Способ изготовления изложниц
Использование: литейное производство , в частности производство изложниц. Сущность изобретения: металл заливают в форму. После кристаллизации, выбивки злектрогидроимпульсациек очистки, электрогидроимпульсной обработки и обрубки в процессе охлаждения проводят вибрационную обработку, которую начинают при 55- 50°С (и заканчивают при 45-40°С. Далее отливку подвергают механической обработке . 1 табл.
СОК Э СОВЕТСКИХ
COl ИАЛ ИСТИ ВСКИХ
РE(.ÏÓÅËÈ i, ls! >." С 21 0 1/30
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ! ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОГИ "АНИE КЗОТ Р;--:TEИ1 Я (М
1О (О
К АВТОРСКОг/У ",,ВИДЕТЕГЬСТВУ (21) 4668753/02 (22) 30.03.89 (46) 07,09.92, Бюл. N ЗЗ (71) Донецкий политехнический институт и Научно-исследовательский и и >оектнотехнологический институт машиностроения (72) А,Н. Смирнов, Ю.В. Пегтик, В.Л, Пилюшенко, K).Á. Бычков, А,Л. Корнев, H.M. Колесник, Г.В, Рязанцев, В.А. Скориданов, И.И. Гармаш, А.А. Бассель, С.M. Лифшиц и A,В, Мерсон (56) Авторское свидетельство СССР
¹ 1259678, кл. С 21 0 1/30, 1976.
Изобретение относится к литейному производству, в частности к производству изложниц с незначительными остаточными напряжениями.
Известен способ изготовления отливок, в котором для снижения больших температурных напряжений отливки освобождают из опоки после ее остывания до 800-650 С, снимают наружную земляную корку и подвергают интенсивному охлаждению. В стенках отливки создается такое распределение остаточных напря>ке:.:ий. которое противоположно распределению температурных напряжений (авт, св. N- 64528. СССР, 1945).
Недостатком данного способа является то, что интенсивное охлаждение отливок, нагретых до 800 — 650 С,приводит к образованию микротрещин на поверхности. Стойкость отливок в конечном счете снижается, Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является способ изготовления изложниц, включающий их выбивку, электрогидроимпульсную очистку, электрогидро(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИР ИЗЛОЖНИЦ (57) Использование: литейное производство, в частности производство изложниц, Сущность изобретения: металл зал,sa от в форму, После кристаллизации, выбивки электрогидроимпульсацией очистки, электрогидроимг1ульсной обработки и обрубки в процессе охлаждения проводят вибрационную обрабогку, которую начинают при 55—
50 С и заканчивают при 45--400C Далее отливку подвергают механической обработке, 1 табл.
p импульсную обработку, обрубку, охлажде- ние, механическую обработку, виооомеханическую обработку, причем длительность электрогидроимпульсной обработки составляет 2-4 периода электрогидроимпульсной очистки, а длительность вибромеханической обработки — 0,2 — 0,4 дли-.ельности цикла электрогидроимпульсной обработки (авт. св. ¹ 1259678, кл, С 21 Г 1/30).
Недостатком дан нога способа является то, что в процессе электрогидроимпул1сной обработки снимается до 40 — 60 р внутренних напряжений, а в процессг-. обрубки и механической обработки появляютг дополнительные внутренние напряжения, составляющие до 20 — 30 j общего уровня. С уменьшением уровня остаточных литейнь|х напряжений уменьшается сумма остаточных и динамических HGf1pR>l(e! которая становиться меньше динамического предела текучести, и снижение уровня остаточных напряжений прекращается. Таким образом, проведение вибрационной обработки после обрубки и механической обработки не;:îзволяет достичь более полного снятия ?гапряжений в обрабатываемом изделии.
