Спосіб відцентрового лиття біметалевих прокатних валків

Изобретение относится к литейному производству, а именно, к способам изготовления литых биметаллических прокатных валков. При центробежном литье двухслойных заготовок металл рабочего и внутреннего слоев имеет различный химический состав и выплавляется в разных плавильных агрегатах, процесс имеет низкую производительность. При двух сплавах также нет возможности получить однородную структур у и твердость внутренней зоны, т.к. содержание графитизирующих элементов остается постоянным, а скорость охлаждения по глубине внутренней зоны изменяется. Введение добавки во внутренний слой делается с целью стабилизации структуры и твердости, что позволяет плавить металл одного химического состава. Известен способ центробежного литья прокатных валков (1) с введением порошкообразного материала в металл наружного слоя. Однако данный способ не предусматривает влияния на качество внутреннего слоя. В известном способе центробежного литья прокатных валков, выбранном в качестве прототипа (2), одновременно с заливкой металла осуществляют подачу железного порошка в наружный и внутренний слой валка. Металл рабочего и внутреннего слоя плавят в двух плавильных агрегатах, что приводит к увеличению времени на плавку металла и снижению производительности труда. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования способа центробежного литья прокатных валков путем применения комплексной графитизирующей добавки при заливке металла внутреннего слоя и совместного плавления металла рабочего и внутреннего слоя в одном плавильном агрегате, что приведет к повышению производительности труда и качества прокатных валков за счет стабилизации структуры и твердости внутреннего слоя. Предлагаемый способ заключается в плавлении металла рабочего и внутреннего слоев в одном плавильном агрегате, последовательной заливке металла во вращаемую форму с одновременной подачей при заливке металла внутреннего слоя комплексной графитизирующей добавки, содержащей церий, барий, кремний в виде ферросплавов в соотношении 1:3:9 в количестве 0,179...0,214 от массы металла внутреннего слоя. Вводимая комплексная графитизирующая добавка оказывает модифицирующее действие, обеспечивает кристаллизацию эвтектики без выделения цементитной составляющей. Соотношение церия, бария, кремния 1:3:9 выбрано на основании экспериментов. При содержании церия меньше 1 - выделяется грубая структура серого чугуна, понижается, твердость. При содержании церия больше 1 - увеличивается твердость за счет уменьшения количества графита и феррита. При содержании бария менее 3 модифицирующий эффект недостаточен, в структуре появляется избыточный цементит, это приводит к повышению твердости. При содержании бария больше 3 модифицирующее влияние приводит к получению структуры серого чугуна с крупными включениями графита и феррита, и, как следствие, к пониженной прочности на разрыв. При содержании кремния в составе добавки менее 9 - уменьшается количество вводимого графитизирующего элемента, что приводит к появлению избыточной составляющей и ухудшению обрабатываемости. При содержании кремния более 9 - в структуре грубопластинчатый феррит и феррит, пониженная прочность на разрыв. Ввод добавки в количестве менее 0,179 от массы металла внутреннего слоя дает недостаточное количество.графитизирующего элемента и повышенную твердость внутреннего слоя. Ввод добавки в количестве более 0,214 от массы металла внутреннего слоя дает повышенное содержание графитизирующи х элементов и приводит к пониженной твердости и снижению прочности металла. Пример конкретного выполнения.. В идентичных условиях завода ДЗПВ был проведен сопоставительный анализ предлагаемого способа и способа-прототипа. На центробежной машине с горизонтальной осью вращения модель МЦВР-1 отливали двухслойные заготовки валков размерами: диаметр - 315 мм, длина - 122 мм, диаметр внутреннего отверстия 120 мм. Рабочий слой толщиной 30 мм. Металл плавили в шеститонной электропечи. По способу-прототипу расплавили металл рабочего слоя (ТПХНЦ-60) на что ушло 4 часа. После этого расплавляли металл внутренней зоны (ТПХНЦ-51) на это ушло 2,5 часа, при жидком остатке в печи 1,5 т. Одновременно с заливкой металла подавали железный порошок в количестве 4% от массы заготовки, причем 8% от массы вводимого порошка ввели при заливке рабочего слоя. По заявляемому способу металл рабочего и внутреннего слоя плавили в одном плавильном агрегате в течение 4-х часов/После заливки металла рабочего слоя и выдержки, в заливочную воронку во время заливки внутреннего слоя под струю металла вводили церий, барий, кремний в составе ферроцерия, силикобария, и ферросилиция в соотношении 1:3:9 в количестве соответственно 0,150:0,179:0,197:0,214:0,300 от массы металла внутреннего слоя. На полученных заготовках измеряли твердость внутренней зоны и получили следующие результаты. На второй, третьей и четвертой заготовках твердость соответственно 42,48,45 единиц Шора. На первой заготовке твердость составила 55 единиц Шора, что не соответствуе т требованиям (Валки чугунные центробежнолитые для трубных станов (ролики). Технические условия 14-2-820-88. Минчермет СССР, 1988 г.). Пятая заготовка имела твердость 34 единицы Шора, заготовка отлитая по способу-прототипу имела твердость 46 единиц Шора, что также не соответствует требованиям. Исходя из этого можно утверждать, что предлагаемый способ центробежного литья биметаллических валков позволяет повысить производительность труда, а также качество валков.