Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Спосіб відцентрового лиття багатошарових прокатних валків та роликів, що включає нанесення на внутрішню поверхню виливниці теплоізолюючого покриття, заливку робочого шару з легованого чавуну у виливницю, яку обертають навколо горизонтальної осі, подачу флюсу на вільну поверхню робочого шару, зупинку виливниці і переведення її у вертикальне положення, заливку серцевини з чавуну з температурою Тл + 110-300 °С при досягненні температури вільної поверхні робочого шару Тсол - 18-180 °С, який відрізняється тим, що теплоізолююче покриття наносять завтовшки 2-6 мм, при досягненні вільною поверхнею легованого чавуну робочого шару температури Тсол + 10-20 °С у виливницю, що обертають, додатково подають буферний шар об'ємом 15-20 % об'єму робочого шару, а заливку серцевини з чавуну у вертикальному положенні форми виконують впродовж 30-60 с при масовій витраті чавуну, що відповідає співвідношенню:

де VM.ЗАЛ. - масова витрата чавуну, кг/с,

m - маса залитого легованого чавуну робочого шару, кг,

ТС.П. - температура вільної поверхні легованого чавуну перед заливкою шару серцевини, °С,

tЗАЛ. - час заливки чавуну серцевини в межах 30-60 с,

ТЗАЛ. - температура заливки чавуну серцевини, °С,

K - коефіцієнт, що враховує умови теплообміну у виливниці, К = 1,1-1,5.

