SU916306A1 - Способ получения камнелитых полых изделий 1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к камнелитейному производству и может быть использовано при массовом . производстве камнелитых изделий, имеющих полости, в частности труб.

Внутренние полости в каменном литье, как и в металлических отливках, получают с помощью металлических или песочно-глинистых стержней, а также методами центробежного литья и выливания жидкого остатка. Просушенные песочно-глинистые стержни устанавливают с помощью знаковых частей в форму перед заливкой петрургического расплава. После затвердевания отливки стержни выбивают. При применении песочно-глинистых · стержней полость в изделии имеет недостаточно точные геометрические размеры, неровную поверхность, пригар и т. п.

Известен способ изготовления литых керамических изделий, например изложниц, отливаемых в форму путем инжекции керамической пластмассы под давлением, по которому исходный керамический материал, соединенный с помощью синтетических смол, загружают в формы и перегревают массу с выделением газов, способствуя образова\

2

нию системы каналов, обеспечивающих пористость изложницы [1].

Однако центробежный способ литья не позволяет получать полости с высокой точностью заданных размеров. Кроме того, поверхность полости камнелитых изделий, полученных центробежным способом, например труб, имеет неровности в виде ужимин, волнистости и рванин. Литьевой торец труб имеет буртик высотой 3—4 мм и шириной 2—5 мм.

Известен также способ изготовления труб из металла и силиката при непрерывной разливке с одновременным центрифугированием до полного затвердевания двух слоев, по которому силикатный слой отливают на поверхности металлического слоя, причем различные линейные усадки металлического и силикатного слоя не допускают образования грубых поверхностных дефектов на наружной поверхности силикатного слоя, в котором крайние участки слоя ограничены с помощью поверхности усадочного конуса, угол у основания которого равен 5—25°, а вершина направлена к внутренней части трубы [2].

916306

3

Дефекты внутренней· поверхности (ужимины и рванины) являются следствием одновременного прохождения процесса затвердевания внутренней и наружной поверхностей трубы, в то время как масса расплава между ними остается еще в вязко-текучем состоянии. При дальнейшем затвердевании и кристаллизации объемная усадка этих слоев приводит к образованию складок, ужимин и других неровностей, а если поверхностные слои уже потеряли пластичность, то они могут разорваться, образуя мелкие трещины и рванины.' С увеличением диаметра отливаемых труб дефекты внутренней поверхности полости существенно растут. Буртики у торцов трубы образуются в местах контакта кокиля с торцовыми планшайбами из-за интенсивного теплоотвода.

Анализ работы продуктопроводов, защищенных от воздействия абразивной и агрессивной среды камнелитыми трубами, показал, что дефекты их внутренней поверхности создают дополнительное гидравлическое сопротивление движению транспортируемого материала, что неизбежно влечет за собой сооружение добавочных насосных подстанций для создания необходимого напора.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ образования полостей правильных геометрических форм и размеров при производстве крупногабаритных камнелитых изделий, по которому камнелитые изделия получают заливкой расплава в кокиль, а полость отливки выполняется с помощью стального или чугунного стержня [3].

Существенным недостатком этого способа является низкое качество получаемых отливок. В месте подвода расплава к форме, под литниками, в отливке, образуются усадочные раковины, которые значительно ослабляют сечение стенки изделия. Расплав в нижних секторах кокиля затвердевает при большей скорости охлаждения, чем в верхних, поэтому строение литого материала различных частей отливки разное. Несмотря на применение дифференцированного теплоотвода от различных частей отливки с целью выравнивания их скоростей охлаждения перепад температур по толщине стенки отливки достигает 200—250°, что сопровождается возникновением существенных напряжений, зачастую приводящих к нарушению целостности отливки. Кроме того, производительность при таком способе низкая, так как.значительная доля брака снижает выход годной заготовки, причем получение каждой отливки связано с необходимостью затрат времени при трудоемкой и длительной сборке формы.

Цель изобретения — получение высококачественных полых отливок и повышение производительности процесса.

4

Указанная цель достигается тем, что по способу получения камнелитых полых изделий, преимущественно из .железистого петрургического расплава, включающему подачу расплава в кокиль, формирование поверхностной корочки, охлаждение и термообработку отливки, формирование поверхностной корочки ведут одновременно с вытяжкой отливки, причем скорость вытяжки равна 0,1—0,5 мм/с, а охлаждение внутренней и наружной поверхностей производят с интенсивностью 50—70 Вт/м² град.

