Способ центробежного литья трубчатых заготовок с наружным металлокерамическим слоем

 

Изобретение относится к литейному производству, в частности к центробежному литью, и может быть использовано при изготовлении трубчатых заготовок с наружным металлокерамическим слоем преимущественно для бочек печных роликов. Цель изобретения - повьшение надежности закрепления частиц керамического материала в металле у наружной поверхности отливки. Для образования наружного металлокерамического слоя отливки используют огнеупорный материал - муллитокорунд - в виде шариков диаметром- 10...12 мм. Ыарики засыпают в один слой во вращающуюся изложницу с частотой, соответствукя1|ей гравитационному коэффициенту порядка 70. Затем на этот слой заливают жа- . ропрочныи металл, перегретый на 20...30 С вьше температуры ликвидуса . После полного затвердевания отливки изложнш;у останавливают и отливку извлекают. Шаровидная форма керамических частиц заданной фракции позволяет металлу легко проникать в пустоты между ними и надежно охватывать и закреплять каждую из них, а ограничения по температуре нагрева металла и гравитационному коэффициенту во время заливки исключают центрифугирование этих частиц .от наружной поверхности отливки, обеспечивая формирование однородного металлокерамического слоя,2 табл. i (Л 1чЭ 00 00 4iik

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (дд 4. В 22 Р 13/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3867388/22-02 (22) 04.01.85 (46) 07.01.87. Бюл. У 1 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт трубной промьппленности (72) В. Н.Еременко, Б.А.Фурс, А.M. Тесля и Ю.С.Борбоц (53) 621.74.042(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 807024, кл. В 22 D 13/02» 1981 ° (54) СПОСОБ ЦЕНТРОБЕЖНОГО ЛИТЬЯ

ТРУБЧАТЫХ ЗАГОТОВОК С НАРУЖНЫМ МЕТАЛЛОКЕРАМИЧЕСКИИ СЛОЕМ (57) Изобретение относится к литейному производству, в частности к центробежному литью, и может быть использовано при изготовлении трубчатых заготовок с наружным металлокерамическим слоем преимущественно для бочек печных роликов. Цель изобретения — повышение надежности закрепления частиц керамического материала в металле у наружной поверх„,Я0„„1281340 А 1 ности отливки. Для образования наружного металлокерамического слоя отливки используют огнеупорный материал— муллитокорунд — в виде шариков диаметром 10...12 мм. Шарики засыпают в один слой во вращающуюся изложницу с частотой, соответствующей гравитационному коэффициенту порядка

70. Затем на этот слой заливают жаропрочный металл, перегретый на

20...30 С вьппе температуры ликвидуса. После полного затвердевания отливки изложницу останавливают и отливку извлекают. Шаровидная форма керамических частиц заданной фракции позволяет металлу легко проникать в пустоты между ними и надежно охватывать и закреплять каждую из них, а ограничения по температуре нагрева металла и гравитационному коэффициенту во время заливки исключают центрифугирование этих частиц.от наружной поверхности отливки» обеспечивая формирование однородного металлокерамического слоя,2 табл.

1 1? 8134

Изобретение относится к литейному производству, в частности к центробежному литью и может быть использовано при изготовлении трубчатых заготовок с наружным металлокерамическим слоем, преимущественно для бочек печных роликов.

Цель изобретения — повышение надежности закрепления частиц керамического материала в металле у наружной поверхности отливки и улучшение однородности металлокерамического слоя, Способ осуществляют следующим образом.

Для образования наружного металлокерамического слоя отливки используют огнеупорный материал — муллитокорунд — в виде шариков диаметром

10...12 мм, которые засыпают в один слой во вращающуюся изложницу с частотой, соответствующей гравитационному коэффициенту 70, а затем на этот слой заливают жаропрочный металл (сплав), перегретый на 20...30 С выше а 25 температуры ликвидуса. После полного затвердевания отливки изложницу останавливают и отливку извлекают.

Согласно предлагаемому способу изготовлены трубчатые заготовки с металлокерамическим слоем размерами

220х45х1250 мм из стали Х12Н4510 и 200х50х1250 мм из стали 20Х25Н20С2 (табл. 1 и 2).

Исследования литых заготовок пока- Ç5 о зали, что перегрев металла на 20...30 С выше ликвидуса и гравитационный коэффициент в интервале" 70-80 обес- печивают возможность надежного закрепления на наружной поверхности от- 40 ливки шариков муллитокорунда диаметром 10-12 мм с образованием однородного металлокерамического слоя с равномерно ячеистой наружной поверхностью, 45

При понижении величины температуры перегрева выше ликвидуса, как и гравитационного коэффициента, происходит нарушение однородности структуры металлокерамического слоя — относительное уменьшение составляющей металла в слое металлокерамики и концентрации на наружной поверхности отливки локальных чисто керамических образований. 55

При повышении величины температуры перегрева выше ликвидуса, как и гравитационного коэффициента, происходит также нарушение однородности структуры металлокерамического слоя относительное увеличение составляющей металла в слое металлокерамики в виде локальных чисто металлических образований на наружной поверхности отливки. Наблюдается также всплытие отдельных шариков на внутреннюю поверхность отливки.

