Способ получения слитков

 

Использование: в металлургии. Сущность: способ получения слитков включает заливку расплавленного металла в металлические формы и вибрационное воздействие на него во время кристаллизации. Вибрационное воздействие на металл осуществляют от источника колебаний соответственно с частотой и амплитудой 1000 - 1200 пер./мин, 0,5 - 2,00 мм, что позволит получить многослойную структуру литого металла с заданной плотностью и повысить его прочность и пластичость.

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при получении слитков и отливок.

Известен способ получения металлических слитков, включающий выплавку металла, заполнение ковша расплавом и обработку его синтетическими шлаками, разливку ковшом расплавленного металла в изложницы и воздействие на металл во время кристаллизации вибрационными направленными или круговыми колебаниями.

Известен также способ, включающий выплавку металла, заполнение ковша расплавом и обработку его синтетическими шлаками, разливку ковшом расплавленного металла в изложницу и воздействие на металл во время кристаллизации вибрационными круговыми колебаниями.

Однако в указанных способах используют дорогостоящие синтетические шлаки и получаемый слиток недостаточно плотный.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ получения слитков, включающий заливку расплавленного металла в изложницы, вибрационное воздействие на него во время кристаллизации от источника колебаний соответственно с частотой и амплитудой 1300-1600 пер./мин, 0,1-0,25 мм; 1950-2140 пер.мин, 0,05-0,12 мм; 2600-3200 пер./мин, 0,025-0,1 мм.

Однако вышеуказанным способом нельзя получить литой металл с многослойной структурой и с заданной плотностью.

Кроме того, получаемый слиток обладает недостаточными прочностью и пластичностью.

Целью изобретения является получение многослойной структуры литого металла с заданной плотностью, повышение его прочности и пластичности.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения слитков, включающем заливку расплавленного металла в изложницы и вибрационное воздействие на него во время кристаллизации, вибрационное воздействие на металл осуществляют от источника колебания соответственно с частотой и амплитудой 1000-1200 пер./мин, 0,5-2,00 мм.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый способ отличается от известного тем, что вибрационное воздействие на металл осуществляют от источника колебания соответственно с частотой и амплитудой 1000-1200 пер./мин, 0,5-2,00 мм.

Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна".

Технических решений, имеющих признаки, сходные с признаками заявляемого решения, не обнаружено. На этом основании делается вывод, что, поскольку у заявляемого решения благодаря отличительным признакам появляются свойства, не совпадающие со свойствами известных решений, оно обладает "существенными отличиями".

Осуществление вибрационного воздействия на металл от источника колебаний с частотой 1000-1200 пер. /мин и амплитудой 0,5-2,00 м обеспечивает многослойность структуры полученного литого металла с заданной плотностью ≈ 7,8 г/см³, повышение прочности и пластичности.

Вибрация затвердевающего металла в указанном режиме приводит к частичному разрушению растущих кристаллов, резкому увеличению центров кристаллизации и формированию слоя с мелкокристаллической структурой по всей высоте слитка, что обеспечивает достаточную плотность металла и повышение прочности и пластичности.

Вибрационное воздействие на металл во время кристаллизации от источника колебаний с частотой 1000-1200 пер./мин и амплитудой ниже 0,5 мм не обеспечивает получение многослойной структуры металла, а при амплитуде выше 2,00 мм происходит нарушение сплошности структуры металла, что ведет к снижению плотности, прочности и пластичности многослойного металла.

П р и м е р. Предлагаемый способ получения слитков реализован следующим образом.

Получение слитков массой 45 кг из стали ЗОЛ производится в следующей последовательности. Выплавленной сталью заполняется ковш, которым осуществляют разлив ее в тонкостенные металлические водоохлаждающие формы размерами 350 х 250 х 60 (мм). Вибрационное воздействие на металл осуществляют сразу после заливки формы металлом и до полной его кристаллизации.

В комплект оборудования для вибрационной обработки входят вибрационный стол, вибратор с регулируемым дисбалансом для создания механических колебаний, пульт управления и контроля режимов вибрации, струбцины для крепления формы.

Во время кристаллизации слитков через формы расплаву сообщаются колебания частотой 1000-1200 пер./мин и амплитудами соответственно 0,2 мм; 0,5 мм; 1,0 мм; 1,5 мм; 2,0 мм и 2,5 мм; Кроме того, отливают слитки и без вибрационного воздействия.

При колебаниях с амплитудами 0,5 мм, 1,0 мм, 1,5 мм, 2,0 мм получена многослойная структура слитков с заданной плотностью ≈ 7,8 г/см³ и повышенными механическими свойствами. При колебаниях с амплитудой 0,2 мм многослойная структура не образуется, а с амплитудой 2,5 мм нарушается сплошность структуры металла, что соответственно снижает плотность и ухудшает механические свойства металла.

Слитки, полученные в тонкостенных металлических водоохлаждаемых формах без вибрации, не имеют многослойности структуры металла. Кроме того, слитки имеют и более низкие механические свойства.

Вибрационное воздействие на металл от источника колебания с амплитудами 0,5-2,00 мм является оптимальным и позволяет получить многослойный металл с заданной плотностью и повысить прочность и пластичность.

Использование предлагаемого способа обеспечивает по сравнению с известными способами получение многослойной структуры литого металла с заданной плотностью, увеличение прочности и пластичности металла, а также срока службы изделий, изготовленных из данного металла.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЛИТКОВ, включающий заливку расплавленного металла в металлические формы и вибрационное воздействие на него во время кристаллизации, отличающийся тем, что, с целью получения многослойной структуры литого металла с заданной плотностью и повышения его прочности и пластичности, вибрационное воздействие на металл осуществляют от источника колебаний соответственно с частотой и амплитудой 1000 - 1200 пер./мин 0,5 - 2,0 мм.