Исследование влияния технологических параметров на формирование рабочего слоя центробежнолитых валков

Исследование влияния технологических параметров на формирование рабочего слоя центробежнолитых валков

Исследовано влияние параметров центробежного литья на величину рабочего слоя и качественное его соединение с сердцевиной массивных валков. Установлено, что формирование отливок такого качества обеспечивает оптимальное сочетание температур заливок высоколегированного и серого чугунов, их масс и продо...

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Дата:2013
Автор: Жижкина, Н.А.
Формат: Стаття
Мова:Russian
Опубліковано: Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України 2013
Назва видання:Металл и литье Украины
Онлайн доступ:http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/143760
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:Исследование влияния технологических параметров на формирование рабочего слоя центробежнолитых валков / Н.А. Жижкина // Металл и литье Украины. — 2013. — № 8. — С. 18-21. — Бібліогр.: 2 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id irk-123456789-143760
record_format dspace
spelling irk-123456789-1437602018-11-11T01:23:48Z Исследование влияния технологических параметров на формирование рабочего слоя центробежнолитых валков Жижкина, Н.А. Исследовано влияние параметров центробежного литья на величину рабочего слоя и качественное его соединение с сердцевиной массивных валков. Установлено, что формирование отливок такого качества обеспечивает оптимальное сочетание температур заливок высоколегированного и серого чугунов, их масс и продолжительности выдержки между ними. Получена математическая зависимость для определения влияния таких факторов на величину формируемого рабочего слоя. Досліджено вплив параметрів відцентрового лиття на величину робочого шару та якісне його з’єднання з серцевиною масивних валків. Встановлено, що формування виливок такої якості забезпечує оптимальне співвідношення температур заливань високолегованого та сірого чавунів, їх мас та тривалості витримки між ними. Отримано математичну залежність для визначення впливу таких факторів на величину робочого шару, що формується. The paper has been devoted to research of centrifugal casting parameters’ influence at size of working layer and it qualitative join with massive rolls’ core. It has been established optimal correlation of temperature of pouring of high alloyed and grey cast iron, its mass and duration of exposure between its, which ensure formation of casting of such quality. The mathematic model for determination of influence of such factors at working layer size has been received. 2013 Article Исследование влияния технологических параметров на формирование рабочего слоя центробежнолитых валков / Н.А. Жижкина // Металл и литье Украины. — 2013. — № 8. — С. 18-21. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. 2077-1304 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/143760 621.74.042:621.74.046 ru Металл и литье Украины Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language Russian
description Исследовано влияние параметров центробежного литья на величину рабочего слоя и качественное его соединение с сердцевиной массивных валков. Установлено, что формирование отливок такого качества обеспечивает оптимальное сочетание температур заливок высоколегированного и серого чугунов, их масс и продолжительности выдержки между ними. Получена математическая зависимость для определения влияния таких факторов на величину формируемого рабочего слоя.
format Article
author Жижкина, Н.А.
spellingShingle Жижкина, Н.А.
Исследование влияния технологических параметров на формирование рабочего слоя центробежнолитых валков
Металл и литье Украины
author_facet Жижкина, Н.А.
author_sort Жижкина, Н.А.
title Исследование влияния технологических параметров на формирование рабочего слоя центробежнолитых валков
title_short Исследование влияния технологических параметров на формирование рабочего слоя центробежнолитых валков
title_full Исследование влияния технологических параметров на формирование рабочего слоя центробежнолитых валков
title_fullStr Исследование влияния технологических параметров на формирование рабочего слоя центробежнолитых валков
title_full_unstemmed Исследование влияния технологических параметров на формирование рабочего слоя центробежнолитых валков
title_sort исследование влияния технологических параметров на формирование рабочего слоя центробежнолитых валков
publisher Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України
publishDate 2013
url http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/143760
citation_txt Исследование влияния технологических параметров на формирование рабочего слоя центробежнолитых валков / Н.А. Жижкина // Металл и литье Украины. — 2013. — № 8. — С. 18-21. — Бібліогр.: 2 назв. — рос.