Целью изобретения является ..,ижение остаточных напряжений, Для этот в способе изготовления изла-i Обработку, Г1аследнюг, ведут в процессе охлаждения павле обрубки, причем начинают .-1ри 55-50 С и эаканч1 :"=. От при 45 — 40 1 . Эффективна В"::.?р:-.,;!Онная Обработка лишь B начальный пер. . ", Воздействи?1, когда в Отливке присутствуют максимальные, пикоВые значения Остаточных наГIрях<енlлй, после с".!ЯТия кОтарых эффективность Виб>ра!!!!о!!1: -,а -.Нятия напряжений заметно с "".>Ха :-.—,!я и г1рак-,ически не зависит ат вре ":;,l! и". Г!8дуюшей О1>ра!>От%и. I 3кае пала > cHи8 ОЬ/славлена тем, чта уровень Оста 1О :. ВI" л лтейных наГ::ряже?!и!л В иэде И1 СП >1<затая ЛИШЬ В < О>Л (.ЛУЧВ8, КОГДа С / 1ЛМа ОС с d ТО НЫХ И ДИНВМ! -!8СКИХ !ВГ1РЯ !8" - ий превышает динамическ:;й предел текучести, С уменьшением уровня остага !ных напряжений в изделии В процессе обрабоуiленьа.iа<. ся сумMЭ Оста> Очl.-:ы!< и диHа" мических напряжений, которая становится меньше предела текучести, и снижение уровня остаточных напряжений прекра!Да;5-! ся Бибрацианная обработка изла>К1-!ицы в процессе охлаждения, осуществляемая сначат!а Гlри 55-50 С и в конце Г1ри 45 — 40 С, способствует более полному снятию остаточнol> ли.ейных напряжений. В процессе вибрацианнай обработки металл все время нахадлтся пад дейстВисм периодически паВтаряющихся упруГих волн м81<ани !есхи>< напряжений. Это способствует выходу дислокаций из скаплен>лй и обеспечивает перераспределение дефектов упаковки кристалличеСкой решетки. При этом происходит дислокационно-сдвиговые процессы одновременным уменьшением плотности дислокаций, т. е. снижаются остаточные напряжения. Температура отливки в лнтервале 55-40ÎÑ также оказывает активирующее воздействие на движение дислокаций и Tîðможениз развития очагов разрушений бла. -,Вря выходу дислокаций из скоплений. стабилизации дислокационной структуры v. уменьшению плотности дислокаций. При этом набл.адается наибольший.эффект по снятию оста очных литейнь1х напря>кений. Начало Влбрац!лонной обработки при температуре, большей 55 С„нецелесообразно, так как при этом процесс снятия напряжений происходит весьма интенсивно и контролю подвергается очень тяжело. В этом случае наблюдается образование бального количества горячих микротрещин на поверхности отливки, Начало вибрационной Обработки после дОстижения отливкой температуры ниже 50 С также неэффективно, так как в этом случае снятие остаточных наг1ряжений протекает менее эффективно и требует весьма длительного времени обработки, Окончание вибрацvIGHHo!n 06I>86QTKIn ранее Достих<ения ОтливкОй 45 С Н8 приводит к паьышени!а уровня снятия остаточных напаяжений, чта отрицательно сказывается на зксплуатациачных характеристиках и стойкости отливок. Продолжение в!лброабработки г!Осле достижения поверхность!а отливки темг;8;.атуры менее 40 С не приведет к более э! а!ительн;".л: уровню снижения GcTBTQ:- !ь!х напр:-.: .:.;ий и заметно увели1!1Вает время О>работки, возрастают энергаэатраты и снижается произв< дитель?!Ос1 ь способа. КэвеÄTBH способ обработки металлических изделий, включающий местныA нагрев эоны сварного шва до температуры отпуска с одновременным приложением механической вибрации с частотой, соответству!Ощей собственной частоте изделия при ега нагреве (авт. св. % 508543, СССР, кл, С 21 В 1/30), Однако Hагревдетали асуществляютдатемператур огпуска, что составляет ат 200 до 850"С в зависимости от маркл метаг!ла и режима От>кига, и накладывают вибрац!лю, После вибраабрабатки и ри охлаждении детали B ней BHQBb возникают остаточные напряжениЯ, эффектиВность способа эа летно снижается. При вибрации при такой температуре на поверхности детал!л Образу!Отся Горячие микратреш>лны. Существует способ обработки отливок и 1<онструкций из железауглерадистых сплаВоВ, включа?ощий теомациклиравание B интервале температур Ас — Асэ и вибрационнае нагружение (авт. св. N.