Способ непрерывного получения биметаллических заготовок

 

союз советсних

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1224101 А

151) 4 В 22 D 19/00 11/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПЪЮ

1 вгт д„, „„-.--, fl, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,", У, Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3797364/22-02 (22) 02.10.84 (46) 15.04.86. Бюл. В 14 (71) Институт проблем литья АН УССР (72) В.С.Шумихин, И.Г.Раздобарин, Г.П. Подольский, В.И.Лозенко, Л.С.Бендерский, Н.П.Евстафьев, Г.Л.Ходоровский, А.И.Филиппов и О.Н.Новиков (53) 621.74.046(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 443914, кл. В 22 D 11/00; 1972. (54)(57) СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО ПОЛУЧЕНИЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЗАГОТОВОК,. преимущественно сталь-чугун, включающий подготовку контактной поверхности твердой заготовки, непрерывное намораживание металла на ее основу и охлаждение, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью упрощения технологического процесса и повьвпения коэффициента использования намороженного металла, намороженный металл непрерывно расплавляют и выдерживают в жидком состоянии на поверхности твердой заготовки 3-15 с.

1224101

1О

Изобретение относится к металлургии и литейному производству и может быть использовано при производстве биметаллических заготовок.

Пель изобретения — упрощение технологического процесса и повышение коэффициента использования намороженного металла.

Сущность способа заключается в намораживании расплава чугуна на стальную основу-заготовку, нагреве намороженногс слоя на стальной основе до температуры жидкого состояния, выдержке в течение 315 с в жидком виде и дальнейшем естественном или принудительном охлаждении.

Заливка чугуна на стальную основу способствует нагреву твердой основы примерно до 1050 К, что исключает операцию предварительного его нагрева. При входе формы с биметаллическим образцом в зону нагрева за счет намороженного слоя чугуна обеспечивается безокислительный нагрев наплавляемой поверхности стали, так как стальная основа изолирована чугуном от контакта с атмосферой. Кроме того, нагрев изделия происходит уже с температуры

1050 К до расплавления чугуна, т.е, с 1050 K до 1450 К и эа счет взаимодействия углерода и кремния, чугуна с окислами., имеющимися на стальной основе, образующиеся продукты реакции как более легкие, чем чугун, всплывают на его поьерхности и в дальнейшем удаляются при механической обработке.

В результате экспериментов уста-: новлено, что выдержка расплава чугуна на стальной основе в течение

3-!5 с позволяет получить надежную диффузионную свариваемость стали с чугуном с бездефектной переходной зоной толщиной 40-100 мкм. Выдерж— ка жидкого чугуна менее 3 с не обеспечивает полного удаления и всплывания окислов с поверхности стальной основы, в результате качество соединения металлов ухудшается. !

Повышение времени выдержки расплава более 15 с приводит к растворению стали в чугуне и ее неуглероживанию, что увеличивает размеры переходной .зоны и, как следствие, отрицательно сказывается на свойствах и структуре чугуна и стали.

После расплавления наплавляемого металла на твердой основе — заготовке биметаллическое иэделие проходит естественное или принудительное охлаждение за зоной нагрева.Это обеспе— чивает получение требуемой структуры и свойств наплавленного материала и уменьшение механической его обработки

Пример. Получение биметаллических полос сталь-чугун; толщина стальной полосы 4 мм, ширина 120 мм и длина 1000 мм.

Очищенная стальная полоса помещается в форму, жестко укрепленную на столе, который перемещается по раме с помощью привода. Расплав износостойксго чугуна при 1570 K иэ ковша подается в наливочную воронку и из нес на движущуюся стальную полосу. Роликом осуществляется нанесение расплава на стальную основу требуемой толшины (6 мм . Вследствие того, что металл заливается на холодную полосу, происходит его намораживание на стальной основе. Биметаллическая полоса сразу же подается в зону индуктора, где намороженный слой -чугуна по мере движения формы расплавляется и выдерживается в жидком виде 3-15 с, после чего биметаллическое изделие охлаждается.

При обратном ходе стола механизмом биметаллическая заготовка снимается с формы. Возвращаясь в исходное положение, стол с формой проходит операцию очистки щеткой и операцию нанесения противопригарной краски механизмом, после чего стол возвращается

;в исходное положение на позицию простановки стальной полосы. Иэготовленные таким образом сталечугунные полосы имеют прочную беэдефектную диффузионную свариваемссть с толщиной переходного слоя ч0-100 мкм.

Строение чугунного слоя: 987 перлит, 27,. феррий, графит пластинчатый с размером 45-180 мкм, междендритный графит отсутствует. Прочностные свойства чугуна и стали соответствуют техническим условиям, предъявляемым к биметаллическим заготовкам секторов тормозных дисков.

Влияние временных параметров времени выдержки наплавляемого чугуна на твердую основу — заготовку представлены в таблице.

Представленные в таблице данные подтверждают качество свариваемости металлов.

1224101

3 10 15 )15

Время выдержки, (3 с

Степень свариваемости металлов, %

95 100 100 100 100

Размеры переходной зоны, мкм

35 40 75 100 >100

Составитель Н.Бегеба

Редактор Л.Пчелинская Техред В.Кадар Корректор А.Ференц

Тираж 757 Подписное

ВНИИПИ Государственногс комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 1870/13

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород,ул. Проектная, 4