Способ электрошлаковой выплавки металлических изделий

(Щ 294498 (63) Дополнительное и авт. сви)1-ву (22) Заявлено 0303,70 (23) 1406728/22-02 с присоедииеиием заявки ЭЬ— (93) Приоритет— (Я) М. КЛ.

С 21 С 5/54

feeyaaysmses3 aIaIlIl

INITI МННтУ6И MOP

N 4МЙИ 6366фэТМИЙ

6 6l3PINII (43) Опубликовано 25.11.77.Бюллетень М 43 (53) УДК

621.365.3(088.8) (45) Дата опубликования описания 25.11.77

Б.Е. Патон, Б.И. Медовар, Г,A. Бойко, И.И. Кумыш, Л.Г. Пуэри-, В.А. Ковалев, Г,С. Маринскийю A.Ï,Белоглазов, П.О. Сирый, A.È. Сапожников, B.A. Носанов, В.И. Рабинович, Л.В. Попов, С.N. Шелков,, В,Н. Струков и Б.М. Бабич

P2) Авторы изобретения

Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени институт электросварки нм. Е.О. Патона (71) Заявитель (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОЙ ВЫПЛАВКИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ

ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к спецэлектрометаллургии, а именно к способам получения металлических изделий сложной конфигурации, и может быть использовано для получения готовых изделий, например корпусов задвижек арматуры энергетических блоков тепловых электростанций, коленчатых валов и шатунов дизелей крупных морских судов, гребных зинтов, корпусов сосудов высокого давле- 10 ния с патрубками, крупных деталей переменного сечения, обычно изготавливаемых из кованых заготовок и т.д.

Известен способ электрошлаковой выплавки изделий=с- йриваркой патрубков. lá

Однако при этом способе образуются участки несплавления между заготовкой и выплавляемьви изделием.

Цель изобретения — выплавка металлических иэделий сложной формы и по- 20 виаение качества соединения их эле ментов.

Это достигается тем, что приплавляемые участки элементов размещают в по- лости кристаллизатора и при достиже- 25 нии шлаковой ванной этого участка электрический ток пропускают только по цепи переплавляемая заготовка — шлаковая ванна — приплавляемый элемент.

Вначале электрошлаковый процесс ведут таким образом, что ток проходит в це пи электрод — шлак — затравка. Когда шлаковая ванна достигает края приплавляемого элемента, эта цепь разрывает ся, н переплав ведут за учет тока в цепи электрод — шлак — приплавляеьый элемент.

Иа фиг. 1 изображена установка для получения энергетической арматуры, общий вид на фиг. 2,3 — то же, для изготовления коленчатых валов, на фиг. 4,5 6 - то же, для получения крявошипа коленчатого вала.

Установка содержит патрубок 1, кристаллиэатор 2, затравку 3, выплавлявмый корпус 4 задвижки, заполнитель 5, фланец 6, металлическую|переплавляемую заготовку 7 (электрод). Приплааляемые части изделия — атрубки 1 и фланец 6 — устанавливают в охлаждаемом кристаллизаторе 2 так, чтобы учаСтки их приплавления были обращены в сторону рабочей полости кристаллизатора. Приплавление проводят непосредственно в процессе переплава металлической заготовки 7, частично погруженной в создаваемую в кристаллизаторе 2 шлаковую ванну, через которую пропускают электрический ток, выделякв ий тепло, необходимое для переплавления

294498 заготовки, а также приплавления патрубка 1 и фланца б к выплавляемому корпусу 4 задвижки.

Качество приплавления отдельных частей иэделия зависит от распределения электрического тока в выплавляемой части. Наиболее благоприятные условия для их приплавления создаются, когда весь ток или по крайней мере большая часта проходит через учао- О ток приплавленкя будущего изделия.

Поэтому в процессе выплавки корпуса и приплавления к нему патрубков 1 и фланца.6 электрическую цепь металлическая переплавляемая заготовка (электрощ - поддон (затравка) размыИ кают, и электрический ток пропускают по цепи заготовка — шлаковая ванна патрубки (а затем фланец).

Так как .патрубки 1 полые, то для сохранения геометрических РазмеРОв ИХ полостей перед припЛавлением патрубков. во внутренние полости помещают заполнитель 5. В качестве заполнителя может быть использован, например, Флюс, применяемый при выплавке одной из час- 28 тей изделия методом электрошлакового переплава. Используют также графит и флюс с температурой плавления большей, чем температура плавления Флюса, который применяется при выплавке. Если фор-60 ма отверстий простая (цилиндрическая), то вместо заполнителя может быть применен охлаждаемый стержень.

