SU1764808A1 - Способ получени крестовин стрелочных переводов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к литейному производству. Цель - повышение изотропности структуры и увеличение усталостной прочности металла. Способ получени  крестовин включает ввод добавок ферромарганца в количестве 1-2,5% от массы расплава, при этом после заполнени  полостей остри  и усовика скорость заливки снижают в 1,3-1,5 раза при неизменном расходе вводимых добавок, а после заполнени  формообразующей полости отливки ввод добавок прекращают. 1 табл.

Description

С/1

С

Изобретение относитс  к литейному производству и может быть использовано при суспензионной заливке прот женных отливок из стали 110Г13Л преимущественно железнодорожных крестовин.

Известен способ получени  литых валков (А.с. № 1340898, МКИ В 22 D 27/20), включающий заливку сплава в литейную форму и введение микрохолодйльмиков в количестве 3% от массы заливаемого сплава , причем подачу микрохолодильников начинают после заполнени  0,2-0,3 объема литейной формы, а прекращают после заполнени  0,6-0,7 объема.

Недостатком данного способа  вл етс  то, что указанный режим ввода микрохолодильников не обеспечивает качество металла во всем объеме отливок, Из-за малого промежутка времени ввода гранул значительна  часть отливки, в частности, усовики,

не подвергаютс  воздействию микрохолодильников .

Известен способ получени  крестовин путем заливки стали в форму, кристаллизации и охлаждени  в форме до 150-200°С, выбивки, охлаждени  до комнатной температуры с последующей зачисткой литниковой системы, термообработкой и механической обработкой. (Повышение качества отливок, металлургического оборудовани  и эффективности технологических процессов их производства. Тезисы докладов республиканской научно-технической конференции, 15-16 но бр  1978, с.31).

Недостатком данного способа  вл ютс  образование спаев в острие и усовиках крестовины , возникающих из-за большой прот женности формы, неравномерного заполнени  отдельных частей крестовины.

VI

О

00

о

00

Наиболее близким по техническому решению  вл етс  способ получени  отливок из стали, включающий введение легирующих порошкообразных добавок размером 0,5-5,0 мм в процессе заливки стали в ли- тейную форму. При этом в качестве порошкообразных добавок используют смесь гранул ферромарганца и высокоуглеродистой стали в соотношении компонентов 0,2- 2,0, а сталь заливаетс  со средним удельным расходом 0,1-1,0 кг/м2сек(А.с. № 575173, кл. В 22 D 27/20).

Применение данного способа дл  получени  крестовин приводит к образованию многочисленных литейных дефектов типа спаев, ужилин и т.д., св занных с особенност ми конфигурации формы крестовин. Сохранение посто нной скорости заливки крестовины вызывает образование сильного волнообразного движени  в форме, при- вод щего к размыву стенок формы и образованию ужимин. Перехлестывание гребней волн расплава через выступы формы приводит к тому, что заполнение усови- ков происходит не непрерывно, а порци ми, что способствует образованию спаев. Из-за прот женности отливок крестовин , кристаллизаци  в ее тонких сечени х начинаетс  еще до завершени  процесса заливки. При вводе дисперсных частиц в течение всего времени заливки будет затруднено питание участков формы, удаленных от места заливки, что приводит к образованию усадочных дефектов. Ввод дисперсной добавки из высокоуглероди- стой стали в отливку, изготовленную из высокомарганцевой стали, приведет к выбраковке детали из-за наличи  не полностью расплавившихс  добавок. Это объ сн етс  плохой растворимостью окисных плен высокоуглеродистой стали в высоко- марганцевой стали 110ИЗЛ. Использование известной композиции добавок не позвол ет добитьс  существенного диспергировани  структуры отливок и, соответст- венно, повышени  свойств металла.

Целью предлагаемого изобретени   вл етс  устранение литейных дефектов, повышени  изотропности структуры, увеличение усталостной прочности металла и срока службы отливок.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе получени  крестовин из высокомарганцевой стали, включающем заливку жидкого металла с одновременным вводом дисперсных добавок, в литейную форму ввод т 1-2,5% ферромарганца, при этом после заполнени  остри  и усовиков, скорость заливки снижают в 1,3-1,5 раза при низменном расходе вводимых добавок, а после заполнени  формообразующей полости отливки ввод добавок прекращают.

Получение отливок крестовин по указанному способу осуществл етс  следующим образом. В струю расплава во врем  заливки ввод т гранулы ферромарганца. Вследствие теплового взаимодействи  гранул с расплавом происходит снижение тем- пературы заливки, что способствует измельчению структуры металла и повышению его свойств. Разрушение крестовин происходит преимущественно в зоне образовани  литейных дефектов. Выход из эксплуатации крестовин лимитируетс  дисперсностью зерна в стали 110ПЗЛ. Предложенный способ способствует увеличению срока службы крестовины за счет устранени  литейных дефектов и измельчени  структуры металла. Из-за особенности конфигурации крестовины после заполнени  остр ка и усовиков в форме образуетс  общее зеркало металла. В этот период скорость заливки снижают в 1,3-1,5 раза при низменном расходе дисперсных добавок. Снижение расхода металла при одновременном увеличении относительно доли дисперсной фазы в расплаве (что повышает в зкость расплава) способствует снижению интенсивности волнового движени  в форме , имеющей большую прот женность и уменьшает количество образовавшихс  литейных дефектов: размыв формы, засоры, нарушение геометрических размеров отливки . После заполнени  формообразующей полости отливки, ввод гранул ферромарганца прекращают. Это повышает жидкотекучесть последних порций металла и позвол ет улучшить питание отливки и, соответственно, уменьшить количество образующихс  литейных дефектов.

