книги из ГПНТБ / Горизонтальное непрерывное литье цветных металлов и сплавов

Т а б л и ц а 18

Влияние некоторых параметров литья на глубину трещин типа IV и механические свойства заготовок

38%. Особое внимание было уделено стабильности, т. е. постоянству получаемых свойств по длине заготовки, так как технология волочения пе допускает даже отдель­ ных выпадов прочностных свойств, ведущих к обрыву за­ готовки.

При разработке технологии литья было исследовано влияние шага вытягивания, продолжительности перио­ дической остановки и температурного режима на проч­ ностные свойства заготовок. Установлено, что снижение шага вытягивания заготовки с 35—40 до 10 мм привело к повышению предела прочности с 17,7—32,8 до 30,1 — 38,2 кге/мм2. Относительное удлинение повысилось при этом с 4,1—15,5 до 11,6—37,5% (см. табл. 18). В боль­ шинстве случаев увеличение периодической остановки с 1 до 2—3 с способствовало повышению предела проч­ ности па 1—3 кге/мм2. Дальнейшее увеличение продол­ жительности остановки до 6 с приводило к некоторому снижению предела прочности. На наш взгляд, это объ­ ясняется значительным развитием в заготовке зоны ос­ тановки (IV зоны), имеющей более высокую пластич­ ность н меньшую прочность. Увеличение времени перио­ дической остановки с 1 до 6 с при прочих равных усло­ виях привело к повышению относительного удлинения с 5—15 до 14—30%.

Повышение температуры бронзы в металлоприемпике с 1100 до 1200° С приводило в большинстве случаев к увеличению предела прочности на 1,1—3,4 кге/мм2, а от­ носительного удлинения па 5—8%.

Замена графита марки ЭГ па АРВ и в дальнейшем па МГ1 привела к повышению относительного удлине­ ния (при шаге 20 мм) с 8,3—18,3 до 10,8—38%. Соот­ ветственно, вырос и предел прочности. Таким образом, благодаря изменению технологических параметров и применению графита марки МГ1 были повышены до требуемых пределов максимальные значения прочност­ ных свойств отливаемых заготовок, но по длине заготов­ ки были провалы по пластическим свойствам, что приво­ дило к повышенной обрывности при волочении заго­ товки.

Применение кристаллизатора с конусностью в зоне формирования заготовки от 6 мин 20 с до 17 мин 20 с не повлияло на значение предела прочности, но значитель­ но улучшило пластические свойства заготовок. Величи­

124

ну конуса 17 мин 20 с следует считать предельной, так как уже при такой конусности дальнейшее охлаждение заготовки ухудшается за счет образующегося зазора и происходит интенсивное окисление поверхности заготов­ ки. При шаге вытягивания 10—15 мм значения относи­ тельного удлинения увеличились с 12,5—39,2 до 29,2— 44,1% (табл.. 18). Однако размах колебаний значений относительного удлинения оставался еще значительным, в основном, из-за недостаточно эффективного селитового обогрева металлоприемннка. После применения ин­ дукционного обогрева металлоприемннка относительное удлинение увеличилось до 40,8—52% ■

Благодаря указанным мероприятиям была освоена промышленная технология горизонтального непрерывно­ го литья заготовок для волочения с высокими прочност­ ными свойствами, н повышен выход годной проволоки

всреднем на 22% •

5.ТЕХНОЛОГИЯ ГОРИЗОНТАЛЬНОГО НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ МЕДИ, ЛАТУНИ И КАЧЕСТВО ЗАГОТОВОК ДЛЯ ПРЕССОВАНИЯ

Старая технология литья заготовок для прессования

До внедрения технологии горизонтального непрерыв­ ного литья меди н латуни заготовки для прессования из­ готовляли по следующей технологии. Медь марки Ml, М2 и латунь марок Л62, Л68, Л96 выплавляли в индук­

литья. Полученные слитки нагревали в методических пе­ чах и прессовали на гидравлическом прессе мощностью 3 тыс. т на заготовки диаметром 97—117 мм, которые затем резали на мерные длины по 200 мм. После разрез­ ки заготовки нагревали в индукционных печах и прессо­ вали прутки на прессе усилием 600 тс. При изготовлении труб в заготовках диаметром 97—117 мм перед прессой ванием сверлили на револьверных станках сквозные от­ верстия диаметром 20—22 мм.

Старая технология производства прутков и труб име­ ла следующие недостатки:

а) низкий выход годной продукции (от 40 до 70%)

125

0,05 м/мин. Во время литья уровень жидкого металла поддерживают на 50—100 мм ниже верха металлопрнемника. В качестве шихты применяют катодную медь и первичный цинк, а также отходы собственного производ­ ства. Отлитые заготовки непосредственно перерабаты­ вали иа прессе усилием 600 тс, минуя пресс усилием 3 тыс. тс.

