CC BY
28
Предел прочности при растяжении, твердость и плотность центробежных отливок превышают соответствующие характеристики отливок, изготовленных в стационарных формах. Этому способствует повышенная скорость охлаждения сплава во вращающейся форме, обеспечивающая формирование мелкозернистой структуры, и весьма заметная направленность затвердевания отливок при центробежном литье.
Выводы
1. С увеличением скорости вращения формы возрастает теплоотвод и ускоряется затвердевание сплава.
2. Увеличение скорости вращения формы сопровождается повышением плотности и уменьшением пористости в наружных слоях отливки. Со стороны внутренней поверхности плотность сплава понижается.
3. Прочность на разрыв и твердость сплава в наружных слоях отливки с возрастанием скорости вращения повышается. На внутренней поверхности эти показатели уменьшаются.
Список литературы
1. Гуляев Б.Б. Литейные процессы. - М.: Машгиз, 1980.
2. Рыжиков А.А. Теоретические основы литейного производства. - М.:
Машгиз, 1981.
Гончаров А.Е., Соловьев Г.И., Давыдов А.К., Марфицын В.В. Курганский государственный университет, г. Курган
ПРИМЕНЕНИЕ ЭЛЕКТРОШЛАКОВЫХ (ЭШ) ТЕХНОЛОГИЙ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ И РЕМОНТЕ ШТАМПОВОЙ ОСНАСТКИ
В работе показаны технологические особенности ремонта штамповой оснастки и изготовления заготовок штампов с использованием отходов стали 4Х5МФС и типового оборудования для ЭШС.
Штамповое хозяйство машиностроительных заводов является одним из самых металлоемких производств, использующих дорогостоящие и остродефицитные стали марок 5ХНТ, 5ХНВ, 5ХНМ, 4Х5МФС и др. Традиционный способ изготовления оснастки из проката мехобработ-кой весьма трудоемок. Известны успешные попытки применить для ремонта штамповой оснастки ЭШ технологии (сварку и наплавку) [1], однако, их широкое практическое применение сдерживается не только слабой технологической проработанностью вопроса, но и отсутствием доступного специализированного оборудования. Использование для этих целей оборудования, предназначенного для работы с проволочными электродами [1], ограничивается марочным сортаментом проволоки. Из оборудования, использующего в качестве присадки пластинчатый электрод, практически применимой и доступной является установка А-550 (и ее модификации [2]) для ЭШ сварки.
Целью настоящей работы является определение технологических возможностей и эффективности применения такого типа оборудования применительно к изготовлению и ремонту штамповой оснастки широкой номенклатуры.
Работы проводили на установке А-550У1 с источником питания (трансформатором ТШС-3000-3), подключенным к сети по однофазной схеме. В качестве присадочного материала применяли поковки, изготовленные из изношенной оснастки состава 4Х5МФС. Во всех случаях процесс начинали с жидкого старта, предварительно расплавляя всю порции флюса (АНФ-6) в специализированной флюсоплавильной печи. Объектами исследования являлись: соу-блоки, молотовые штампы, матрицы.
Соу-блоки молотовых штампов (молотовые бабы) весом до 5т имеют прямоугольную конфигурацию с направляющим пазом типа «ласточкин хвост», которым они сопрягаются со стойкой молота. Наиболее частой причиной их выхода из строя являются отколы и трещины в захватном устройстве (рис. 1,а). Подготовка дефектного участка блока под наплавку заключается в разделке дефекта с использованием механической обработки или воздушноду-говой строжки. Объем и форма разделки определяется размерами и конфигурацией дефектного участка (рис. 1,б). Перед наплавкой соу-блоки подвергали нагреву до 400-500оС в печи. Наплавку производили в вертикальном положении. Плавильное пространство было ограничено снизу технологическим карманом, а сбоку - водоохлаж-даемой плоской панелью. Параметры сечения плоского электрода и режим наплавки определялись в соответствии с шириной дефектного участка. Принятая технология обеспечила отсутствие технологических трещин в основном и наплавленном металле, бездефектное сплавление наплавленного слоя с ремонтируемой деталью.
