SU908491A1 - Способ изготовлени кристаллизатора дл непрерывной разливки металлов - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к металлургии и может быть использовано при изготовлении кристаллизатора дл  непрерывного лить  черных и цветных металлов.

В насто щее врем  в литейном производстве дл  изготовлени  кристаллизаторов примен ютс  различные способы получени  металлических гильз, основанные на применении моделей, профиль и размеры которых соответствуют профилю и размерам рабочих поверхностей кристаллизаторов, и обеспечивающие значительное уменьшение обьема их механической обработки tO

Известные способы основаны на пластическом деформировании материалов гильзы и исключают возможность изготовлени  из таких тугоплавких износостойких материалов, как молибден, хром, дебориды хрома и циркони , нитрид титана, и т.п.

с добавками твердосмазочных материалов .

Наиболе близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  способ изготовлени  пресс-форм и изложниц, предусматривающий газотермическое напыление износостойкого мптериала на удал емую модель 2.

Однако существующий способ не позвол ет получать кристаллизаторы с высокой долговечностью. Это обусловлено особенност ми формировани  напыленных материалов. Затвердевание частиц на массивной подложке происходит с большой скоростью и обусловливает наличие значительной пористости и внутренних напр жений. Все это снижает прочность и износостойкость напыленных слоев. Термические напр жени , возникающие в процессе работы кристаллизатора,привод т к разрушению напьшенных гильз кристаллизаторов. 3 Цель изобретени  - повышение до говечности кристаллизатора дл  непрерывного лить .. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе изготовлени  крисдаллизатора дл  непрерывного ли1ь , включающем формирование рабочего сло  гильзы на удал емой модели путем газотермического напы лени  тзгоплавких износостойких ма териалов, напыленный слой подвергаю изотермической вьщержке и пропытывают U расплаве высокотеплопроводного материала, Изотермическуто выдержку напы ленного сло  провод т в инертно-во становительной атмосфере в течение 0, ч при температуре, равной 0,25-0,4 температуры плавлени  материала напьше1-п1ого сло . Напыленный слой пропитывают в ине;ртно-восстановительной атмосфере при температуре равной ,2 тем пературы плавлени  металла напыленliOio сло , Б течение 054--1,0 ч. Термическа  обработка напьшенного сло  в инертно-восстановительгсой атмосфере обеспечивает получени нсобходиг 5ых его механических свойст посредством рафинировани  и сн ти  внутренних напр жений, а пропитка мета;л:гом в ннертно-ва ее т анови тельно -aiMOciiiepc позвол ет повысить прочiioCTb и термостойкость гильзы за счет заполнени пористого каркаса капьитенного сло  пропитывающем ме 1а,тлом. Принципиальное отличие предлага мого способа получени  гильзы криста ,тизатора заключаетс  в том, что напыленный слой подвергаетс  последующей упрочн ющей обработке, представл ющей собой Изотермическуто выдержку и последующую пропитку, в ре зультате которой значительно повышаютс  механические свойства напыленного сло . При этом изотермическ выдержка в течение времени не менее 0,5 ч и при температуре ниже 0,25 температуры плавлени  материала сло не обеспечивает необходимой стадии протекани  процессов рафинировани  и сн ти  внутренних напр жений напьшенного сло . Термическа  обработка в -течение времени более 5 ч и при температуре выше 0,4 температуры плавлени  материала сло  вызывает полную рекристаллизацию и 4 характеризуетс  ростом и образованием равноосных зерен, что снижает прочность напыленного сло . Проведение пропитывани  напыленного сло  при температуре расплава ниже 1,05 температуры плавлени  металла и в течение времени менее 0,4 ч невозможно из-за недостаточной жидкотекучес- ти металлического расплава и слишком малого времени взаимодействи  материалов . Пропитывание напьшенного сло  в расплаве, нагретом выше 1,2 температурь плавлени  металла, и в течениевремени более 1,0 ч приводит к разрушению напыленного сло  вследствие его полной рекристалли зации. Способ осуш ествл етс  следующим образом. На поверхность стальной модели методом плазменного напылени  нанос т слой тугоплавкого износостойкого металла, после чего модель удал ют. Полученньп напьшенный слой подвергают изотермической вьщержке в инертно-восстановительной атмосфере в течение 0,5-5 часов при температуре , равной 0,25-0,4 температуры плавлени  материала сло . Затем его пропитывают в расплаве высокотепло- , проводного металла. После окончани  пропитывани  заливают внешнюю оболочку гильзы слоем высокотеплопроводного металла. Пример . Изготавливают гильзу диаметром 60 мм и длиной 200 мм дл  кристаллизатора установки горизонтального лить  чугуна. Гильза содержит напыленный и пропитанный медью слой молибдена, а также внешнюю медную оболочку. Плазменное напыление молибдена ведетс  на стальную модель, котора  удал етс  после получени  напьшенного сло  толщиной 2 мм. Полученный напьшенный слой в виде обечайки диаметром 60 мм и длиной 200 мм устанавливаетс  в герметичный контейнер диаметром 100 мм. Контейнер загружаетс  медной шихтой и после п тикратного промывани  за полн етс  аргоном и устанавливаетс  в рабочую камеру электрической печи . Дл  получени  в контейнере инертно-восстановительной атмосферы используетс  титанова  стружка, закрепл ема  на крышке внутри контейнера . Нагретьт до 800 С напыленный слой подвергаетс  изотермической выдержке в течение I,5 часов. После