series Металл и литье Украины
work_keys_str_mv AT žižkinana issledovanievliâniâtehnologičeskihparametrovnaformirovanierabočegosloâcentrobežnolityhvalkov
first_indexed 2025-07-10T17:56:04Z
last_indexed 2025-07-10T17:56:04Z
_version_ 1837283592175091712
fulltext 1� 1�МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 8 (243) ’2013 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 8 (243) ’20131� 1�МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 8 (243) ’2013 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 8 (243) ’2013 УДК 621.74.042:621.74.046 Н. А. Жижкина Восточноукраинский национальный университет им. Вл. Даля, Луганск Исследование влияния технологических параметров на формирование рабочего слоя центробежнолитых валков Исследовано влияние параметров центробежного литья на величину рабочего слоя и качественное его соединение с сердцевиной массивных валков. Установлено, что формирование отливок такого качества обеспечивает оптимальное сочетание температур заливок высоколегированного и серого чугунов, их масс и продолжительности выдержки между ними. Получена математическая зависимость для определения влияния таких факторов на величину формируемого рабочего слоя. Ключевые слова: валок, центробежное литье, массовая скорость, затвердевание, регрессионная модель, температура заливок, рабочий слой, сердцевина П остановка проблемы и ее связь с важными на- учными и практическими задачами. Валок, яв- ляясь основным формующим инструментом про- катного оснащения, определяет не только расход материалов, выход годной продукции, ее качество, но и эффективность работы стана в целом�� Поэтому совершенствование прокатного оборудования, пре- дусмотренное программой развития национального промышленного комплекса, неразрывно связано с повышением эксплуатационных показателей форму- ющего инструмента�� Анализ последних исследований и публикаций. Ввиду различных требований к рабочему слою и сердцевине валки изготавливают биметаллически- ми�� В процессе прокатки рабочий слой, соприка- саясь с металлом, сильно нагревается и тепло частично передается внутрь валка�� Из-за различ- ных коэффициентов расширения наружного слоя и сердцевины возможно разрушение или отслаива- ние формующего инструмента�� Равномерное рас- ширение валка при эксплуатации обеспечивает- ся центробежным литьем – достигается надежная свариваемость разнородных металлов рабочего слоя и сердцевины, а также формируется переход- ная зона, обуславливающая плавный переход твер- дого рабочего слоя к вязкой сердцевине�� Благодаря центробежному литью возможны различные комби- нации материалов рабочего слоя и сердцевины для изготовления массивных валков (быстрорежущая сталь – углеродистая сталь; высоколегированный чугун – серый чугун или углеродистая сталь; вы- соколегированный чугун – высокопрочный чугун и т�� д��)�� Однако такая технология является достаточ- но сложным литейным процессом, требующим раз- работки и соблюдения специальных параметров [1]�� В результате исследований их воздействия на качество массивных валков [2] выявлены наибо- лее значимые факторы и получены зависимости, описывающие их влияние на структуру и уровень свойств�� Вместе с тем установлено, что форми- рование рабочего слоя необходимой величины зависит от массы высоколегированного распла- ва, температур заливки металлов рабочего слоя и сердцевины, продолжительности выдержки между ними�� Цель работы – исследование совместного влия- ния технологических параметров на величину рабо- чего слоя и качественное его соединение с сердце- виной отливок�� Для достижения этой цели решены следующие задачи: проанализировано совместное действие температурных и временных параметров центробежного литья на качественное соединение разнородных слоев валков различного назначения; оценено влияние температур высоколегированного и серого чугунов, а также массовой скорости затвер- девания на величину формируемого рабочего слоя�� Основной материал исследований и получен- ных научных результатов. Исследования действия температурных и временных параметров на каче- ственное соединение рабочего слоя с сердцевиной валка провели на отливках различного назначения (табл�� 1)�� В зависимости от температуры материала рабочего слоя tр�� cл�� = 1573-1653 k выбрали темпе- ратурный интервал для заливки металла сердцеви- ны tсерд�� = 1573-1633 k�� Согласно данным табл�� 1 можно сделать вывод о том, что изделия, на которых наблюдалась несва- риваемость металлов рабочего слоя и сердцевины, характеризовались минимальными в исследуемых подгруппах значениями температур заливки их ме- таллов�� При этом время выдержки между порциями заливки рабочего слоя и сердцевины у таких отли- вок максимальное среди показаний в анализируе- мых подгруппах�� Как результат, они характеризова- лись максимальными среди сравниваемых значений долей затвердевшего металла (≈ 88,8 %) от общего количества залитого высоколегированного распла- ва и величиной рабочего слоя (в среднем 0,067 м)�� В случае формирования величины рабочего