CC BY
60
УДК 621. 74: 620.172.
ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ПОЛОЙ НЕПРЕРЫВНО ЛИТОЙ ЗАГОТОВКИ
О.Н. Хорошилов, доцент, к.т.н., О.И. Пономаренко, профессор,
д.т.н., НТУ «ХПИ»
Аннотация. Показано влияние геометрических параметров дорна и его срезов на площадь контакта между дорном и заготовкой. Установлено влияние параметров срезов дорна и технологических параметров непрерывного литья по их влиянию на площадь контакта между вязко-упругим участком заготовки и поверхностью дорна.
Ключевые слова: качество поверхности, непрерывно литая заготовка, дорн, площадь и усилие взаимодействия, срезы, вязко-упругий участок.
Введение
Непрерывное литье заготовок по своей эффективности в современном литейном производстве занимает одно из ведущих мест в мире. Одними из наиболее востребованных сплавов в машиностроении являются медные сплавы. Повышение выхода годного непрерывного литья определяет повышение качества как наружной, так и внутренней поверхности заготовки.
Анализ публикаций
При непрерывном литье цветных сплавов для уменьшения сил трения заготовки о наружную формообразующую втулку, ее изготавливают из графита [1]. При производстве полых заготовок из цветных сплавов из графита изготавливают не только наружную втулку кристаллизатора, но и дорн.
Наружная поверхность заготовки при охлаждении усаживается, уменьшает свой диаметр, в результате чего значительно сокращается площадь касания ее с графитовой втулкой кристаллизатора (ГВК). Внутренняя поверхность заготовки в процессе ее формирования вступает в силовое взаимодействие с поверхностью дорна. С целью уменьшения усилия взаимодействия внутренней поверхности заготовки с поверхностью дорна рабочая поверхность дорна выполнена с уклоном, [1]. Однако бывают случаи, когда усилия между дорном и заготовкой превосходят допустимые пределы, в результате чего:
- при малой степени превышения напряжений на внутренней поверхности заготовки возникают микротрещины, которые со временем развиваются в трещины. Они не только снижают качество
поверхности, но и уменьшают выход годного литья;
- при большей степени превышения напряжений дорн срывается с посадочного места, а вместо полой заготовки машина непрерывного литья начинает отливать сплошные, что классифицируется как нарушение стабильности литья.
Для определения количественных показаний допустимых напряжений был разработан способ для испытания образцов из цветных сплавов [2]. Данная установка позволяет производить исследования образцов в температурном интервале кристаллизации, т.е. при температуре при которой находится вязко-упругий участок заготовок в кристаллизаторе машины непрерывного литья. Анализ результатов экспериментальных исследований был проведен в работе [3]. В результате анализа причин ухудшения качества поверхности заготовки и снижения стабильности непрерывного литья было обнаружено научно-техническое противоречие при производстве полых заготовок:
1. уменьшение соотношения длительности паузы к длительности движения заготовок приводит к увеличению производительности машины непрерывного литья, что может привести к выходу фронта затвердевания за пределы кристаллизатора;
2. увеличение соотношения длительности паузы к длительности движения заготовок может привести, во-первых, к появлению микротрещин на внутренней поверхности заготовки, а, во-вторых, при больших усилиях взаимодействия - к нарушению стабильности непрерывного литья.
Цель и постановка задачи
Цель - обеспечить повышение качества внутренней поверхности заготовки и стабильности про-
