SU908499A1 - Форма дл центробежного лить двухслойных чугунных валков - Google Patents

Description

Изобретение относится к литейному производству, а именно к центробежному литью чугунных валков.

Известна форма для центробежного литья, включающая металлический кокиль, $ на внутреннюю поверхность которого нанесено теплоизоляционное покрытие [1].

При литье чугунных прокатных валков большое значение имеет скорость охлаж— дения чугуна, в существенной мере влияющая на склонность чугуна к кристаллизации по метастабильной системе с образованием структурно свободного цементита. В известных формах толщина теп— лоизоляционного покрытия, применительно к литью чугунных валков, не установлена. Применение покрытий, рекомендованных для чугунных втулок (от 2-5 мм) или стальных-отливок (5 мм и более при диа— метре заготовок более 200 мм), при литье чугунных валков затрудняет получение износостойких структур, а проникновение чугуна в межзеренное простран— ство засыпки толщиной более 5 мм ведет ж возникновению пригара.

В процессе заливки и движения чугуна вдоль вращающейся формы происходит охлаждение заливаемого металла, поэтому температура металла на стороне, противоположной заливке, ниже, чем со стороны заливки.

При литье двухслойных валков заливка металла для формирования второго слоя (сердцевины) производится после затвердевания первого слоя. Градиент температуры металла по длине формы ухудшает условия соединения слоев.

Наиболее близкой к предлагаемой по достигаемому результату является форма для центробежного литья двухслойных чугунных валков, включающая металлический кокиль^ на внутреннюю поверхность которого нанесено теплоизоляционное покрытие. Причем толщина покрытия в каждом сечении выражена соотношением 5^5(5 40,004-0,004)1 , (1)

Где

- толщине покрытия в искомой точке, мм;

S_Q - технологическая толщина покрытия кокиля со стороны заливки металла, мм; 5

- рабочая длина кокиля, мм [2]. Недостатком этого технического решения является отсутствие сведений по технологической (или средней) толщине покрытия. Кроме того, увеличение толщи- ю ны покрытия, т.е. (0,001-0,003)1 , связано только с длиной кокиля и совершенно не связано с толщиной слоя покрытия со стороны заливки, т.е. увеличение толщины покрытия происходит независимо от его средней величины. В то же время влияние термического сопротивления, создаваемого покрытием, на интенсивность теплоотвода определяется относительным изменением толщины покрытия.

Покрытие формы в соответствии с выражением (1) не обеспечивает постоянного относительного изменения толщи ны покрытия, что ограничивает возможность повышения качества отливок при ₃ литье прокатных валков.

Цель изобретения - повышение качества валков.

Поставленная цель достигается тем, что в форме для центробежного литья , двухслойных чугунных валков, включающей металлический кокиль, на внутреннюю поверхность которого нанесено тепло изоляционное покрытие, толщина слоя которого составляет 0,003-0,008 внутреннего диаметра кокиля, причем толщина покрытия выполнена нарастающей в направлении движения металла при заливке на 0,05-0,10 толщины со стороны заливки на каждый метр длины кокиля.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Предлагаемая форма содержит кокиль 1, покрытие 2, запорные устройства 3, заливочное устройство 4. Кроме того, на чертеже показано диаметр кокиля, со стороны заливки, покрытия со стороны, заливке, L - рабочая длина кокиля.

Теплоизоляционное покрытие 2 нано

D - .внутренний

- толщина покрытия

- толщина противоположной сится на внутреннюю поверхность кокиля с помощью насочниды. Переменная толщина слоя покрытия обеспечивается переменным рабочим сечением песочницы оно равномерно увеличивается в сторону, ⁵⁵ противоположную заливке, пропорционально увеличению относительно толщины по крытия.

Соотношение размеров теплоизоляционного покрытия = (0,003 - 0,008) Ώ , fcq = + (0,05 - 0,10) .

В начальной стадии процесса центробежного литья двухслойных чугунных валков происходит заливка чугуна, преимущественно хромоникелевого, для формирования отбеленного рабочего слоя. Металл распределяется по внутренней поверхности формы в направлении, противоположном заливке. Распределение металла ограничивается запорными устройствами 3.

Толщина слоя покрытия, составляющая 0,003 — 0,008 внутреннего диаметра кокиля, обеспечивает достаточно высокий уровень интенсивности теплообмена между залитым чугуном и формой, формирование карбидосодержащих структур (от перпито-карбидной до мартенситное карбидной в зависимости от уровня легирования). При указанной относительной толщине слоя покрытия облегчается также применение отвердителей покрытия, обеспечиваются условия распределения металла по поверхности формы.

Если толщина слоя покрытия меньше 0,003 внутреннего диаметра кокиля, то это приводит к увеличению интенсивности охлаждения чугуна при заливке и ухудшению его распределения с образованием неслитин, спаев, трещин и других дефектов в отливке.