При использовании шариков муллитокорунда меньшей фракции происходит сначала нарушение однородности структуры наружного металлокерамического слоя, а затем при дальнейшем уменьшении фракции шариков — переход наружного металлокерамического слоя в керамический. При использовании шариков муллитокорунда с фракцией более 12 мм происходит нарушение однородности структуры за счет вытеснения шариков муллитокорунда на внутреннюю поверхность отливки, Таким образом, муллитокорунд в виде шариков, приемы и параметры процесса литья, предусмотренные предлагаемым способом, полностью обеспечивают высокое качество наружного металлокерамического слоя отливок.

Ыаровидная форма керамических частиц заданной фракции позволяет металлу легко проникать в пустоты между ними и надежно охватывать и закреплять каждую из них, а ограничения по температуре перегрева металла и гравитационному коэффициенту во время заливки исключают центрифугирование этих частиц от наружной поверхности отливки.

Формула изобретения

Способ центробежного литья трубчатых заготовок с наружным металлокерамическим слоем, преимущественно для бочек печных роликов, включающий приведение изложницы во вращение, введение в нее огнеупорного керамического материала и последующую заливку жаропрочного металла, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности закрепления частиц керамического материала в металле у наружной поверхности отливки и улучшения однородности металлокерамического слоя, в качестве огнеупорного керамического материала используют муллитокорунд в виде шариков диаметром 10...12 мм, которые вводят

ize aao в изложницу в один слой, вращение изложницы осуществляют с частотой, соответствующей гравитационному коэффициенту 70, ликв идуса.

Та блюда

Марка стали

Реэулътаты исследований

Внд полученных отливок

Стальная отливка с локальнымн прояпленнямн чисто керамической нарухной поверхности по длине

10 1410 60

Стальная отливка с равномерно ячеистой металлокерямической нарухной поверхностью по ллннс

20 1420 70

25 1425 75

Стальная отливка с равномерно ячеистой металлокерамической поверхностью по длине

Стальная отливка с равномерно ячеистой металлокерамнчесхой нарухной поверхностью по длине

30 1430 80

20Х25820С2 1400.

Стальная отливка с локальными

40 1440 90 проявлениями чисто металлической поверхности по длине

Стагьнпя отливка с локальньин

1О 1320 60 проявлениями чисто керамической нарухной поверхности по длине

20 1330 70

Стальная отливка с равномерно ячеистой металлокерамической нарухной поверхностью по длине

1335 75

Стальная отливка с равномерно ячеистой металлокерамической нарухной поверхностью по длине

Х1584510 1310 30

1340 80

Стальная отливка с равномерно ячеистой металлокерамической нарухной поверхностью по длине

1350 90

Сталъная отливка с локальньв и проявлениями чисто метвлличес» кой поверхности по длине температура, С ХоэффнвЂ,пиент ликвн пере- (запив- гравитадуса грева ки пии а заливку лла ведут превьппающей мпературу жаропрочного метапри температуре на 20 .. 30 С" теМеталл неравномерно проникает через слой муллитохоруида, не образует однородный металлокерамический слой о

Металл равномерно проникает через слой муллитокорунда с надекньач креплением шариков

Металл с шариками образует исключительно прочную однородную, равномерно ячеистую структуру металлокерамики

Металл равномерна по всей длине проникает через слой муллитокорунда с надекным креплением шариков

Наблюдается стабильное всплытие отдельных шариков керамики на внутреннюю поверхность, слой метпллоксрамикн не однороден по толэ1нне и длине отливки

Металл неравномерно проникает че- рез слой муллитокорунда, не образует однородный металлокерамнческнй слой

Металл равномерно проникает через слой муллитокоруида с надекным креплением шариков

Металл с шариками образует исключительно прочную, однородную, равномерно ячеистую структуру металлокерамики

Металл равномерно по длине проникает через слой муллитокоруида с надешным креплением шариков

Наблюдается стабильное всплытие отделъиых шариков керамики на внутреннюю поверхность. Слой ме таплокерамики ие однороден по толшине и длине стенки.

1281340

Т а б л и ц а 2

Вид полученных отливок

Результаты исследований

Диаметр шариков муллитокорунда, мм

Металл не проникает через пространства между шариками муллитокорунда и не образует металлической матрицы, закрепляющей муллитокорунд на наружной поверхности трубы. Таким ооразом, слой металлокерамики не образуется

3-5

Стальная отливка с наружным керамическим слоем

Металл проникает локально

6-8

Стальная отливка и наружный металлокерамический слой не однородны по структуре и неравномерно, закрепление муллитокорунда на наружной поверхности локальное, неравномерное по всей длине

Стальная отливка с однородным наружным металлокерамическим слоем

Металл с шариками образует равномерно ячеистый металлокерамический слой на наружной поверхности трубы по всей длине отливки с надежным креплением шариков с металлом

10-12

14-1б

При заливке металла наблюдается стабильное всплытие

25-30Х шариков на внутреннюю поверхность трубы под действием архимедовых сил жидкого металла, в результате неравномерен по распределению шариков муллитокорунда слой металлокерамики (по всей длине) с локальными чисто металлическими образованиями на наружной поверхности

Стальная отливка неоднородна по структуре наружного слоя и имеет включения муллитокорунда на внутренней поверхности

Составитель М.Лазутов

Редактор Н.Тупица Техред Л.Олейник Корректор А.Зимокосов

Тираж.739 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 7191/8

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул, Проектная, 4