Спосіб суспензіонного лиття сталевих заготовок

Изобретение относится к области литейного производства и может быть использовано при суспензионной заливке отливок. Цель изобретения - снижение количества усадочных дефектов за счет улучшения условий направленного затвердевания. Способ включает заливку жидкого металла и ввод дисперсных добавок при заполнении части объема отливки. После заполнения формы па 1/5-4/5 ее объема расход добавок снижают со скоростью 0,05-2 кг/с.' 1416262 Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при суспензионной заливке отливок. Цель изобретения - снижение количества усадочных дефектов за счет улучшения условий направленного затвердевания. * При суспензионном литье стальных заготовок после заполнения литейной 10 формы на 1/5-4/5 объема ее рабочей полости расход добавок снижают со ско ростью 0,05-2,0 кг/с, Снижение расхода добавок, по мере заполнения литейной формы жидкой 15 сталью, позволяет управлять процессом кристаллизации, получать отливки с различными свойствами в сечении, улучшить питание и уменьшить расход добавок. 20 Способ осуществляется следующим образом. Часть объема формы заполняют жидким металлом и непрерывно вводят определенное постоянное количество дис25 персных добавок. Введенные в расплав частицы дроби нагреваются до температуры ликвидус, затем плавятся, выполняя функции внутренних теплостоков, снимают перегрев жидкой стали. С вве- 30 дением дисперсных инокуляторов вносятся дополнительные либо активизируются эндогенные центры кристаллизации. Указанное комплексное воздействие дисперсных инокуляторов приводит к ускорению и развитию объемного затвердевания отливок с образованием однородной дисперсной структуры литого металла. Суспензионную заливку ведут до заполнения 1/5-4/5 объема формы. За- 40 полнение менее 1/5 объема формы с вводом постоянного количества добавок не позволяет получить преимуществ суспензионной разливки - повышения дисперсности и однородности структуры, дс снижения химической неоднородности, повышение уровня и изотропности физико-механических свойств металла по сечению отливки. При заполнении указанным опособом более 4/5 объема формы с вводом постоянного количества 50 добавок возникает опасность чрезмерного переохлаждения металла и фиксации усадочной раковины в полости отливки. После заполнения указанного объема отливки количество вводимых 55 дисперсных добавок уменьшают с заданной скоростью в пределах 0,052,0 кг/с. При снижении скорости, рас • 2 хода добавок менее 0,05 кг/с не наблюдается существенных различий в структуре и качестве отливаемого металла, усадочные дефекты не устраняются . Снижение скорости расхода более 2,0 кг/с приводит к резким изменениям в структуро металла, возникновению диквационной и структурной неоднородности, а следовательно, и к резкому ухудшению механических и эксплуатационных свойств отливки, снижению эффективности суспензионной заливки. Ревкое прекращение подачи добавок приведет к возникновению резкой границы раздела, что отрицательно скажется на эксплуатационньк характеристиках отливки. Металл отлитый предложенным способом, имеет плавно изменяющуюся в сечении структуру и свойства, которые регулируются с помощью изменения расхода дис- . персных добавок. При суспензионной разливке происходит объемная кристаллизация металла, сокращается продолжительность затвердевания. Это затрудняет питание центральных зон массивных стальных отливок, приводит к фиксации дефектов усадочного происхождения в районе стержней и подприбыльной части. Снижение количества вводимых добавок по ходу заполнения линейной формы позво-ляет снять перегрев и интенсифицировать затвердевание нижних объемов отливки и залить верхние (подприбыльные) объемы более горячим металлом, что увеличивает направленность затвердевания и улучшает условия питания центральных объемов массивных стальных отливок. Это устраняет образование раковин, пор, повышает плотность металла в массивных стальных отливках. При использовании в качестве дисперсного инокулятора металлической дроби из легирующих металлов получаем плавное по сечению отливки изменение дисперсности структуры, распределение механических характеристик и изотропности свойств литого металла, получаем таким образом двухслойные отливки с плавным переходом между различными слоями. Суспензионное легирование только определенного рабочего объема (поверхностного слоя) отливки позволяет экономить, большей частью дефицитные З 1416262 и дорогостоящие модификаторы и легиаустенитнои структуры в конце разрующие добавки. ливки, переходного слоя. Поперечный разрез отлитых плит Протяженность и объем зон соответпоказал, что макроструктура состоит , ствовали тому объему металла, котокак бы из трех зон: с однородной рый отливался со снижением расхода и дисперсной структурой, грубой дендвводимой дроби. Поверхностный слой ритной структурой и переходного учазанимал около 1/3 объема отливки, пестка. Первая зона соответствовала реходный слой - около 1/6. Йсследоваобъему отливки, заливаемому с посто- 10 ние темплетов металла, вырезанных из янным расходом дроби, переходный учасередины всех трех слоев отливки, посток - объему отливки, отлитому со казало, что механические свойства снижением расхода вводимой дроби. наиболее высоки в рабочем поверхЛитейных дефектов усадочного проностном слое, в переходном слое они исхождения в отливках не бы15 ниже, чем в поверхностном и выше, ло в отличие от отливки, залитой чем в металле, отливаемом без ввода по прототипу с вводом стальной дроби, дроби. Пластические характеристики где явно выражены поры усадочного в рабочем слое выше в 2,0 раза, в происхождения перед объемами металла, переходном в 1,5-1,6 раз. Ударная заливаемого с повышением расхода вво- 20 вязкость в рабочем слое повышается димой дроби, на 25%, в переходном на 10-15%. Литейных дефектов в продольном и поперечном сечениях в рабочем и переходИз стали 110Г13Л были отлиты футеном слоях не наблюдалось. Стойкость ровочные плиты размалывающих мельниц развесом 560 кг.. 25 футеровочных плит была повышена на 10-15%. Удельная скорость заливки 0,4 кг/ Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я /см2 с, время заливки 30с. Металличесс кую дробь размером 1,0-3,0 мм вводили Способ суспензионного литья стальв поверхностный рабочий слой в коли- 30 ных заготовок, включающий заливку честве 4,0% от массы отливки на 1/3 жидкого металла и ввод дисперсных заполнения формы. После этого расход добавок при заполнении части объема дроби уменьшали со скоростью 0,1 кг/с рабочей полости литейной формы, о тдо полного прекращения подачи дроби. л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цеУменьшение расхода Дроби по мере 35 лью снижения количества усадочных заполнения формы осуществляли при подефектов за счет улучшения условий мощи перекрываемой с определенной направленного затвердевания, после скоростью диафрагмы, которая являзаполнения рабочей полости литейной лась дозирующим устройством. В результате были получены отливки с тре- 40 формы на 1/5-4/5 ее объема расход дисперсных добавок, преимущественно мя структурными зонами: поверхностстальной дроби, снижают со скоростью ный рабочий слой, состоящий из одно0,05-2,0 кг/с. родной дисперсной структуры, грубой Редактор М.Товтин Составитель Т.Королева Техред А.Кравчук Корректор Заказ 4013/10 Тираж 740 М.Демчик Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4