Ввод содержащих большое количество марганца св зан также с необходимостью обеспечени  высокой концентрации марганца в рабочей зоне отливки. Как известно (М.С. Михалев, А.А. Лейцингар. Высокомарганцева  сталь дл  отливок в северном исполнении , Литейное производство N 1, 1988, с.6) увеличение концентрации марганца в рабочей зоне отливки позвол ет добитьс  хорошего комплекса механических свойств стали в деформированном состо нии .

Если количество вводимых дисперсных добавок будет менее 1 %, то воздействие на структуру металла будет незначительным и не приведет к существенному измельчению структуры и повышению качества металла. Если же количество вводимых добавок будет больше 2,5%, то вследствие большой разницы в скорости затвердевани  отдельных частей крестовин, будут образовыватьс  отдельные участки нерасплавившихс  гранул. Скорость заливки жидкого металла уменьшают в 1,3-1,5 раза при неизменном расходе гранул при заполнении остр ка и усовиков.

Снижение расхода жидкого металла раньше, чем происходит заполнение остри  и усовиков нежелательно, так как общее зеркало металла на всю длину отливки не образовалось и происходит переохлаждение металла прилегающей к литниковой части формы. После заполнени  остри  и усовиков скорость заливки снижают, чтобы предупредить образование бегущих волн расплава, которые разрушают форму и привод т к выплескам жидкого металла через выпоры и сто к. Если подачу жидкого металла уменьшить раньше, чем заполн тс  остр к и усовики, то происходит переохлаждение металла, прилегающего к литниковой части формы, так как не образовалось зеркало жидкого металла на всю длину отливки. Если подачу жидкого металла уменьшить позднее момента заполнени  остр ка и усовиков, то происходит переохлаждение металла прилегающего к литниковой части формы, так как не образовалось общее зеркало жидкого металла на всю длину отливки. Если подачу жидкого металла уменьшить, позднее момента заполнени  остр ка и усовиков формы, то происходит образование бегущих волн, которые, вступа  в резонанс, разрушают форму и привод т к выплескам жидкого металла через выпор и сто к.

Уменьшение скорости подачи жидкой стали в форму больше чем в 1,5 раза при низменном расходе гранул ферромарганца приводит к перемерзанию литниковой системы . Уменьшение скорости меньше чем в 1,3 раза недостаточно снижает процесс образовани  волн в форме. Волны возникают из-за большой скорости заливки, так как образуетс  перепад уровней жидкого металла , кроме того существующий расход гранул не способен существенно понизить в зкость расплава.

Подача гранул в форму прекращаетс  после заполнени  металлом формообразующей полости. Прекращение подачи гранул ранее, чем заполнитс  объем формообразующей полости, снижает эффективность суспензионной заливки, увеличиваетс  брак по

усадочным дефектам. Если подачу гранул прекратить после заполнени  объема всей формы, то последние порции жидкого металла , не облада  повышенной жидкотекучестью , не понижают отдаленную часть отливки, что увеличивает количество усадочных дефектов в противоположный от литниковой системы части отливки.

Опытно-промышленна  проверка предлатаемого способа проводилась в услови х Новосибирского стрелочного завода. Использовалс  известный способ изготовлени  крестовин стрелочных переводов типа Р65 и предлагаемый.

При заливке крестовин по известному способу в расплав стали 110Г13Л, имеющей температуру заливки 1460°С, вводилось 2,5% смеси гранул ферромарганца и высокоуглеродистой стали в соотношении компонентов 10:1, а сталь заливали со средним удельным расходом 0,2 кг/м2сек (см. табл.). При заливке крестовин по предлагаемому способу вводилось 0,5-3% гранул ферро- марганца. Параметры заливки

варьировались в пределах, указанных в таблице . Как видно из приведенных результатов при заливке крестовин по предлагаемому способу в сравнении с прототипом удаетс  значительно повысить качество отливки за счет оптимизации параметров заливки, увеличить в 1,2-1,3 раза ударную в зкость и диспергировать структуру на 1-2 номера зерна. Это приводит к повышению наклепываемости стали

110Г1ЗЛ и увеличению стойкости крестовин на 15%.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ получени  крестовин стрелочных переводов, включающий изготовление литейной формы, заливку ее рабочей полости расплавом стали с одновременным вводом в расплав дисперсных добавок, отличающийс  тем, что, с целью повышени 

   изотропности структуры и увеличени  усталостной прочности металла, в качестве дисперсных добавок используют ферромарганец , который ввод т в количестве 1-2,5% от массы расплава, после заполнени  расплавом полостей остри  и усовика скорость заливки снижают в 1,3-1,5 раза, а после заполнени  рабочей полости отливки расплавом ввод дисперсных добавок прекращают .

   Вли ние параметров процесса заливки на качество крестовин Рб5 из стали ПОПЗЛ