Рис. 1. Соу-блок а) с отколом в захватном устройстве; б) с разделкой дефектного участка
Электрошлаковая технология была использована так же при выплавке заготовок прессовых штампов и матриц различных типоразмеров на прессы усилием 1000-1600т. Конфигурация некоторых из них представлена на рис. 2 и 3.
44
ВЕСТНИК КГУ, 2005. №2.
Рис. 2. Заготовка штампового кубика
Рис. 3. Заготовка матрицы
Для выплавки заготовок штампов применялись электроды сечением 70х120мм, а матриц - 70х70мм. Параметры режима составляли 1=3000-3500А, и=40-42В и I =2500-3000А, и=45В. Выплавку производили на медном водоохлаждаемом поддоне (с затравкой) в кристаллизаторе открытого орошаемого типа. Качество выплавленных заготовок получали высокое, без гофр и пережимов, с хорошей проработкой угловых зон и нижней части. С учетом величины линейной усадки (для стали 4Х5МФС она составила 6%) удалось получить достаточно точные электрошлаковые заготовки с минимальным припуском (1 - 2 мм) на механическую обработку. Для предотвращения холодных трещин заготовки непосредственно после выплавки подвергались термообработке по режиму: нагрев до 920оС с выдержкой 2-4 часа, снижение температуры до 760оС с выдержкой 3-4 часа, остывание с печью. ЭШ технология выплавки штамповых кубиков позволяет экономить металл благодаря возможности многократного передела, значительно снижает объем мехобработ-ки. Стойкость выплавленных штампов в 1,5-1,7 раза выше изготовленных из проката.
Результаты анализа переплавленного металла на химический состав по высоте слитка (наплавки) показали практическую идентичность исходному составу (рис. 4) со структурой, характерной для ЭШ металла (радиально-осевой направленности), высокой плотности, без дефектов (рис. 5). Механические свойства - на уровне требований ГОСТ (фв =154 кг/мм2, фт =139кг/мм2, 5 =11,6%, HRC 56,5).
Таким образом, применяя типовые электрошлаковые установки со специализированной оснасткой, можно создать высокоэффективные электрошлаковые технологии по ремонту штамповой оснастки, выплавки заготовок для кузнечно-прессового производства, обеспечивая при этом их высокое качество и существенную экономию дорогостоящего металла.
Использованное оборудование позволяет выплавлять (наплавлять) слитки сечением до 60 тыс.мм2 и весом до 100 кг.
ft.fr 1 и £ Л
М ■ ад Г ОД № йЛ ■Л* Щ Г.и
■ ££ ¿\№ г+ьЗ
■ ад ¿■ЙУ Ш ДО №
> Лй № № (ц 4.4?.
№ № ¿\ъ
к?
ЫТ > АН ол Щ
■ длт ГЯ «г
- АТУ ДО ¿■л № ДО
■л? , - лш ил '¿и. №
■ лА лШ № Ц*
Рис.
4. Содержание легирующих компонентов по высоте слитка (наплавки)
Рис. 5. Макроструктура отливки-заготовки штампа
Список литературы
1. Электрошлаковая сварка и наплавка в ремонтных работах / И.И.Су-
щук-Слюсаренко, И.И. Лычко, М.Г. Козулини др.; Отв. ред. Д.А.Дудко: АН УССР.; Ин-т электросварки. - Киев: Наук. думка, 1989. - 192с.
2. Аппаратура для механизированной дуговой и электрошлаковой сварки
и наплавки / А.И. Чвертко, В.Е. Патон, М.Г. Бельфор и др. - Киев: Нак. думка, 1978. - 200с.
СЕРИЯ «ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ», ВЫПУСК 1
45
