С.Ю. Пасечник, к.т.н., А.Ю. Пасечник, инженер,
ГВУЗ «Донецкий национальный технический университет»
Рассматриваются причины образования трещин при литье заготовок с крупными отверстиями и анализ способов получения отливок методом литья в разовые формы и центробежного литья. Предложена технологическая схема получения отливок методом электрошлакового кокильного литья с металлическим стержнем. Для предотвращения образования трещин предлагается разделить отливку в полости формы на отдельные фрагменты с последующим восстановлением конфигурации способом электрошлаковой сварки.
Отливка заготовок, имеющих значительные по размеру внутренние полости и отверстия (кольца, патрубки большого диаметра), сопряжена с рядом трудностей, связанных с возникновением в процессе усадки металла напряжений, приводящих к образованию трещин. Данная задача усложняется в случае, когда к отливкам предъявляются повышенные требования, как по показателям механических свойств, так и по чистоте металла от неметаллических включений, серы, фосфора. Наиболее актуальна эта задача в том случае, когда в качестве шихты для получения металла используется лом высоколегированных сталей. Использование в качестве плавильного агрегата дуговых печей приводит к значительному угару легирующих элементов (хром, титан, ванадий), при плавке в индукционной печи не всегда удается получить металл в достаточной степени чистый по неметаллическим включениям сере, фосфору.
В настоящее время подобные детали изготавливают методом литья в разовые формы, либо способом центробежного литья.
При литье в разовые формы для получения отливок ответственного назначения используют сложную в изготовлении сифонную литниковую систему, для предотвращения усадочной пористости приходится применять массивные прибыли. При этом масса отливки с прибылью и литниковой системой (металлоемкость формы) в два раза превышает массу самой отливки.
Центробежное литье позволяет уменьшить массу прибыльной части, улучшить качество поверхности отливки. Этот способ также имеет ряд недостатков:
- дорогостоящее оборудование;
- применение промежуточных желобов увеличивает время контакта струи металла с воздухом, нарушается ламинарность потока, что ведет к увеличению количества неметаллических включений;
- центробежным способом чаще всего получают отливки, имеющие вид тел вращения.
Кроме вышеперечисленного, при литье высоколегированных сталей очень высокая вероятность образования ликвационной неоднородности по химическому составу в разных местах.
Цель исследования— на основании вышеизложенного предложить технологическую схему получения литой заготовки, имеющей отверстия большого диаметра (700 мм) и относительно тонкую стенку (30 мм). Также одной из задач является необходимость использования в качестве шихтовых материалов 100% отходов нержавеющей стали Х18 Н9 Т. В отливке не допускаются поры, трещины.