Дорн для формирования полости в отливке для кристаллизатора установки электрошлакового переплава

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социвлисткчвсккк

Рвспублик (l l) 3 6 5 1 О 2 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 23.03.70 (21) 1414510/22-02 (51) M. Кя, С 21 С 5/56 с присоединениева заявки ¹ (23) Приоритет

1 аардаратвааанв аеввтет аавета Мввввтрев OCC) ва дааев ааввратеаай в втврытав (53) УДК 621.365.3 (088. 8) (43) Опубликовано 28,1 1,77 Бюллетень № 4 3 (45) Дата опубликования описания 081277

Б.И. Медовар, Г.А. Бойко, Л.Г. Пузрин, И.И. Кумыш, В.А. Ковалев, A.Ï. Белоглазов, Г.С. Маринский, В.А. Носанов, В.И. Рабинович, Л.В, Попов, С.М. Шелков, В.Н. Струков и Б.М. Бабич (72) Авторы изобретения (7!) Заявитель

Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени институт электросварки им. Е.О.Патона (54) ДОРН ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ПОЛОСТИ В ОТЛИВКЕ

ДЛЯ КРИСТАЛЛИЗАТОРА УСТАНОВКИ 3JIEKTPOIJJIAKOBOI О

ПЕРЕПЛАВА

Изобретение относится к оборудованию для электрошлакового переплава, а именно к дорнам для формирования полости в отливке для кристаллизатора установки электрошлакового переплава (ЭШП) .

Известны стержни для кристаллизаторов, которые используются при выплавке полых заготовок методом ЭШП.

Такие стержни выполнены в виде тонко- 1() стенных т(олых водоохлаждаемых оболочек. Металл наплавляется в зазор между кристаллизатором и стержнем при неподвижной отливке. Однако при усадке отливка отнимает стержень, и его приходится удалять, например, расточ,кой, при этом стержень используется, всего один раз.

Цель изобретения — создание дорна 20 для кристаллизаторов установки ЭШП, который можно использовать многократно. Это достигается тем, что дорн выпталняется в виде монолитного металли-ческого стержня. 25

В дорне могут быть выполнены каналы для охлаждения, кроме того, дорн может снабжаться охлаждаемой рубашкой.

На фиг. 1 изображены возможные конструкции дорна, на фиг. 2 — стержни 80 с охлаждаомой рубашкой, на фнг. 3 схема установки дорна на поддоне, на фиг. 4 и 5 — кристаллизаторы с дорнами, на фиг. 6 — кристаллизатор с отверстиями, вид спереди, на фиг. 7 то же, вид сбоку.

На чертежах приняты следующие обозначения: 1 — дорн, 2 — канал для прохождения охлаждающей жиДкости, 3 коллектор для подвода и отвода охлаждающей среды, 4 — рубашка, 5 — поддон, 6 — кристаллнэатор, 7 — корпус отлив" ки, 8 — дно, 9 — щека, 10 — электрод.

Металлический стержень, расположенный в кристаллизаторе, предназначен для формирования в отливке как внутренних, так и внешних полостей. Форма стержня соответствует виду формируемой полости, его поперечное сечеНие стержня может быть в виде круга, квадрата, прямоугольника и т.д., он может .быть переменным по высоте и иметь любую произвольную форму. Для простоты рассмотрим дорн круглого сечения. Дорн 1 (фиг. 1) выполнен н виде монолитного стержня сплошног<. илн несплошного сечения. Поперечному сечению стержня придают такую форму, Геометрические размеры которой не ир» терпевали бы остаточного изменения во

365102

«ремя отливки. Конструкция стержня должна обладать такОй жесткостью, что бы в каждом конкретном случае получе ния отливки соответствующих размеров сжимающие напряжения в нем не превосходили бы предел текучести материала, из которого он изготовлен.

Дорн может не иметь системы охлаж дения, если он применяется для получения отливок из легкоплавких материалов, например алюминия, свинца. Для выплавки стальных отливок он снабжается системой охлаждения, например, в виде каналов 2, расположенных на периферии стержня, и коллекторов 3 для приема и слива охлаждающей среды.

