Файл: Николайчик Н.П. Повышение стойкости изложниц на машиностроительных заводах.pdf

этому количество остаточного хрома в Чугуне для из­ ложниц не должно превышать 0,3% •

Большое влияние па напряженное состояние излож­ ниц оказывает кремнии, когда его количество превыша­ ет содержание 2,4%■ При повышении содержания крем­ ния в два раза величина напряжений возрастает более чем в три раза. До 2% содержания кремния напряже­ ния растут медленно. Повышение содержания кремния до 1,8—2% способствует повышению стойкости излож­ ниц. Действительно, наличие кремния стимулирует рас­ пад цементита, следовательно повышение в структуре количества феррита, а значит увеличение пластичности чугуна. При содержании кремния 2,1% напряжения со­ ставляют только 60—70 МН/м2 (6—7 кгс/мм2), в то время как при содержании кремния 3,1% они очень, большие и составляют 150 МН/м2 (15 кгс/мм2).

Выполненные исследования показали также, что вы­ держка изложниц на складе от трех до шести месяцев, мало влияет на величину внутренних напряжений, воз­ никающих в процессе литья.

Напряжения второго рода в изложницах измеряли по тем же рентгенограммам, что и напряжения первого рода. Об их величине судили по размытости соответст­ вующих линий рентгенограммы. Замер ширины линий осуществляли на половине высоты максимума.

Установлено, что непосредственно после литья вели­ чина напряжений второго рода в изложницах составля­ ет 40—60 МН/м2 (4—6 кгс/мм2). После 2—6 наливов на­ пряжения снижаются до 10—20 МН/м2 (1—2 кгс/мм2); при дальнейшем увеличении числа наливов напряжения возрастают.

Установлено также, что в крупных изложницах из чугуна с шаровидным графитом в процессе литья фор­ мируются высокие напряжения. Высокотемпературный отжиг способствует значительному снижению этих на­ пряжений. Однако уже после нескольких наливов на­ пряжения возрастают и по своей величине они больше напряжений, возникающих в эксплуатируемых в таких же условиях изложницах из обычного серого чугуна с ферритной основой и розеточной формой включений графита.

При разливке стали в изложницы после первого на­ лива и последующего охлаждения до комнатной темпе­ ратуры между бандажом и стенкой изложницы образу­

118

ется зазор, который затем увеличивается до максимума после пятого налива, а в дальнейшем стабилизируется. В изложницах из чугуна такого же состава, но с пла­ стинчатым графитом (без обработки магнием) зазор был в два раза меньшим и увеличивался до десятого налива.

Визложницах из магниевого чугуна с шаровидной формой графита после возникновения большого зазора между бандажом и стенкой трещины обычно появля­ лись вблизи торцов на внутренней поверхности и рас­ пространялись по всей длине. В изложницах из обыч­ ного чугуна с пластинчатым графитом подобных трещин не наблюдалось; эти изложницы выходили из строя изза сетки разгара.

Впрямоугольных изложницах продольные медленно растущие трещины иногда появлялись на широкой гра­ ни в нижнем торце. Эти изложницы выходили из строя из-за трещим или крупной сетки разгар-а, которая обра­

зовывалась в одних изложницах только после 60—65 на­ ливов, а в других (при той же конструкции и при том же химическом составе чугуна) — уже после 35—40 на­ ливов.

Исследования показали, что это различие обусловле­ но строением эвтектических зерен, величиной и располо­ жением блоков в зернах.

Как известно, в поликристаллических сплавах зерна имеют мозаичную структуру: их можно рассматривать как тела, состоящие из отдельных блоков, повернутых один относительно другого на небольшой угол (от се­ кунд до десятков минут). В процессе пластического де­ формирования возникает структурная неоднородность, которая создает механические препятствия распростра­ нению сдвигов; это увеличивает сопротивление металла пластическому деформированию. В данном случае важ­ ное значение имеют форма, величина и характер по­ строения графитных колоний.

Дробление блоков при пластической деформации увеличивает степень дезориентировки, а локальные иска­ жения кристаллической решетки способствуют упрочне­ нию металла при пластической деформации, что влияет на образование трещин различных видов.

В неработавших изложницах размер блоков меняет­ ся по высоте и сечению изложницы в широких пределах. В средней части блоки мельче, чем в торцовой и донной

119

частях. Более крупные блоки наблюдаются на участке между бандажом и торцом изложницы, а также в дои­ мой части. После эксплуатации различия в размере бло­ ков по высоте и сечению изложницы и по их ориенти­ ровке еще более увеличиваются; блоки при этом, как правило, укрупняются.