В результате экспериментов установлено,что такая интенсивность охлаждения в случае литья традиционных железистых петрургических расплавов (типа базальтовых) позволяет получить кристаллическое строение литого материала с благоприятной для свойств изделий структурой.

Интенсивность охлаждения расплава менее 50 Вт/м²·град вызывает рост кристаллических образований, обособление их от стеклообразной фазы, ухудшение физикомеханических свойств литого материала и резкое снижение производительности процесса.

Повышение интенсивности охлаждения расплава более 70 Вт/м град приводит к чрезмерному его переохлаждению и остеклованию отливки, что также неблагоприятно для свойств литого материала и влечет за собой необходимость дополнительных мероприятий для перевода остеклованных частей в кристаллическое состояние.

Скорость вытяжки отливки лимитируется габаритами изделия и, в частности, толщиной его стенки. При обычно применяемой температуре заливки петрургических расплавов 1250—1280°С скорость вытяжки отливок с. толщиной стенки до 20 мм равна

4—5 мм/с, до 30—35 мм — 2—3 мм/с, до 40—50 мм — 0,5—.1 мм/с, при дальнейшем увеличении толщины стенки скорость вытяжки снижается до 0,1 мм/с.

Если скорость вытяжки повысить более 5 мм/с, то образуется в процессе затвердевания отливки малопрочная корочка и происходит «обрыв». Скорость вытяжки отливки менее 0,1 мм/с нецелесообразна.

На чертеже изображена схема отливки трубы.

Расплав из разливочного ковша 1 по желобу 2 поступает в распределительную литниковую чашу 3, из которой через питатели заливается в полость, образованную наружным 4 и внутренним 5 кристаллизаторами. Перед заливкой расплава в полость формы вводится затравка 6. После затвердевания части трубы и достижения необходимого уровня расплава в кристаллизаторе начинается извлечение затвердевающей трубы с помбщью захватов 7, установленных на подвижном· столе' 8 установки. После отливки необходимой длины труба 9 снимается со стола и передается на термообработку. Под916306

5

вижной стол возвращается в исходное положение, запирая полость кристаллизатара.

Применение способа вытяжки отливки при непрерывной подпитке верхней ее части расплавом позволяет получить плотное, бездефектное строение литого материала изделия. За счет получения бездефектного литья, а также снижения затрат времени на подготовительные операции перед заливкой расплава достигают существенного повышения производительности литья.

Пример. Реализация изобретения осуществляется применительно к получению камнелитых втулок диаметров 300 мм, длиной 1000 мм и толщиной стенки 20 и 40 мм.

Петрургический расплав на основе базальта при 1260°С из ковша заливают в приемное устройство установки. Через 20 с после начала заливки расплава стол устанавливают вместе с затравкой и приводят в движение (опускают) со скоростями соответственно 4 и 2 мм/с для втулок с толщиной стенки 20 и 40 мм. При этом происходит постепенное вытягивание втулки с такой же скоростью.

В процессе вытягивания втулки необходимую интенсивность теплоотвода от отливки к кокилю и стержню регулируют за счет скорости потока охлаждающего реагента, поддерживая ее на уровне 60 Вт/м² град.

Весь цикл формирования камнелитых втулок составляет 4,0—4,5 и 8—8,5 мин.

Изготовленные таким способом камнелитые втулки имеют бездефектную , ровную внутреннюю поверхность, практически без остеклования, строение литого материала плотное, без усадочных дефектов, полнокрис6

таллическое, Прочностные свойства литого материала соответствуют техническим условиям. За счет получения гладкой внутренней поверхности полых втулок, исключения усадочных дефектов достигают повышения качества литья в 1,3—1,5 раз. Производительность процесса по сравнению с обычным кокильным и центробежным литьем возрастает на 25—30%.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Способ получения камнелитых полых изделий, преимущественно из железистого петрургического расплава, включающий подачу расплава в кокиль, формирование поверхностной корочки, охлаждение и термообработку отливки, отличающийся тем, что, с целью получения высококачественных полых отливок и повышения производительности процесса, формирование поверхностной корочки ведут одновременно с вытяжкой отливки, причем скорость вытяжки равна 0,1—0,5 мм/с, а охлаждение внутренней и наружной поверхностей производят с интенсивностью 50—70 Вт/м² град.