Приплавляемые части изделия могут

Иметь любую другую:более сложиую Фор- 35 му. Однако последовательнбсть перечисленных операций для получения готово го изделия та же. Например, описанным выше способом можно изготовить корпус атомного реактора заодно с пат-4О рубками во фланцевой части или гребНОЙ винт, если приплавлять заранее установленные в кристаллизаторе лопасти к выплавляемой ступице.

Другим примером получения изделий сложной формы предлагаемым способом может быть изготовление коленчатых ваЛов крупных судовых дизеЛей.. В .месте приплавления устанавливают две щеки 8 коленчатого вал@,;.Прицлазление их к шейке 9 осуществляют .в .йроцессе, выплавки самой.шейки :в. ой Верстая:щек 8, и промежуточный кристаллнзатор,2 цу тем электрошлаконого:переилайа, ;на».

Пример, злектроДа 7. З,процессе: вы-. плавки шейки 9:и приплавления:к ней. щек 8 электрическую цепь заготовка "шейка — поддон 10 размыкают, и рабочий ток пропускают по цепи электрод-щека (сначала одна, а затем вторая) °

Можно изготовить коленчатый вал, 6О как показано на фиг. 3. По этой схеме выплавленне осуществляют путем электрошлакового переплава электрода 7 в кристаллизатор 2 щеки 8 коленчатого вала, приплавляя к ним заранее уста- 65 нозленные шейки 9. В этом случае по мере необходимости возможно размыкание цепи электрод — поддон и пропускание рабочего .тока в цепиг электрод

-шлаковая ванна — шейка во время приплавления ее к выплавляемой щеке 8 коленчатого вала.

Наиболее простым и технологически легко осуществимым является способ получения коленчатого вала из отдельных кривошипов, которые изготавливают путем соединения одних его частей (щек или шейки) с другими (шейкой и деками) в процессе выплавки последних1.

Изготовление кривошипа коленчатого вала осуществляют следующим образом.

Щеки 8 устанавливают в месте приплавления к шейке 9 в отверстия 11 кристаллиэатора 2 для выплавки шейки, которая производится электрошлаковым переплавом подвижного электрода 7 или неПодвижного электрода.Во время выплавки шейки 9 щеки 8 приплавляются к ней, образуя кривошип коленчатого вала с неразъемным соединением щеки и шейки.

Полученные таким образом кривошипы мо гут быть соединены в коленчатый вал путем горячей посадки их на коренные шейки.

Рассмотрим другой возможный вариант предлагаемого способа изготовления кривошипа; Шейку 9-устанавливают в кристаллизатор 2- и методом электрошлакового переплава неподвижного электрода 7 выплавляют поочередао или одновременно щеки 8, приплавляя к ним заранее установленную шейку 9.

При получении кривошипа по первому варианту в нем могут быть заранее предусмотрены отверстия 12, что облегчит механическую обработку, кривошипов перед сборкой их в коленчатый вал.

Предлагаемый .способ получения изделий сложной, конфигурации является принципиально.новю решением в этой области.,:ОН йраст в- осуществлеиии, надежеи.:,й:зкЬномнчески выгоден. С его йомощью. -можно.-.болтать изделия весом от несколькиХ=-сbт килограммов (например. корпуса эадрижек .арматуры) до нескольких песятков.и сотен тонн (напри» мер.коленчатые валы -судовых изделий).

Формула изобретения

1„ Способ электрошлаковой выплавки металлических изделий, включающий переплав .Расходуемых- электродов с одновременной приваркой ее элемеитов, отличающийся тем, что, c цельну выплавки изделий слОжнОЙ конфигурации и повышения качества соЕдинения их элементов, приплавляемые участки элементов размещают в полости крис» таллизатора и при достижении шлакос 4 "

° с з.,й

294498

Составитель P. Зельцер

Техред З,Фанта Хорра. ыр И.Демчик

Редактор Д. Пинчук

Филиал ППП ™Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 4418/l Тираж 693 Подписно е

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам иэобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушскаи наб., д. 4/5

294498 вой ванной этого участка электр ческий ток пропускают только по.цепи переплавляемая заготовка — яваковая ванна - приплавляеммй элемент.

2. Способ по п. l о т л н ч а вщ и,й с я тем, что, с целью приплавления полых элементов, их внутренние полости заполняют наполиителем.