разработке составов флюса дл  кокильного лить  биметаллических изделий.

Цель изобретени  - обеспечение удержани  сло  флюса на вертикальных стенках кокил  перед заливкой стали, а затем на поверхности стальной основы валка, а также улучшение качества соединени  стали и чугуна при их последовательной заливке.

Основное назначение битумного лака - создание композиции флюса, способной в виде пленки наноситьс  и удерживатьс  на вертикальных стенках кокил  перед заливкой стали, а затем на стальной основе валка, подготавлива  ее поверхность дл  соединени  с заливаемым чугуном.

Введение битумного лака в состав (1шюса в предлагаемом соотношении позвол ет равномерно распредел ть компоненты флюса в смеси и нанос ить их равномерным слоем на поверхность кокил  при подготовке его к заливке сталью. Битумный лак, содержащий термореактивные составл ющие, при нанесении флюса на нагретую до 200 - 250 С поверхность кокил , увеличивает , свою текучесть, обволакивает зерна компонентов флюса, прочно склеивает их между собой и поверхностью кокил , затем твердеет и удерживает все компоненты флюса на рабочей поверхности кокил  до заливки стальной основы.

При заливке стали битумный лак сгорает и разлага етс  на газообразны мономеры с вьщелением атомарного углерода , который науглероживает поверхностный слой стали, понижа  ее температуру плавлени , и тем самтзм облегчает ее последующее сваривание с чугуном. При этом на поверхности кокил  сплошность покрыти  флюсом разрушаетс , нелетуча  фракци  его расплавл етс , отрываетс  от стенок кокил  и покрывает вертикальные стенки стальной отливки зашртной пленкой предохран ющей стальную основу до заливки второго сло  от окислени . Таким образом достигаетс  качественное сваривание стали и чугуна.

Сцепление флюса с поверхностью стальной отливки происходит за счет сил адгезии и частичного всасывани  его затвердевающей сталью в межкристаллит ные поры.

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

При заливке чугуна при 1360-1380 С на стальную основу температура контактной поверхности возрастает до 1200-1300 С, защитна  пл енка флюса расплавл етс , ее компоненты вступают в химическое взаимодействие с углеро- . дом чугуна и всплывают, открыва  неокисленную поверхность стали дл  сваривани  с чугуном.

Флюс, содержащий битумньш лак более 54%, преждевременно отрываетс  от кокил  и не обеспечивает равномерного покрыти  защитной пленки сталь- . ной отливки. Содержание битумного лака менее 44% придает флюсу повышенную в зкость и затрудн ет его наложение равномерным слоем на поверхность кокил . Качество соединени  стали и чугуна при этом ухудшаетс ,

Фтористый кальций увеличивает прочность сцеплени  флюса с поверхностью стальной отливки и защищает ее от окислени .

Увеличение во флюсе содержани  окиси бора с 2-8% (как прин то в прототипе ) до 14-17% обеспечивает наиболее полной св зывание окиси железа, образующейс  на поверхности отливки. Образующеес  при этом соединение легко вступает в химическое взаимодействие с компонентами чугуна и удал етс  с поверхности стальной отливки.

Окись натри  способствует более прочному сцеплению флюса со стенками кокил  и образованию заш 1тной пленки на стальной отливке,

Содержание окиси натри  более 7% при прин том соотношении компонентов в предлагаемом флюсе повьшает веро тность привара нижней части кокил  к заливаемой стали. Содержание менее 5% способствует образованию в контактном слое ш.паковых включений из-за неполного их удалени  при заливке чугуна.

Уменьшение содержани  окиси кремни  с 9-17% (как прин то в прототипе) до 4-5% понижает температуру плавлени  флюса, обеспечивает лучшее удаление флюса при заливке чугуна, одновременно способствует лучшему св зыванию окиси железа, образующейс  на поверхности, что способствует улучшению качества сваривани  стали и чугуна,

Предлагаемый флюс дл  кокильного лить  бимета,плических отливок сталь - чугун производитс  следующим образом.