слоя (в среднем 0,030 м), которая значительно меньше требуемых в технических условиях значений, доля затвердевшего металла не превышала 50 %�� Такие изделия отличались максимальной среди сравни- ваемых заготовок температурой заливок металлов рабочего слоя и сердцевины и минимальной про- должительностью выдержки между их порциями�� 1� 1�МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 8 (243) ’2013 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 8 (243) ’20131� 1�МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 8 (243) ’2013 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 8 (243) ’2013 В результате исследований сделан вывод о том, что формирование рабочего слоя с величиной 0,06 м, которая соответствует требованиям заказчи- ков, и наиболее прочное его соединение с металлом сердцевины возможно при затвердевании 2/3 от об- щего количества залитого расплава�� Такое качество валков обеспечивается средней среди анализируе- мых отливок температурой заливок порций высоко- легированного и серого чугунов, а также массовой скоростью затвердевания рабочего слоя Vm (рисунок)�� По данным рисунка можно сделать вывод о том, что максимальной массовой скоростью затвердева- ния характеризовались отливки, у которых имела место несвариваемость металлов рабочего слоя и сердцевины, а минимальной – отливки с недоста- точной величиной рабочего слоя�� Вместе с тем установлено, что величина рабочего слоя h исследуемых отливок изменялась от 0,03 до 0,10 м�� В связи с этим отмечено совместное влияние температур высоколегированного и серого чугунов, а также массовой скорости затвердевания на величи- ну формируемого рабочего слоя�� С целью реализации эксперимента проанализи- ровали валки с фиксированным химическим соста- вом высоколегированного и серого чугунов, а также тепловыми параметрами формы�� Исследуемые за- готовки отличались температурами заливки сердце- вины и рабочего слоя, а также массовой скоростью затвердевания последнего�� При построении модели в качестве отклика выбрали величину рабочего слоя, среднее значение которой изменялось от 0,049 до 0,078 м (табл�� 2)�� На основе результатов экспериментов, после вычисления коэффициентов моделей и проверки их Таблица 1 исследование влияния технологических параметров литья на формирование рабочего слоя и его свари- ваемости с металлом сердцевины на экспериментальных валках Размер валка, мм материал рабочего слоя количество анализи- руемых отливок, шт средние значения измерений по группам исследуемых изделий Примечание температура заливки металла, к параметры затвердевания металла рабочего слоя рабочего слоя Tр.сл. сердцеви- ны Tсерд. скорость u, м/с время τ, с доля от массы заливаемого расплава, % величина h, м 660×1760 высоко- хромистый чугун 3 1653,0 1593,0 4,06 460 81 0,067 несвариваемость металлов рабочего слоя и сердцевины 5 1641,0 1595,0 3,44 439 72 0,057 нет замечаний 1 1653,0 1633,0 2,44 395 43,8 0,035 недостаточная величина рабочего слоя 705×2000 чугун «Нихард» 1 1573,0 1593,0 – 310 – – несвариваемость металлов рабочего слоя и сердцевины 8 1606,7 1583,0 8,98 350,3 78,6 0,054 нет замечаний 6 1614,7 1621,3 4,25 409,2 47,3 0,042 недостаточная величина рабочего слоя высоко- хромистый чугун 1 1633,0 1573,0 6,18 435 96 0,067 несвариваемость металлов рабочего слоя и сердцевины 6 1653,0 1598,0 5,78 418,2 78,4 0,06 нет замечаний 1 1663,0 1593,0 5,21 287 48,2 0,036 недостаточная величина рабочего слоя 815×2000 высоко- хромистый чугун 4 1643,0 1603,0 – 534,3 – – несвариваемость металлов рабочего слоя и сердцевины 815×2000 высоко- хромистый чугун 74 1651,8 1605,9 5,91 502,3 79 0,067 нет замечаний 3 1649,7 1596,3 4,6 420,7 59,8 0,043 недостаточная величина рабочего слоя Рис. Изменение массовой скорости затвердевания рабочего слоя из высокохромистого чугуна Vm для центробежнолитых вал- ков различного назначения: 1 – недостаточная величина рабочего слоя; 2 – нет замечаний; 3 – несвариваемость металлов рабочего слоя и сердцевины 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 660×1760 705×2000 815×2000 V m , / 660×1760 705×2000 815×2000 Размерная группа валков, мм V m , к г/с 7,0 6,5 6,0 5,5 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1 23 20 21МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 8 (243) ’2013 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 8 (243) ’201320 21МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 8 (243) ’2013 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 8 (243) ’2013 Жижкіна Н. О. Дослідження впливу технологічних параметрів на формування робочого шару відцентрових валків Досліджено вплив параметрів відцентрового лиття на величину робочого шару та якісне його з’єднання з серце- виною масивних валків. Встановлено, що формування виливок такої якості забезпечує оптимальне співвідношення температур заливань високолегованого та сірого чавунів, їх мас та тривалості витримки між ними. Отримано мате- матичну залежність для визначення впливу таких факторів на величину робочого шару, що формується. Анотація валок, відцентрове литво, масова швидкість, тверднення, регресійна модель, тем- пература заливання, робочий шар, серцевинаКлючові слова ЛИТЕРАТУРА 1�� Серебряков С. П., Фролов Я. В., Фокин Б. В. Особенности центробежного литья с вертикальной осью вращения // Литейн�� произв-во�� – 2007�� – № 1�� – С�� 18-20�� 2�� Жижкина Н. А. Производство центробежнолитых валков с высоколегированным рабочим слоем: Монография�� – Луганск: «Ноулидж», 2011�� – 167 с�� на значимость, получили следующее уравнение рег- рессии: р . сл .