Температурный режим литья меди марки Ml, М2 и латуни Л96 приведен в табл. 19. Из таблицы следует, что сплошные и полые заготовки отливаются стабильно на горизонтальной машине при температуре меди и ла­ туни в индукционной печи 1120—1300° С, в металлоприемнике с индукционным обогревом 1100—1180° С, с га­ зовым обогревом 1100—1225° С. Следует отметить, что при использовании индукционного обогрева металлоприемника был значительно снижен перегрев меди и ла­ туни по сравнению с газовым обогревом металлоприемника.

Режим вытягивания заготовки

В процессе отработки технологии горизонтального непрерывного литья круглых заготовок из меди Ml, М2 и латуни Л96 было опробовано непрерывное вытягива­ ние заготовок из кристаллизатора и с периодическими

127

остановками. Непрерывное вытягивание со скоростью 0,25—0,30 м/мин было опробовано на шести разливках. Только одна разливка продолжалась 25 мпп, остальные разливки прекращались в самом начале процесса литья.

На основании 80 разливок можно было сделать за­ ключение, что при горизонтальном непрерывном литье медных и латунных заготовок диаметром 97,5 мм про­ цесс литья был стабильным па режиме вытягивания с периодическими остановками. Стабильность процесса литья заготовок, предназначенных для прессования, оп­ ределялась отсутствием видимых трещин и надрывов на поверхности заготовок в течение не менее 24 ч непре­ рывного литья. При этом время вытягивания каждого шага составляло 2 с, остановки 4—8 с. Шаг вытягива­ ния колебался в интервале 5—10 мм, скорость литья

0,066—0,083 м/мин.

Режим охлаждения заготовки

Влияние интенсивности охлаждения па стабильность процесса горизонтального непрерывного литья опреде­ ляли экспериментально путем изменения расхода, а сле­ довательно, и скорости протекания охлаждающей воды. На скорость протекания воды, помимо расхода воды, влияли также профиль и сечение каналов в медном во­ доохлаждаемом кожухе. Скорость протекания воды из­ меняли в интервале 0,2—1,8 м/с при расходе 0,04— 0,17 м3/мин. Изменение скорости протекания воды не по­ влияло на стабильность процесса литья меди Ml, М2 и латуни марки Л96. Это объясняется тем, что в отличие от бронзы медь и латунь не склонны к обратной лик­ вации.

Раскисление меди

При литье латуни и бронзы кислород обычно нахо­ дится в связанном состоянии с цинком или фосфором. При литье меди кислород в виде закиси меди может вступать в реакцию с углеродом кристаллизатора, вы­ зывая его разрушение. Уменьшение содержания закиси меди является существенным фактором повышения ста­ бильности процесса горизонтального непрерывного литья.

Экспериментально было проверено влияние раскис­

128

ления меди фосфиром иа стабильность процесса гори­ зонтального непрерывного литья. С этой целью проведе­ на серия опытных разливок меди марки Ml, в которой содержание фосфора изменялось с 0,01 до 0,05%- Уста­ новлено, что с повышением содержания фосфора в меди

Рнс. 60. Зависимость качества, годных заготовок от содержа­ ния фосфора

продолжительность процесса литья несколько увеличи­ валась. Увеличение количества заготовок, сданных для дальнейшей переработки прессованием, в зависимости от содержания фосфора показано на рнс. 60.

Следовательно, при литье меди в графитовый кри­ сталлизатор рекомендуется поддерживать максимальное содержание фосфора, допустимое ГОСТом.

Влияние особенностей конструкции кристаллизатора на стабильность процесса литья

Продолжительность литья меди и латуни на кристал­ лизаторах из графита марки Ml, как правило, не пре­ вышала 1 ч, после чего на поверхности заготовок появлялйсь трещины, надрывы, и процесс литья прекращал­ ся. Причиной появления дефектов являлось разрушение графита в зоне затвердевания заготовки (рис. 61).

Поиски путей уменьшения степени разрушения рабо­ чей поверхности кристаллизатора, а следовательно, до­ стижения стабильного процесса литья меди и латуни проводили в направлении опробования различных мате­ риалов и формы рабочей поверхности кристаллизатора. В результате было изготовлено и опробовано [47] зна-

торы с конической поверхностью входной части. Раз­ ность диаметров кристаллизатора на длине конуса 100—140 мм равнялась 8 мм. Такая конусность при шаге вытягивания 10 мм не ухудшала поверхности заготовок и вместе с тем способствовала уменьшению усилия вытя-

pzz7ZZ2z&zza. У Т Щ и Ш .7^Л

_ J ___

—

: P

д

_____'T77?r?WIf a

И

Рис. 62. Типы опробованных кристаллизаторов (см. табл. 20)

гивання заготовки в зоне начала затвердевания. Конус­ ную часть выполняли на токарном станке с последую­ щей полировкой вручную. Продолжительность разливок до появления трещин составляла 1 —1,5 ч. Возможно,, что изготовление конусной части с помощью специаль­ ных разверток, несколько увеличило бы продолжитель­ ность литья за счет более качественной обработки по­ верхности кристаллизатора.

В дальнейшем на кристаллизаторах были выполнены, проточки (рис. 62,в). Изменением интенсивности охлаж­ дения предполагалось сместить зону начала затверде-