Для охлаждения дорна его тело может иметь рубашку 4, выполненную иэ материала с высокой теплопроводностью, например из меди. В рубашке 4 либо в теле дорна 1, либо в обоих одновременно могут быть выполнены каналы 2 для циркуляции охлаждающей среды.

Описываемый стержень может многократно использоваться при получении методом ЭШП фасонных отливок. Для это- хв

ro отливку и стержень подвергают тЕмпературному воэцействию одновременно, если стержень изготовлен из материала (углеродистая сталь), который имеет коэффициент термического расшире- 30 ния меньше материала (аустенитная сталь) отливки. Затем стержень отделяют при нагреве отливки и стержня, когда между их соприкасающимися поверхностями образуется достаточный за- 35 эор. Можно также отделять стержень от отливки, когда материал стержня имеет коэффициент термического расширения такой же или больше, чем материал отливки, для этого отливку нагревают, 40 а стержень одновременно охлаждают.

Когда материал (аустенитная сталь) стержня имеет коэффициент термического расширения больше материала (углеродистая сталь) отливки, отливку и 4ястержень нагревают и охлаждают одновременно. Прн нагреве стержень растягивает на себе отливку, а после охлаждения между их поверхностями образуется зазор. Отделение стержня можно ускорить, если охлаждать его с большей скоростью, чем отливку. В этом случае стержень можно отделить от отливки, если сразу после окончания плавки отключить охлаждение стержня, дать ему воэможность прогреться, а затем возобновить его охлаждение.

Многократное использование стержня существенно упрощает технологию получения отливок, и в частности отливок, имеющих дно (фиг. 3). Дорн 1 устанав- @ дивают на поддоне 5 внутри кристаллизатора 6 и выплавляют отливку методом ЭШП. Сначала выплавляют корпус

7 отливки, а затем формируют ее дно

8. После окончания выплавки дна 8 отливку вместе с дорном извлекают из кристаллизатора б и отделяют от стерж. ня одним из описанных способов.

Для получения полой отливки с.днои или беэ него можно использовать кристаллнзатор со стержнем, имеющим тонкие стенки, т.е. одноразового использования (фиг. 4, 5). Если на поддоне установить, например, два или больше дорнов, высота которых меньше высоты отливки, в направлении наплавлеиия слитка, можно получить полую отливку с дном и, например, двумя или более каналами (полостями) в осевом направ. ленни. Отливка без дна может использоваться, например, в качестве трубной заготовки для прессования многоканальных труб.

Установкой дорна или нескольких таких дорнов в боковой стенке криеталлизатора б получают отливки с полостями, расположенными, например, в радиальном направлении (фиг. 5). В некоторых случаях для получения отливок с полостями, расположенными во взаимно перпендикулярных направлениях, Lдорны могут одновременно устанавливаться на поддоне 5 и на боковой стенке кристаллизатора б. Для голучения отливок с отверстием, например щек кривошипов коленчатых валов для мощных судовых дизелей, (фиг.б и 7) дори, устанавливаемый на боковой стенке кристаллиэатора 6 илн проходящий черве эту стенку, имеет высоту больше толщины отливки. Получение отливки щеки

9 кривошипа с отверстием сещественно упрощается, если электрошлаковому переплаву подвергается подвижный электрод 10 с заранее подготовленным в нем отверстием, внутри которого помещают дори.

Предлагаемый дорн успешно прошел промышленную проверку и рекомендован к использованию прн выплавке полых фасонных отливок с дном и без него. формула изобретения

1. Дорн для формирования полости в отливке для кристаллизатора установки злектрошлакового переплава, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью многократного его использования, он выполнен в виде монолитного металлического стержня.

2. Дорн по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что в нем выполнены каналы для охлаждения.

3. Дорн по и. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что он снабжен охлаждаемой рубашкой.

365! О

Составитель Р.Эельцеи ед II gabvpa a Корре) о) > Ji . И «(лола

Заказ 425/3 Тираж 693 осударственного комитета Совета Министров СCCÐ

3!ПИИПИ Ро по делам изоьретени . и о-.крктий

Москва Ж вЂ” зэL РаУшская наб. д. 4 5

1НОЗЬ

Филиал ИИП Патент, r. Ужгород, i .".. Проектная 4