SU1468652A1

SU1468652A1 - Способ получени слитков

Info

Publication number: SU1468652A1
Application number: SU874241829A
Authority: SU
Inventors: Алексей Николаевич Смирнов; Юрий Владиславович Петтик; Татьяна Викторовна Чернобаева; Сергей Владимирович Пильгук
Original assignee: Донецкий политехнический институт
Priority date: 1987-05-11
Filing date: 1987-05-11
Publication date: 1989-03-30

Abstract

Изобретение относитс к металлургии . Пель изобретени - повышение качества литого металла слитков. Способ включает заливк/ расплавленного металла в изложницу и наложение вибрационного воздействи одновременно в горизонтальном и вертикальном направлени х . Вибрационное воздействие в вертикальном направлении ведут с поочередным увеличением и уменьшением частоты на величину, составл ющую 0,2-0,4 значени резонансной частоты вибрационного воздействи в горизонтальном направлении. Использование предложенного способа позвол ет умень- щить размер первичного зерна в 2 раза , повысить твердость на 6%, а плотность на 5%, снизить на 4,5% величину усадочной раковины.

Description

Изобретение относитс к металлургии , в частности к способам получени слитков.

Целью изобретени вл етс повьше- ние качества литого металла.

На жидкий металл воздействуют вибрационными колебани ми, сообщаемыми изложнице, одновременно в горизонтальном и вертикальном направлени х. Причем вибрацион ое воздействие в вертикальном направлении ведут с поочередным увеличением и уменьшением частоты на величину, равную 0,2-0,4 значени резонансной частоты вибрационного воздействи в горизонтальном направлении . Сообщение колебательных движений изложнице с металлом приводит к возникновению конвективных потоков. Наложение колебаний одновременно в горизонтальном и вертикальном направлени х приводит к возникновению широкого спектра колебаний объема жидкого металла центральной части и его свободной поверхности. Интерференци колебаний центральной части и поверхности приводит к образованию на свободной поверхности зеркала металла уединенной бегущей волны - солитона. При изменении частоты вибрационного воздействи и вертикальном направлении позвол ет получить солитон с амплитудой , большей по сравнению с колебани ми фиксированной частоты в вертикальном и горизонтальном направлени х . По вление солитона на поверхности приводит к резкому конвективному перемешиванию всего объема металла, улучшению теплоотвода. Это приводит к повьшгению однородности металла слитка, уменьшению ликвации элементов

00

01

Ю

в теле слнтка в процессе кристаллизации металла, улучшению физико-механических характеристик металла.

В:сли же вибраци происходит с из- менением частоты одновременно в вертикальном и горизонтальном направлени х , то возможность по влени со- литона резко уменьшаетс и эффективность виброобработки снижаетс . Не наблюдаетс эффективного перемешивани жидкого металла незатвердевшей части расплава5 не наблюдаетс равномерного отвода тепла от тела и донной части слитка, что приводит к увеличению зональной ликвации элементов ухудшаетс макроструктура слитка и качество металла.

Использовали оборудование: два вибратора с регулируемым дисбалансом дл создани механических колебаний пульт дл управлени и контрол режимов вибрацииэ виброоснование8 глу- ходонна изложница дл металла. Вибратор приводитс в движение универ- сальиьм двигателем типа УП-062 мощностью 0525 кВт 5 максимальное число оборотов 9000 о б/мин. Bk6paTOp состоит из корпуса, внутри которого на подвижном валу установлены эксцент- рики - малый и большой. Дисбаланс вибратора обеспечиваетс Эксцентриситетом установки эксцентриков один относительно другогоQ Направление вибрировани совпадает с плоскостью вращени эксцентрика, Глуходонна изложница жестко крепилась к вибро- осно ваниюо Один вибратор крепилс к виброоснованию таким образом, чтобы обеспечить вибрационное воздейст

вне в вертикальном направлении, второй вибратор крепилс так, чтобы обеспечить вибрационное воздействие в горизонтальном направлении. В качестве модельного сплава использо- вали первичный алюминий АВ97. Заливку металла проводили при 700+5 С в графитовую изложницу. Масса слитка составл ла 1 кг,

, Частоту вибрации измен ли путем изменени напр жени при помощи ла бораторного трансформатора. Скорост изменени частоты вибрации от наимешего до наибольшего значени зависи от диапазона и инертности системы (латр-двигатель-вибратор-изложница) при вращении ручки лабораторного трансформатора. Врем цикла составл ло от 2 до 6 с. При достижении

,-

Q 20 25

40

ь 35

50

верхнего значени частоты вибрации, напр жение, подаваемое на электродвигатель , уменьшали до достижени нижнего значени исследуемой частоты вибрации и так далее. Частоту определ ли при помощи тахометра. Врем кристаллизации слитка составл ет 15 мин.

Вибрацию осуществл ли на резонансной частоте со следующими режимами: дебаланс вибратора 6Н,см, резонансна частота 40 Гц. После заливки металла в изложницу начинали вибрационное воздействие в вертикальном и горизонтальном направлении. В вертикальном направлении вибрационное воздействие вели с периодическим изменением частоты в сторону увеличени и уменьшени от частоты, равной частоте в горизонтальном направлении на величину, равную 0,1 - 0,8 значени резонансной частоты. Проводили обработку при посто нной частоте вибрации в вертикальном и горизонтальном направлении, в также обработку при одновременном изменении частоты вибрации в горизонтальном и вертикальном направлении. Дл сравнени отливёли слитки с посто нной частотой вибрации в вертикальном направлении и с изменением частоты вибрации в горизонтальном направлении . Затем из слитков изготавливали темплеты в продольном сечении. По темплету определ ли глубину проникновени усадочных дефектов, размер первичного зерна, твердость по Ври- неллю и газовую пористость (балл по ГОСТу 1583-83). Дл получени сравнительных данных параллельно проводилась виброобработка слитка при кристаллизации согласно прототипу, при которой вибрационное воздейс вие в вертикальном и горизонтальном направлении осуществл ли поочередно в процессе кристаллизации. Наилучшие результаты получили при выполнении вьш1еуказанной совокупности признаков.

Наложение вибрационного воздействи в вертикальном направлении с периодическим изменением частоты в сторону увеличени и уменьшени от частоты, равной резонансной частоте в горизонтальном направлении на величину , равную 0,2 - 0,4 значени этой частоты приводит к эффективному перемешиванию всего объема жидкого металла, улучшению теплоотвода от

Ь1/

тела слитка и донной части, дроблению дендритных кристаллов. Это приводит к образованию мелкой кристаллической структуры, повышению плотности и твердости литого металла, отсутствию газовой пористости и повышению выхода годного.

Claims

Формула изобретени

Способ получени слитков, включающий заливку .расплавленного металла в изложницу с использованием вибрационного воздействи на него в вертикальном и на резонансной часто86526

те в горизонтальном направлени х в процессе кристаллизации, отличающийс тем, что, с.целью повышени качества литого металла, вибрационное воздействие в горизонтальном и вертикальном направлени х ведут одновременно, причем вибрацион- ное воздействие в вертикальном на1Q правлении ведут с поочередным увеличением и уменьшением частоты на ве- личину, равную 0,2 - 0,4 значени резонансной частоты вибрационного воздействи в горизонтальном направ15 лении.