Получение слоистых композиционных материалов систем Fe-C и Fe-C-Ni-Cr методом электрошлаковой плавки

• Автор: Кадочников, Юрий Геннадьевич
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 142 с. : ил

Глава I. Глава 2. Глава 3. Глава 4. Глава 5. Приложение 2 6

плавления жидкого металла. Кроме того, литейный метод не пригоден для получения биметаллов из составляющих, образующих на границе раздела интермегаллические включения и легкоплавкие эвтектики. Одним из перспективных направлений в производстве биметаллов является непрерывная отливка плоских и цилиндрических заготовок для последующей пластической деформации. Этот способ позволяет значительно повысить производительность труда, снизить себестоимость готовых изделий, создать благоприятные условия для механизации и автоматизации производственных процессов, исключить экологически вредные операции травления и абразивной зачистки металла. Существуют две разновидности непрерывной отливки биметаллов отливка биметаллических заготовок из двух жидких металлов и отливка биметаллических заготовок из твердого и жидкого металлов. При этом способе отливки можно получать биметаллические заготовки различного профиля. Аналогичным методом отливают и многослойные заготовки.


В качестве основы применяют сталь с содержанием углерода 0,. С, а также и различные легированные износостойкие инструментальные и карбидные стали типа ХФ, ЗХ5ВФ, 9Х5В, Г, Х6Ф1, ХМ . Возможно применение более толстых износостойких биметаллических листов толщиной до . Перспективно использование фасонных биметаллов в виде клиновых профилей, применяемых для изготовления различных лезвий в сельскохозяйственном производстве и инструментальной промышленности или в виде круглых и более сложных профилей зубчатых, пустотелых в качестве заготовок для различных износостойких осей, валиков, фрез и т. Из инструментальных биметаллов делают также ножи для строгания и резки древесины, бумагорезательные и лущильные ножи. Таким образом, необходим современный способ изготовления слоистых композиционных материалов, который позволял бы получать металл требуемого качества в необходимых объмах и по достаточно низкой цене. В современных условиях с помощью литья изготовляют обычно двухили многослойные заготовки для дальнейшей горячей обработки давлением прокаткой, прессованием и др Самый старый способ заливка жидким металлом пластины или стержня, установленных в изложнице. Этим способом получают многие биметаллы коррозионностойкие, антифрикционные, инструментальные, термобиметаллы и др. Наиболее эффективным оказалось применение этого способа для отливки двух и трехслойных заготовок толстолистового коррозионностойкого биметалла. Для получения двухслойных листов сляб из коррозионностойкой стали с предварительно простроганной и обезжиренной поверхностью устанавливают на некотором расстоянии от стенки изложницы с помощью привариваемых штырей. Затем производится сифонная заливка в изложницу жидкой стали углеродистой или малоуглеродистой. Металл, заполнивший зазор между плитой и стенкой изложницы, образует защитный слой, предохраняющий поверхность сляба от окисления. По периметру слябы могут быть соединены электросваркой. В результате прокатки такого сляба получают два двухслойных листа . Существует также способ заливки жидкого металла в форму из плакируемого металла или непосредственно на плакирующую пластину, к которой приварен бортик из листового металла. Если температура плавления плакирующего металла существенно ниже таковой металла основы, то может быть применено расплавление плакирующего металла непосредственно на основе. Существует способ получения биметалла с коррозионностойким плакирующим слоем, заключающийся в следующем. Заготовку из металла основного слоя помещают в изложницу. Затем верхнюю поверхность заготовки запивают слоем выплавленного в шлакоплавильной печи шлака. С помощью нерасходуемых электродов поверхность заготовки нагревают до необходимой
температуры сплавления металлов основного и плакирующего слоев. При элсктрошлаковом нагреве происходит очистка поверхности заготовки основного слоя от окалины и загрязнений. При достижении заданной температуры на заготовку заливают коррозионностойкую сталь, полученную в сталеплавильном агрегате. Происходит сплавление металлов основного и плакирующего слоев, кристаллизация залитого металла. Возможность регулирования температуры шлаковой ванны позволяет создавать режим кристаллизации, предотвращающий образование в металле плакирующего слоя дефектов усадочного характера. Для получения биметаллических заготовок используют также последовательную и одновременную заливку двух жидких металлов в изложницу. При этом методе обеспечивается более прочное соединение слоев, чем при заливке жидким металлом твердой составляющей. Кроме того, исключаются операции подготовки поверхностей твердой составляющей. При последовательной заливке в изложницу устанавливают перегородку, которую удаляют после частичного затвердевания первого из заливаемых металлов. При отливке заготовок небольшого сечения применяют разъемные изложницы с вкладышем, размеры которого соответствуют размерам слоя, получаемого запивкой второго металла. После заливки первого металла этот вкладыш извлекают из изложницы, а образовавшееся пространство заполняют вторым металлом .