Величина блоков и характер их расположения в зер­ нах зависят от шихтовых материалов, технологии плав­ ки чугуна, температуры перегрева и заливки чугуна в форму, от конструкции изложницы, ее массы, скорости охлаждения отливки, условий кристаллизации и многих других факторов.

Рентгенографические исследования распределения внутренних напряжений и определение размеров блоков показали, что температура перегрева чугуна и качество шихтовых материалов оказывают существенное влияние на построение графитных колоний, величину эвтектиче­ ских зерен, их размеры и строение блоков.

ИЗГОТОВЛЕНИЕ МОДЕЛЕЙ ИЗЛОЖНИЦ НА ЗАВОДЕ ИМ. ВОЙКОВА

На заводах, изготовляющих изложницы, отъемные части моделей крепят вытяжными стальными штырями как на НКМЗ или при помощи ласточкиного хвоста. Для того чтобы выдержать точное расстояние между двумя частями модели, их обычно укрепляют на одной планке, как это показано на рис. 66, а (слева). Когда части модели большие, то при их закреплении на од­ ной планке получается очень тяжелый узел.

На заводе им. Войкова части моделей для цапф ста­ ли закреплять на специальных вращающихся деревян­ ных штырях (рис. 66,6), которые с одной стороны укреп­ лены на железных навесах, вокруг которых они могут качаться как маятник, поэтому при одевании модели цапфы штырь выдвинут наружу (рис. 66,6 левый).

При вытаскивании модели изложницы из формы мо­ дель цапфы будет находиться в формовочной смеси и она своим конусом будет упираться в конус штыря, который как маятник отклонится и погрузится в специ­ альное пространство, предусмотренное в модели. Мо­ дель цапфы освободится от деревянного штыря и не бу­ дет препятствовать свободному вытаскиванию модели изложницы из формы.

120

Рис. 66. Крепление отъемных частей на модели изложницы:

а — при помощи отъемной планки; б — на вращающихся деревянных штырях

На рис. 66, а справа изображена модель изложницы, на которой вверху показан деревянный штырь, а внизу модель цапфы, надетой на такой штырь. -

Это удобное и надежное крепление и его можно ре­ комендовать другим заводам.

121

ФОРМОВОЧНАЯ КРАСКА

Качество внутренней поверхности изложниц (чисто­ та, отсутствие пригара и других дефектов) во многом зависит от состава формовочной краски, применяемой для покрытия стержней и форм.

Исходными материалами для приготовления красок являются кокс молотый, древесный уголь, черный и се­ ребристый графит, огнеупорная глина, кормовая патока (меляса), керосин, поваренная соль и др. Из этих ма­ териалов предварительно изготовляют пасты, которые

Состав паст для приготовления формовочных красок

122

ио, что состав их разнообразен. В зависимости от тре­ буемой консистенции формовочной краски к пасте до­ бавляют воду. Кокс для приготовления формовочной краски отбирают крупный (размер куска не менее 40 мм), плотный, серебристо-серого цвета. Кокс и огне­ упорную глину просушивают, размалывают на бегунах, просеивают через сита с размером ячеек не более 1,5 мм,

.затем все составляющие перемешивают в соотношениях, указанных в табл. 14, и полученную пасту разводят до '.требуемой консистенции.

Т а б л и ц а 15

Ситовый анализ составляющих материалов, входящих в состав формовочных красок

В табл. 15 приведен ситовый анализ некоторых со­ ставляющих формовочной краски.

При покраске стержней и форм обычно применяют двух-, трех- и четырехразовое покрытие краской различ­ ной густоты. Так, например, при двухразовом покрытии для нанесения первого слоя используют краску плотно­ стью 1,1— 1,2 т/м3 (1,1— 1,2 г/см3), а для второго слоя 1,4—1,5 т/м3 (1,4—1,5 г/см3) .

Следует отметить, что с увеличением толщины слоя ' краски уменьшается пригар. Толщина слоя обычно со­

и при трехразовом покрытии в зависимости от плотно­ сти краски и технологии нанесения. Четырехразовое покрытие чрезвычайно трудоемко. Нанесение четверто­ го слоя краски можно заменить опрыскиванием стерж-

123