Вначале тщательно перемешивают мерное количество порошкообразных составл юпщх флюса, а затем добавл ют мерное количество битумного лака и дальнейшим перемешиванием смесь до вод т до пастообразного состо ни . Полученную таким образом пасту нанос т на внутреннюю поверхность разогретого до 200 - 250 С внутреннего кокил . Параллельно готов т к заливке внешний кокиль. Кокили устанавливают соосно на общее основание. Во внутренний кокиль заливают сталь. По еле образовани  наружной твердой корочки в стальной отливке внутренний кокиль удал ют, а в освободившуюс  полость между стальной отливкой и внешним кокилем заливают перегретый над линией Ликвидуса чугун.

При совместном охлаждении стали и чугуна в контактном слое некоторое

5

О

0с100 О ное

Н4 1

2

3 4 5 6 7

74

То же 7

59,5 -. 12

54 . 14 48,5 16 44 17 38 19 32 20

О

А

100 О

54 14

44 17

2273234

врем  сохран етс  жидкотвердое состо ние сплавов и в это врем  проис-- ходит их диффузионное соединение.

Соединение стали с чугуном полу- 5 чают последовательной заливкой их в спаренный кокиль, представл ющий масштабную модель (М 1:5) реального кокил  сортопрокатного валка.

Дл  оценки качества соединени  )0 отливают биметаллические сортопрокатные валки с размерами бочки 730x965.

Полученные отливки дл  оценки качества соединени  разрезают на диски , из дисков вырезают темплеты, из (5 темплетов готов т стандартные образцы и определ ют качественные показатели соединени .

Данные о качестве сварных соединений стали и чугуна в биметаллических 20 отливках при различных составах флюса приведены в таблице.

О 2

3,5

4

4,5

5

6

7

380

О 4

Непол- 280 ное сваривание , 320 газоуса-, дочна  рыхлость

Полное 390 сваривание . 390 дефек- в тов нет 400

Шлако- 375 вые

включе- 375 ни , рыхлость

Непол- 875 ное сва- рива- 1260 ние,

7.55,4

7.6 5,4 9,06,0

22,515

25,018

2417

168

127,5

газо1240

8

22 23

14 18

32 20 9

Применение флюса-прототипа ;у1  получени  сварного соединени  стгши и чугуна в бимetaлличecкиx отливках с вертикальнь1ми поверхност ми при по- следовательной их заливке не представл етс  возможным в св зи с, осыпаемостью флюса с вертикальных стенок. При применении флюса-прототипа дл  сваривани  горизонтальных поверхнос- тей стали и чугуна, последовательно залитых в стационарный кокиль, в сварном шве также наблюдаетс  неполное

t

избирательное сваривание, наличие газоусадочной рыхлости при среднем пределе прочности на разрыв 10- 12 кг/мм , на срез 6-8 кг/мм .

Редактор А.Ренин

Составитель Н.Косторной

Техред В.Кадар Корректор И.Эрдейи

Заказ 2244/10 Тираж 757 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул.Проектна , 4

Продолжение, таблицы

1600

12

7,5

5

Как видно из приведенных данных, состав предлагаемого флюса (3-5, А. и Б) обеспечивает качественное сваривание стали и чугуна, последовательно залитых в кокиль без образовани  газоусадочной рыхлости и шлаковых включений и увеличивает пределы прочности соединени  на разрыв и срез.

Предлагаемый флюс (по сравнению с прототипом) позвол ет также получать качественные биметаллические отливки сталь - чугун без использовани  центробежных сил в стационарных кокил х и тем самым расшир ет технологические возможности получени  би- метсшлических отливок.

Claims (1)

1. ФЛЮС ДЛЯ КОКИЛЬНОГО ЛИТЬЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ВАЛКОВ ИЗ СТАЛИ И ЧУГУНА, содержащий окись бора, окись натрия, окись кремния и фтористый кальций, отличающийся тем, что, с целью обеспечения удержания слоя флюса на вертикальных стенках кокиля перед заливкой стали, а затем на поверхности стальной основы валка, а также улучшения качества соединения стали и чугуна при их последовательной заливке, он дополнительно содержит битумный лак при следующем соотношении компонентов, мае.%:

   Окись бора 14-17 Окись натрия 5-7 Окись кремния 4-5 Битумный лак 44-54 Фтористый кальций Остальное ы ф ω с

   № ЬО М QQ ЬЭ GO * 1