- !3И850, СССР, кл. С 21 0 1/30). При вибрацианнай обработке в интервале температур Ас — Асз наблюдается усталость металла л развитие внутренних трещин. остато гные напряжения достигают предела прочности, 1то приводит к разрушению из- делия, Пример. Предлагаемый способ был осуществлен в литейном цехе Донецкого металлургического завода им. В.И, Ленина. Проводилась обработка изложниц для разливкл стали на сгитки масса!л 5,7 т. Для получения изложниц испольэовали дамен1759901 ф>стигаемый результат Режимы обработки Эксперимент Темпсратуоа отливНаложение вибрационного воздействия Температура отливки при окончании вибрационно" of:работки, С 1!а ксимальные остаСнижение оста" точных напряжений, в Z no отношению к Стойкост ь изложниц количество наливов ки при на" чапе вибрационной обработки, "с точные литейные напряжения, Ппа первоначальным 59,7 65,2 68,3 70,7 97,8 98,0 97,4 52>2 41,6 97,5 75,0 74,1 80,7 В процессе охлаждения 72 /-29 69/-24 63/-20 58/-17 50/1,1 48/1,0 53/1,2 46/22 48/28 48/1,2 48/12 45/-15 52/10 102 109 152 82 78 14q »z »0 »8 zo 39 43 46 46 39 46 43 То же 80 II 60 «н 56 Il ll 53 1I 49 13 48 lt 53 53 56 II 49 После злектрогидроимпульсной обработки 53 3 5 7 9 11 12 13 43 47/24 45/17 65/5,4 48,9 62,2 91,8 77 91 121 zo я В числителе значение остаточных напряжений до обработки; .Ф-ф В знаменателе значение остаточных напряжений после обработки. ный предельный чугун. Масса изложницы составляла 4,6 т, Комплект виброоборудования состоял из преобразователя частоты ПЧ-4-200-Уч для плавного управления двигателем вибра- 5 тора, стгюительного вибратара ИВ-70 для создания механических колебаний, пульта управления и контроля режимов виброобработки, струбцин для крепления вибргтора к изложнице, плиты и амортизаторов из рези- 10 ны, Сверху плиты укладывали резиновые амортизаторы, на которые устанавливали изложницу в горизонтальном положении. Вибратор при помощи струбцин крепили к боковой стенке изложницы с торца у широ- 15 кой грани, Изменяя частоту тока на двигателе вибратора, подбирали резонансную частоту обработки. Резонансную частоту определяли при помощи виброметра ВИП2. Остаточные напряжения контролировали 20 приборам ИОН-4М (измеритель остаточных напряжений конструкции НИИПТмаш) до и после обработки, Резонансные частоты изложницы лежали в диапазоне 40 — 50 Гц. Виброобработку осуществляли при до- 25 стижении отливкой температуры от 100 до 200С, Параллельно проводилась обработка изложницы по способу-прототипу. Изло>кницу после заливки металла в форму, 30 кристаллизации, выбивки, электрогидроимпульсной очистки, электрогидроимпульсной обраоотки, обрубки, механической обработки подвергали контролю. Величину 15 После охлаждения 30 16 По прототипу остаточных напряжений определяли на наружной поверхности по высоте широких и узких граней. Результаты исследований приведены ь таблице, Как видно иэ результатов исследований, наибольший уровень снятия остаточных напряжений достигается при изготовлении изложниц, включающем заливку металла в форму, кристаллизацию, выбивку, электрогидроимпульсную очистку, электрогидроимпульсную обработку, вибрационную обработку, которую ведут в процессе охлаждения, причем начинают при температуре отливки 55-50 С и заканчивают при 45 — 40 С, Использование предлагаемого способа изготовления изложниц по сравнению с аналогами и прототипом позволяет повысить уровень снятия остаточных литейных напряжений до 97 — 98% от первоначального уровня и эксплуатационную стойкость до 150 наливов. Формула изобретения Способ изготовления изложниц, включающий заливку металла в форму, кристаллизацию, выбивку, электрогидроимпул ьсную очистку, электрогидроимпульсную обработку, обрубку, охлаждение, механическую обработку и вибрационную обработку, отл ича ю щий ся тем, что,c цель1о снижения остаточных напря>кений, вибрационную обработку ведут в процессе охлаждения после обрубки, причем начинают при 55 — 50 С и заканчивают при 45 — 40 С.