= 0 , 063 + 0 , 0056 - 0 , 0057 .m mh v T v Решение уравнения подтверждает, что на вели- чину формируемого рабочего слоя большее влияние оказывает совместное действие массовой скорости его затвердевания и температуры заливки высоко- легированного металла�� Сила совместного влияния таких факторов отрицательна (b13 = -0,0057): с его ослаблением до нижнего уровня (-1) величина ра- бочего слоя повышается на 0,0057 м�� Коэффициент b3 положительный, то есть при максимальном ее значении Vm = 7 кг/с (+1) величина h повышается на 0,0056 м�� Выводы Перспективы дальнейших исследований в дан- ном направлении. 1�� Центробежное литье, являясь сложным техно- логическим процессом, требует разработки и соб- людения специальных параметров, среди которых первостепенное значение имеют масса высоколеги- рованного расплава, температура заливки металлов рабочего слоя и сердцевины, продолжительность выдержки между ними�� В результате экспериментов установлено, что одновременное формирование ра- бочего слоя размером до 0,06 м, соответствующим требованиям заказчиков, и наиболее прочное его соединение с металлом сердцевины возможно при затвердевании 2/3 от общего количества залито- го металла�� Такое качество отливок обеспечивают средние (в анализируемой группе отливок) значения температур заливок порций высоколегированного и серого чугунов, а также массовой скорости затверде- вания рабочего слоя�� 2�� Методом планирования эксперимента получена математическая модель, описывающая совместное влияние температур высоколегированного и серого чугунов, а также массовой скорости затвердевания на величину формируемого рабочего слоя�� В резуль- тате эксперимента установлено, что при формиро- вании рабочего слоя массовая скорость его затвер- девания и ее совместное действие с температурой заливки высоколегированного чугуна довольно су- щественны�� При этом выявлено, что с увеличением первого фактора рабочий слой возрастает, а второ- го – уменьшается�� 3�� Для процесса изготовления отливок с рабочим слоем из высоколегированных материалов важно исследование влияния факторов на возможность перехода в их сердцевину легирующих компонентов, способствующих снижению ее прочностных харак- теристик�� Работа в этом направлении продолжа- ется�� Таблица 2 матрица планирования полного факторного экспе- римента 23 с эффектом взаимодействия номер опыта x0 x1 x2 x3 x1 x2 x1 x3 x2 x3 x1 x2 x3 ӯ , м 1 +1 -1 -1 +1 +1 -1 -1 +1 0,076 2 +1 +1 -1 -1 -1 -1 +1 +1 0,058 3 +1 -1 +1 -1 -1 +1 -1 +1 0,049 4 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 0,058 5 +1 -1 -1 -1 +1 +1 +1 -1 0,058 6 +1 +1 -1 +1 -1 +1 -1 -1 0,062 7 +1 -1 +1 +1 -1 -1 +1 -1 0,078 8 +1 +1 +1 -1 +1 -1 -1 -1 0,064 20 21МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 8 (243) ’2013 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 8 (243) ’201320 21МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 8 (243) ’2013 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 8 (243) ’2013 centrifugal casting, massive speed of solidification, regression model, roll, temperature of pouring of working layer and core Keywords Zhizhkina N. А. The research of technological parameters’ influence at formation of centrifugal rolls’ working layer The paper has been devoted to research of centrifugal casting parameters’ influence at size of working layer and it qualitative join with massive rolls’ core. It has been established optimal correlation of temperature of pouring of high alloyed and grey cast iron, its mass and duration of exposure between its, which ensure formation of casting of such quality. The mathematic model for determination of influence of such factors at working layer size has been received. Summary Поступила 29��08��13 Продолжается подписка на журнал «Металл и литье Украины» на 2013 год Для того, чтобы подписаться на журнал через редакцию необходимо направить письмо-запрос по адресу: 03680, г. Киев-142, ГСП, бул. Вернадского, 34/1, ФТИМС или по факсу: (044) 424-35-15�� Счет-фактуру согласно запросу редакция высылает письмом или по факсу�� Стоимость одного журнала – 30 грн�� Годовая подписка – 360 грн�� (для Украины)�� Годовая подписка для зарубежных стран – 90 $�� Редакция журнала «Металл и литье Украины» может подготовить заказной номер издания Ориентировочная стоимость заказного номера – 6750 грн�� (объем до 5 уч��-изд�� л��) Ориентировочная стоимость заказного спаренного номера – 13000 грн�� (объем до 10 уч��-изд�� л��)

Схожі ресурси