рафинирующей обработки Запыленный молибден нагреваетс  до и вьщерживаетс  при этой температуре в течение 0,6 часа:. После окончани  пропитывани  напыленного сло  контейнер охлаждаетс . При этом происходит затвердевание внешней оболочки гильзы.

Долговечность кристаллизатора оцениваетс  по весу полученных отливок . Экспериментальное опробовани опытного образца кристаллизатора показывает возможность получени  50 т отливок без замены гильзы.

Использование предлагаемого способа изготовлени  кристаллизатора дл  непрерывного лить  обеспечивает по сравнению с существующими способами повышение долговечности кристаллизатора , что особенно важно дл  процесса непрерывного лить . Применение способа ведет к повьппению производительности литейных машин за счет сокращени  времени на замену кристаллизатора. Новый способ создает возможности изготовлени  кристаллизаторов из диборидов хрома и циркони , нитрида титана и других материалов, формование изделий из которых  вл етс  очень трудоемким процессом. Кроме того, способ отличаетс  высокой экономичностью ценных износостойких материалов. Выход напьтенного материала достигает 90%.

Claims (3)

1.Способ изготовлени  кристаллизатора дл  непрерывной разливки металлов , включающий формирование рабочего сло  гильзы на удал емой модели путем газотермического напьтени  тугоплавких износостойких материалов , отличающийс  тем, что, с целью повьшени  долговечности кристатшизатора, напьшенный слой подвергают изотермической вьщержке и пропитывают в расплаве высокотеплопроводного материала.

2.Способ по п., о т л и ч а ющ и и с   тем, что изотермическую

выдержку напыленного сло  провод т в инертно-восстановительной атмосфере в течение 0,5-5,0 ч при температуре , равной 0,25-0,40 температуры плавлени  материала напыленного сло .

3.Способ по п.1, о. т л и ч а ющ и и с   тем, что напыленный слой пропитьшают в инертно-восстановительной атмсофере при температуре,равной 1,05-1,2 температуры плавлени  металла напьтенного сло , в течение 0,4-1,0 ч.

Источники информации,

прин тые во внимание при экспертизе

1.Патент США № 3927546,

кл. В 22 D 11/04, опублик. 1975 г.

2.Патент США ( 3506057,

кл. В 22 D 21/02, опублик. 1970 г. (прототип).