способ изготовления биметаллической детали

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ДЕТАЛИ, преимущественно секционированной шины печного ролика, включающий установку в литейную форму твердой вставки в виде, например, основания шины, заливку в литейную форму жаропрочного сплава и последующее охлаждение отливки вместе с литейной формой, отличающийся тем, что литейную форму используют разъемную, твердую вставку устанавливают в нижней полуформе, имеющей несколько секций, накрывают верхней полуформой, в которой предварительно размещают металлическую плиту со слоем антипригарной огнеупорной краски на рабочей поверхности для формирования торцевой поверхности секционированной шины печного ролика, жаропрочный сплав заливают при 1690-1720^oС с объемом, равным 3-4 объемам твердой вставки, подводят его к каждой секции отдельно, а охлаждение осуществляют со скоростью 75-85^oС/ч.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способу изготовления биметаллической детали, преимущественно секционированной шины печного ролика из разных металлов, и может быть использовано в черной металлургии для печных роликов.

Известен способ нанесения защитного покрытия на деталь (1), включающий установку формы в литейную форму, заливку в нее жаростойкого сплава и последующее охлаждение.

Недостатком этого способа является то, что при заливке жаростойкого сплава при 1620-1700^оС образуются недоливы.

Наиболее близким к предлагаемому является способ изготовления биметаллических деталей (2), предусматривающий установку в литейную форму твердой вставки, заливку в литейную форму жаропрочного сплава и последующее охлаждение отливки вместе с литейной формой.

Недостатком этого способа является то, что при заливке жаропрочного сплава образуются холодные спаи.

Цель изобретения получение монолитной, жаропрочной секционированной шины печного ролика без утяжин и холодных спаев, устранение тепловых напряжений, трещин, возникающих при кристаллизации.

Цель достигается тем, что в способе изготовления биметаллической детали, преимущественно секционированной шины печного ролика, включающем установку в литейную форму твердой вставки в виде, например, основания шины, заливку в литейную форму жаропрочного сплава и последующее охлаждение отливки вместе с литейной формой, литейную форму используют разъемную, твердую вставку устанавливают в нижней полуформе, имеющей несколько секций, накрывают верхней полуформой, в которой предварительно размещают металлическую плитку со слоем антипригарной огнеупорной краски на рабочей поверхности для формования торцовой поверхности секционированной шины печного ролика, жаропрочный сплав заливают при 1690-1720^оС с объемом, равным 3-4 объема твердой вставки, подводят его к каждой секции отдельно, а охлаждение осуществляют со скоростью 75-85^оС в час.

Жаропрочный сплав заливают в литейную форму и подводят к каждой секции нижней полуформы отдельно, где он равномерно одновременно растекается, а ввиду наличия в верхней полуформе металлической плитки жаропрочный сплав кристаллизуется направленно, поэтому секционированная шина печного ролика получается ровной, чистой, без раковин, трещин и утяжин.

Жаропрочный сплав заливают при 1690-1720^оС.

Температура жаропрочного сплава должна быть не менее 1690^оС для обеспечения достаточной жидкотекучести и хорошего заполнения литейной формы. При температуре сплава более 1720^оС при остывании металла появляется склонность к образованию трещин и утяжин.

Объем заливочного жаропрочного сплава составляет 3-4 объема твердой вставки. Если объем заливаемого сплава будет меньше 3 объема твердой вставки, то не произойдет плотного контакта заливаемого жаропрочного сплава с твердой вставкой, не будет подплавления приграничных со сплавом слоев твердой вставки. Если объем заливаемого жаропрочного сплава будет более 4 объема твердой вставки, то это приведет к сильному оплавлению твердой вставки и ее разрушению (табл.2).

Охлаждение отливки секционированной шины в форме осуществляется со скоростью 75-85^оС в час. При охлаждении отливки секционированной шины со скоростью менее 75^оС в час возможно образование утяжин, крупное зерно в отливке. Если скорость охлаждения отливки секционированной шины будет больше 85^оС в час, то в секционированной шине при кристаллизации возникают усадочные напряжения и трещины (табл.3).

На фиг.1 показана литейная форма для изготовления секционированной шины печного ролика, продольный разрез; на фиг.2 нижняя полуформа литейной формы (верхняя полуформа не показана).

Твердая вставка 1 секционированной шины устанавливается в нижней полуформе 2 литейной формы и накрывается верхней полуформой 3, в которой предварительно размещается металлическая плитка 4 со слоем 5 антипригарной огнеупорной краски на рабочей поверхности для формирования торцовой поверхности секционированной шины печного ролика. Через литниковую систему 6 заливают жаропрочный сплав и подводят его к каждой секции 7 отдельно и одновременно.

Способ изготовления секционированной шины осуществляют следующим образом.

Жаропрочный сплав через литник заливают в предварительно подготовленную песчаную литейную форму, состоящую из верхней и нижней полуформ. В нижней полуформе устанавливают твердую вставку. В верхней полуформе размещают металлическую плитку со слоем антипригарной огнеупорной краски на рабочей поверхности для формирования торцовой поверхности секционированной шины печного ролика. В нижней полуформе имеется несколько секций. Подвод сплава осуществляется через питатели к каждой секции секционированной шины отдельно и одновременно, поэтому он равномерно распределяется в нижней полуформе, формируя секционированную шину печного ролика.

П р и м е р 1. В нижней полуформе, имеющей несколько секций, устанавливают твердую вставку. Накрывают верхней полуформой, в которой предварительно размещают металлическую плитку со слоем антипригарной огнеупорной краски на рабочей поверхности для формирования торцовой поверхности секционированной шины.

Выплавленный жаропрочный сплав с температурой 1690^оС через литник заливают в разъемную форму. Жаропрочный сплав через питатели подводят к каждой секции одновременно и формируют секционированную шину. Объем заливаемого сплава составляет 3 объема твердой вставки. После заливки отливку охлаждают со скоростью 75^оС в час вместе с литейной формой. Получают прочную, монолитную шину без трещин.

П р и м е р 2. В нижней полуформе, имеющей несколько секций, устанавливают твердую вставку. Накрывают верхней полуформой, в которой предварительно размещают металлическую плитку со слоем антипригарной огнеупорной краски на рабочей поверхности для формирования торцовой поверхности секционированной шины. Выплавленный жаропрочный сплав с температурой 1720^оС через литник заливают в разъемную литейную форму. Жаропрочный сплав через питатели подводят к каждой секции отдельно. Сплав заполняет каждую секцию одновременно и формирует секционированную шину. Объем заливаемого сплав составляет 4 объема твердой вставки. После заливки отливку охлаждают со скоростью 85^оС в час вместе с литейной формой. Получают прочную, монолитную шину без трещин и напряжений.

Промышленное изготовление секционированных шин по предлагаемому способу осуществляется в фасонолитейном цехе Череповецкого металлургического комбината.