UA136091U - Спосіб вібраційної обробки розплаву при виготовленні великих ковальських зливків - Google Patents

Abstract

Спосіб вібраційної обробки розплаву при виготовленні великих ковальських зливків, при якому вібраційні коливання з частотою 30-50 Гц та амплітудою 1-3 мм збуджуються безпосередньо у розплаві за допомогою активатора вібрації, зануреного на глибину 10-15 % від висоти зливка.

Description

Корисна модель належить до металургійного і ливарного виробництва, може бути використана при виробництві великих сталевих ковальських зливків та виробів з них.

Відомий спосіб вібраційної обробки металу, що кристалізується (Способ вибрационной обработки кристаллизующегося металла и устройство для его осуществления: патент 2087251

Россия, МПК В220 27/08 опубл. 20.08.1997), який включає накладання коливань до ливарної форми в процесі кристалізації металу в горизонтальному, вертикальному і під кутом 457 напрямках. Метою цього способу є підвищення якості зливків і виливків за рахунок підвищення ефективності віброобробки металів і сплавів.

Недоліком наведеного способу є зниження ефективності та рентабельності такої обробки при збільшенні маси зливків у зв'язку з ускладненням обладнання та складнощами його експлуатації в умовах металургійного чи ливарного цеху.

Найбільш близьким до запропонованої корисної моделі є спосіб вібраційної обробки розплаву (Способ вибрационной обработки расплава: патент 2287402 Россия, МПК В220 27/08 опубл. 20.11.2006), де в розплав занурюють поршень і розміщують його нерухомо на відстані від дна ємності, що дорівнює трьом радіусам поршня та здійснюють гармонічні коливання виливниці у вертикальній площині з частотою 16-160 Гц. Метою такого технічного рішення є підвищення якості сплаву (забезпечення високої однорідності складу сплаву по всьому об'єму, підвищеної дегазації розплаву і дрібнозеренної структури сплаву).

Недоліком наведеного способу є неможливість застосування такої технології при виготовленні великих зливків у зв'язку з малою ефективністю такої обробки для великих мас металу та високою енергомісткістю процесу.

В основу запропонованої корисної моделі поставлена задача підвищення якості, структурної та хімічної однорідностей великих ковальських зливків (100 т. і більше), а також механічних та експлуатаційних властивостей виробів з них.

Поставлена задача вирішується тим, що в тверднучий розплав на глибину 10-15 95 від висоти зливка занурюється активатор вібрації який являє собою стрижень з насадкою, виготовленою з вогнетривкого матеріалу, який коливається у напрямі перпендикулярному до дзеркала металу з частотою 30-50 Гц та амплітудою 1-3 мм протягом (0,07-0,15)Тпл (де Тплт - Час повного тверднення) після заливання металу до виливниці. Причому форма насадки подібна до

Зо форми горизонтального перерізу надливної частини виливниці, а площа робочої поверхні насадки складає 30-40 95 від площі дзеркала метала.

Запропонований спосіб забезпечує суттєве подрібнення і підвищення однорідності структури ковальських зливків, зменшення кількості і розміру неметалевих включень та рівномірний розподіл їх в об'ємі металу, підвищення фізико-механічних характеристик металу та виробів з нього.

Підвищення якості сталевих ковальських зливків пов'язано з утворенням великої кількості центрів кристалізації в надливній частині зливка, які розповсюджуються по всьому об'єму під дією конвективних сил. Утворення великої кількості центрів кристалізації зумовлено явищем кавітації що виникає за вимушених вібрацією коливань металу. Це забезпечує підвищення однорідності та подрібнення структури зливка, а також зменшення проявів ліквацій і сегрегацій в об'ємі металу при кристалізації.

Спосіб реалізовано на 16,3 т зливку сталі ХІ8НІ1ОТ. Вібраційну обробку розплаву в процесі його тверднення здійснювали за допомогою вібраційної пневматичної установки вертикальної дії. Активатор вібрації було занурено у розплав на глибину 150 мм, а коливання здійснювались за частоти 50 Гц і амплітуді 1 мм. Вібраційна обробка починалась з моменту встановлення установки на виливницю після заливання металу до неї, і тривала протягом 15 хв. В результаті здійснення такої обробки відбулося суттєве зменшення У-подібної неоднорідності, підвищення щільності металу на ділянках біля надливної частини зливка, зниження глибини порожнини усадки і покращення її конфігурації. Порівняльний аналіз щодо вмісту неметалевих включень по перерізу і висоті зливка показав, що вміст сульфідних включень порівняно з контрольним зливком зменшується у 1.2-1.5 разів, карбонітридів - 2-4 рази, загальна забрудненість по неметалевим включенням зменшилась в 1.3-1.9 разів. Вміст б-фериту у верхній частині зливку зменшився до 4-9 95, в середній частині - до 10-15 95, а в донній частині зливку на 10-12 95.

Встановлено підвищення показників ударної в'язкості на 25-30 9о у прокаті, виготовленому з металу зливка.

Таким чином, запропонований спосіб дає змогу підвищувати якість металу при виготовленні великих ковальських зливків та виробів з них.

Claims (1)

1. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ

   Спосіб вібраційної обробки розплаву при виготовленні великих ковальських зливків, який відрізняється тим, що вібраційні коливання з частотою 30-50 Гц та амплітудою 1-3 мм Збуджуються безпосередньо у розплаві за допомогою активатора вібрації, зануреного на глибину 10-15 95 від висоти зливка.