Текст

Дивитися

Спосіб відцентрового лиття багатошарових прокатних валків та роликів, що включає нанесення на внутрішню поверхню виливниці теплоізолюючого покриття, заливку робочого шару з легованого чавуну у виливницю, яку обертають навколо горизонтальної осі, подачу флюсу на вільну поверхню робочого шару, зупинку виливниці і переве 3 подають на вільну поверхню зовнішнього шару у 2 кількості 2,5…3,5 кг/м , а заливку чавуну внутрішнього шару здійснюють при охолодженні вільної поверхні чавуну зовнішнього шару до температури на 15…180 °C, нижче за його температуру солідус, у кількості 40…70 % від маси виливка валка і при температурі чавуну внутрішнього шару, що перевищує його температуру ліквідує на 110…300 °C. Недоліком найближчого аналога є те, що в ньому не регламентується масова витрата рідкого металу при заливці серцевини, що може привести до незварюваності різнорідних шарів металу, якщо ця витрата занадто мала або до розмивання робочого шару валка, при занадто високій масовій витраті рідкого металу, і переходу карбідоутворювальних елементів в метал серцевини, що знижує його механічні властивості і може привести до поломки валка при експлуатації. Товщина шару протипригарного покриття 0,5…2,9 % від товщини зовнішнього шару не дозволяє урівноважити структурні області (область стовпчастих кристалів, заморожених і рівновісних) в металі робочого шару, що закристалізовувався, і сприяє виникненню перепаду твердості по його глибині, що знижує експлуатаційну стійкість прокатних валків. Відсутність буферної зони між робочим шаром валка і його серцевиною сприяє скупченню неметалічних включень на межі розділу і може привести до відшаровування робочого шару. Технічною задачею рішення, що заявляється, є розробка способу відцентрового лиття багатошарових заготовок такою, що дозволяє підвищити якість виливків, знизити перепад твердості по глибині робочого шару, забезпечити гарантовану міцність в зоні зварюваності робочого шару і серцевини. Поставлена технічна задача вирішується тим, що теплоізолююче покриття наносять завтовшки 2…6 мм, при досягненні вільною поверхнею легованого чавуну робочого шару температури Тсол + 10…20 °C у форму, що обертається, додатково подають буферний шар об'ємом 15…20 % об'єму робочого шару, а заливку чавуну серцевини у вертикальному положенні виливниці виконують з масовою витратою чавуну, що відповідає співвідношенню: m  TС.П. VМ.ЗАЛ  К , (1) ЗАЛ.  TЗАЛ кг/с, де Vм.зал - масова витрата чавуну серцевини, m - маса залитого легованого чавуну робочого шару, кг, TС.П. - температура вільної поверхні чавуну робочого шару перед заливкою шару серцевини, °C, зал - час заливки чавуну серцевини в межах 8…30 с, Тзал - температура заливки чавуну серцевини, °C, К - коефіцієнт, що враховує умови теплообміну у виливниці, К= 1,1…1,5. Товщина теплоізоляційного покриття 2…6 мм дозволяє виключити утворення зони стовпчастих кристалів і забезпечує отримання макроструктури 95580 4 чавуну, яка складається з рівноосних кристалів, що забезпечує перепад твердості по глибині робочого шару не більше 2 од. HSD. Товщина теплоізоляційного покриття менше 2 мм сприяє збільшенню зони стовпчастих кристалів в затверділому чавуні робочого шару і призводить до різкого перепаду твердості по його глибині. Товщина теплоізоляційного покриття більше 6 мм сприяє утворенню пригару на робочій поверхні і вимагає збільшення припусків на механічну обробку. Крім того, при товщині більше 6 мм відбувається значне збільшення розмірів зерен, що знижує механічні властивості матеріалу робочого шару. При кристалізації чавун досягає нульової рідкотекучості орієнтовно при температурі Тс + 10…20 °C, це дозволяє сплавити між собою робочий шар і серцевину без утворення шлакових включень і відшаровувань на межі розділу. Для забезпечення надійного зварювання металу робочого шару з серцевиною і виключення утворення шлакових включень на межі робочого шару заливають буферний шар. Межі об'єму чавуну, що заливається, обумовлені тим, що буферний шар менше 15 % від об'єму робочого шару може призвести до незварюваності шарів, а більше 20 % до підплавлення і розбавлення чавуну робочого шару, що призведе до зниження його твердості, а також до значного збільшення тривалості роботи відцентрової машини. Коефіцієнт К у формулі (1) одержано емпіричним шляхом і його межі регламентовано тим, що значення коефіцієнта менше 1,1 призводить до зниження масової витрати чавуну серцевини, що сприяє незварюваності між буферним шаром і серцевиною. Значення коефіцієнта К вище 1,5 призводить до розмивання чавуну буферного і робочого шару, що закристалізовувався, і переходу карбідоутворювальних елементів в чавун серцевини, знижуючи його механічні властивості, зменшенню товщини робочого шару, нижче необхідного по кресленнях або технічних умовах. Межі часу у формулі (1) визначені емпірично і регламентовані тим, що заливка чавуну швидше, ніж за 3О с приведе до розмивання чавуну буферного і робочого шару, що закристалізувався, і переходу карбідоутворювальних елементів в чавуну серцевини, знижуючи його механічні властивості. Заливка чавуну серцевини більше 60 с призводить до його переохолодження, що сприяє незварюваності між буферним шаром і серцевиною. Використання запропонованого способу відцентрового лиття прокатних валків і роликів забезпечує в промислових умовах одержання міцного з'єднання двох різнорідних по хімічному складу сплавів і рівномірний розподіл твердості робочого шару з мінімальним спадом по глибині. Таким чином, спосіб відцентрового лиття прокатних валків і роликів, що заявляється, в сукупності ознак, викладених у формулі винаходу, дозволяє вирішити нову задачу - одержати придатний виливок шляхом забезпечення зварюваності робочого шару і чавуну серцевини і усунути різкий перепад твердості робочого шару по глибині. Спосіб випробувано у виробничих умовах Лутугинского державного науково-виробничого вал 5 95580 кового комбінату при литті прокатних валків діаметром бочки і завдовжки 0550 × 1200 мм. Робочий шар валка відливали з чавуну наступного хімічного складу, мас. %: С = 3,15; Si = 1,40; Mn = 0,60; Р = 0,05; S = 0,02; Cr = 0,50; Ni = 2,5; Mo = 0,55. Серцевину і буферний шар заливали чавуном наступного хімічного складу, мас. %: С = 3,3; Si = 1,9; Mn = 0,3; Р = 0,08; S = 0,03; Cr = 0,13; Ni = 0,55. Маса заготовки валка складає 3230 кг, маса робочого шару - 1600 кг (товщина 70 мм). Маса буферного шару - 320 кг (20 % від маси металу робочого шару). Перед заливкою зовнішнього шару валка виливниці, нагрітій до температури 200 °C, надавали обертання з частотою 300 об/хв і наносили протипригарне покриття завтовшки 5,5 мм. У виливницю, що обертається, з частотою 800 об/хв заливали чавун робочого шару завтовшки 70 мм при температурі 1360 °C. Після заливки робочого шару у форму вводили порошкоподібний флюс, який під дією відцентрової сили розподілявся по вільній поверхні залитого робочого шару і захищав його від окислення. Досягши вільної поверхні робочого шару температури 1145 °C заливали буферний шар у кількості 320 кг з температурою 1320 °C. Після твердіння зовнішнього шару виливниця переноситься з відцентрової машини в кесон і встановлюється у вертикальне положення. При Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 6 температурі вільної поверхні буферного шару не менше 1090 °C виконували заливку серцевини при температурі металу 1420 °C, що на 202 °C вище за його температуру ліквідує. При цьому масова витрата металу при заливці серцевини складала 73 кг/с. Після витримки виливку у виливниці впродовж 24 годин його витягали з виливниці і направили на очищення, термічну і механічну обробку. Оцінку якості металу прокатних валків виконували за допомогою металографічних досліджень на зразках кільцевих проб із застосуванням оптичного інвертованого мікроскопа. Твердість на глибині робочого шару визначали на сегментах кільцевих проб, вирізаних з торців бочок валків по ГОСТ 9013. Для оцінки міцності з'єднання робочого шару і серцевини і виявлення дефектів в цій зоні застосовували дефектоскоп УД - 4Т. Спад твердості по перерізу робочого шару валка на глибині 70 мм складав 2 од. по HSD. Джерела інформації: 1. Г. С Мірзоян, В. Г. Тіняков, Н.Н. Олександров та ін. Авторське свідоцтво СРСР № 1381823, В 22 D 13/00, 1986. 2. В. В. Бахмет'єв, В. Н. Мазур, С В. Цибров та ін. Патент РФ №2338623, В 22 D 13/00. Бюл. № 32, 2008. Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Method of centrifugal casting of multilayer rolls and rollers

Автори англійською

Filipov Valentyn Semenovych, Avierin Volodymyr Ivanovych, Koval Mykola Petrovych, Brovko Andrii Oleksandrovych, Zavhorodnii Kostiantyn Oleksandrovych, Zhehur Oleksandr Anatoliiovych, Hapon Illia Oleksandrovych

Назва патенту російською

Способ центробежного литья многослойных прокатных валков и роликов

Автори російською

Филипов Валентин Семенович, Аверин Владимир Иванович, Коваль Николай Петрович, Бровко Андрей Александрович, Завгородний Константин Александрович, Жегур Александр Анатольевич, Гапон Илья Александрович

МПК / Мітки

МПК: B22D 19/16, B22D 13/00

Мітки: відцентрового, багатошарових, прокатних, спосіб, валків, лиття, роликів

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/3-95580-sposib-vidcentrovogo-littya-bagatosharovikh-prokatnikh-valkiv-i-rolikiv.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб відцентрового лиття багатошарових прокатних валків і роликів</a>

Подібні патенти