Толщина покрытия, превышающая 0,008 внутреннего диаметра, уменьшает интенсивность затвердевания, затрудняет получение чистого отбела. Увеличение продолжительности контакта жидкого чугуна с материалом покрытия в условиях значительного гравитационного коэффициента повышает опасность взаимного проникновения частиц металла и покрытия, что ухудшает качество отливок.

При распределении чугуна по поверхности формы происходит снижение температуры 'чугуна, поэтому температура чугуна со стороны, противоположной заливке, меньше, чем со стороны заливки.

Увеличение толщины слоя покрытия в направлении заливки на 0,05 - 0,10 толщины слоя со стороны заливки на каж-. дый метр длины кокиля приводит к тому, ’ что охлаждение чугуна с пониженной температурой происходит с уменьшенной ин- , тенсивностью, поэтому к концу затвердевания рабочего слоя его температура по длине формы выравнивается.

При заливке второго слоя обеспечиваются одинаковые условия для соединения с рабочим слоем по всей длине отливки.

Увеличение толщины слоя покрытия в направлении заливки меньше чем на 0,05 5 толщины слоя со стороны заливки на каждый метр длины кокиля не компенсирует охлаждение чугуна при распределении по поверхности формы. Увеличение толщины слоя покрытия больше чем на 0,10 тол— Ю щины со стороны заливки на каждый метр длины кокиля может вызвать чрезмерное замедление охлаждения и при заливке· второго слоя повышенную температуру чугуна со стороны, противоположной за— 15 ливке, что ухудшает условия соединения слоев.

Таким образом, предлагаемая форма за счет регламентирования средней толщины теплоизоляционного покрытия и per-20 ламентирования увеличения толщины в направлении течения металла при заливке обеспечивает качество поверхности, рабочего слоя и соединения слоев в условиях литья чугунных прокатных валков. 25

Экономический эффект достигается за счет повышения качества валков, снижения брака при литье.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к литейному производству, а именно к центробежному литью чугунных валков. Известна форма дл  центробежного лить , включающа  металлический кокиль на внутреннюю поверхность которого нанесено теплоизол ционное покрытие Cl. При литье чугунных прокйтных валков, большое значение имеет скорость охлаждени  чугуна, в существенной мере вли юща  на склонность чугуна к кристаллизации по метастабильной системе с образованием структурно свободного цементита . В известных формах толщина теплоизол ционного покрыти , гфименительно к литью чугунных валков, не установлена Применение покрытий, рекомендованных дл  чугунных втулок (от 2-5 мм) или стальных-отливок (З мм и более при диаметре заготовок более 2ОО мм), при литье чугунных валков затрудн ет получение износостойких структур, а проникновение чугуна в межзеренное пространство засыпки толщиной более 5 мм ведет 1К возникновению пригара. В процессе заливки и движени  чугуна вдоль вращающейс  формы происходит охлаждение заливаемого металла, поэтому температура металла на стороне, противоположной заливке, ниже, чем со стороны заливки. При литье двухслойных валков заливка металла дл  формировани  второго сло  (сердцевины) производитс  после затвердевани  первого сло . Градиент температуры металла по длине формы ухудшает услови  соединени  слоев. Наиболее блчзкой к предлагаемой по достигаемому результату  вл етс  форма дл  центробежного лить  двухслойных чугунных валков, включающа  металлический кокиль на внутреннюю поверхность которого нанесено теплоизол ционное покрытие . Причем толщина покрьгги  в кажлом сечении выражена соотношением (,001-0,004)1,(1) в искомой где 5 - толщина покрыти  точке, мм; Sg - технологическа  толщина покрыти  кокил  со стороны заливки металла, мм; 1 - рабоча  цлина кокил , мм f2J. Недостатком этого технического решени   вл етс  отсутствие сведений по технологической (или средней) толщине покрыти . Кроме того, увеличение толщины покрыти , т.е. (О,001-0,ООЗ)Ь , св зано только с длиной кокил  и совершенно не св зано с толщиной сло  покры ти  со стороны заливки, т.е. увеличение толщины покрыти  происходит независимо от его средней величиньи В то же врем  вли ние термического сопротивлени , со здаваемого покрытием, на интенсивность теплоотвода определ етс  относительным изменением толщины покрыти . Покрытие формы в соответствии с выражением (l) не обеспечивает посто нного относительного изменени  толщины покрыти , что ограничивает возможность повышени  качества отливок при литье прокатных валков. Цель изобретени  - повыщение качест ва валков. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в форме дл  центробежного лить  двухслойных чугунных валков, включающей металлический кокиль, на внутреннюю поверхность которого нанесено тепл изол ционное покрытие, толщина сло  которого составл ет О,ООЗ-О,ОО8 внутреннего диаметра кокил , причем толщина покрыти  выполнена нарастающей в направлении движени  металла при заливке на О,О 5-0ДО толщины со стороны заливки на каждый метр длины кокил . На чертеже изображено предлагаемое устройство. Предлагаема  форма содержит кокиль 1, покрытие 2, запорные устройства 3, заливочное устройство 4. Кроме того, на чертеже показано D - внутренний диаметр кокил , Ъ - толщина покрыти со стороны заливки, Ьп - толщина покрыти  со стороны, противоположной заливке, L - рабоча  длина кокил . Теплоизол ционное покрытие 2 наноситс  на внутреннюю поверхность кокил  1 с помощью насочницьь Переменна  толщина сло  покрыти  обеспечиваетс  переменным рабочим сечением песочницы оно равномерно увеп чиваетс  в сторону щэотивоположную заливке, пропорциональ но увеличению относительно толщины покрыти . 90 4 Соотношение размеров теплоизол ционного покрыти  Ъ (О,003 - О,ОО8) D , . Ъ(1 Ъ + 0/1 (0,05 - 0,10) . В начальной стадии процесса центробежного лить  двухслойных чугунных валков происходит заливка чугуна, преимущественно хромоникелевого, дл  форМ1фовани  отбеленного рабочего сло . Металл распредел етс  по внутренней поверхности формы в направлении, протиьоположном зашивке. Распределение металла ограничиваетс  запорными устройствами 3. Толщина Ъ/ сло  покрыти , составл юща  О.ООЗ - О,ОО8 внутреннего диаметра кокил , обеспечивает достаточно высокий уровень интенсивности теплообмена между .залитым чугуном и формой, формирование карбидосодержащих структур (от перпито-карбидной до мартенситнокарбидной в зависимости от уровн  легировани ). При указанной относительной толщине сло  покрыти  облегчаетс  также применение отвердителей покрыти , обеспечиваютс  услови  распределени  металла по поверхности формы. Если толщина сло  покрыти  меньще 0,ООЗ внутреннего диаметра кокил , то это приводит к увеличению интенсивности охлаждени  чугуна щ)и заливке и ухудщению его распределени  с образованием неслитин, спаев, трещин и других дефектов в отливке. Толщина покрыти , превыщающа  0,О08 внутреннего диаметра, уменьшает интенсивность затвердевани , затрудн ет получение чистого отбела. Увеличение продолжительности контакта жидкого чугуна с материалом покрыти  в услови х значительного гравитационного коэффициента повышает опасность взаимного проникновени  частиц металла и покрыти , что ухудшает качество отливок. При распределении чугуна по поверхности формы происходит снижение температуры чугуна, поэтому температура чугуна со стороны, противоположной заливке, меньше, чем со стороны заливки. Увеличение толщины сло  покрыти  в направлении заливки на 0,05 - ОДО толщины сло  со стороны заливки на каж-. дый метр длины кокил  хфиводит к тому, что охлаждение чугуна с пониженной температурой происходит с уменьшенной ий- . тенсивностью, поэтому к концу затвердевани  рабочего сло  его температура по длине формы выравниваетс . При запивке второго сло  обеспечиваютс  одинаковые услови  дл  соединени  с рабочим слоем по всей длине отливка. Увеличение толщины сло  покрыти  в направлении заливки меньше чем на 0,05 толщины сло  со стороны запивки на каж дый метр длины кокил  не компенсирует . охлаждение чугуна при распределении по поверхности формы. Увеличение толщины сло  покрыти  больше чем на 0,10 толщины со стороны заливки на каждый мет длины кокил  может вызвать чрезмерное замедление охлаждени  и при заливке второго сло  повышенную температуру чугуна со стороны, противоположной заливке , что ухудшает услови  соединени  слоев. Таким образом, предлагаема  форма за счет регламентировани  средней толщины теплоизол ционного покрыти  и per ламентировани  увеличени  толщины в на правлении течени  металла .при заливке обеспечивает качество поверхности, рабочего сло  и соединени  слоев вуслови х лнть  чугунных прокатных валков. Экономический эффект достигаетс  за чет повышени  качества валков, снижеи  брака при литье. Формула изобретени  Форма дл  центробежного лить  двухслойных чугунных валков, включающа  металлический кокиль, на внутреннюю поверхность которого нанесено теплоизол ционное покрытие, отличающа - с   тем, что, с целью повышени  качества валков, толщина сло  покрыти  составл ет 0,003-0,008 внутреннего днаметра кокил , причем толщина по1фытв  выполнена нарастающей в направпенн  движени  металла при залнвке на 0,05 - О,1О толщины сло  со стороны заливкн. на каждый метр длины кокил . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Юдин С. Б. и др. Центробежное литье. М., Мащиностроение, 1972, с. 80.
2. 2.Авторское сввдетельство СССР № 592517, кл. В 22 D 13/10, 1976.

   /

   /