[go: up one dir, main page]

RU2320735C2 - Method for electroslag production of die blanks for pressing-rolling line for production of railway wheels - Google Patents

Method for electroslag production of die blanks for pressing-rolling line for production of railway wheels Download PDF

Info

Publication number
RU2320735C2
RU2320735C2 RU2006108906/02A RU2006108906A RU2320735C2 RU 2320735 C2 RU2320735 C2 RU 2320735C2 RU 2006108906/02 A RU2006108906/02 A RU 2006108906/02A RU 2006108906 A RU2006108906 A RU 2006108906A RU 2320735 C2 RU2320735 C2 RU 2320735C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
metal
production
die
consumable electrodes
melting
Prior art date
Application number
RU2006108906/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006108906A (en
Inventor
Лариса Васильевна Панфилова (RU)
Лариса Васильевна Панфилова
Игорь Иванович Рекун (RU)
Игорь Иванович Рекун
Владимир Николаевич Шуклин (RU)
Владимир Николаевич Шуклин
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Предприятие Урал"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество С Ограниченной Ответственностью "Предприятие Урал" filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Предприятие Урал"
Priority to RU2006108906/02A priority Critical patent/RU2320735C2/en
Publication of RU2006108906A publication Critical patent/RU2006108906A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2320735C2 publication Critical patent/RU2320735C2/en

Links

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)
  • Forging (AREA)

Abstract

FIELD: special electric metallurgy, in particular, process used in enterprises for manufacturing and/or utilizing of processing technique for hot plastic working of metals.
SUBSTANCE: method involves providing process in melting space of crystallizer having shape approximating in maximum extent to shape of die blank; melting metal and heating flux using current conductive consumable electrodes made from blank metal and disposed circumferentially within melting space with filling coefficient of at least 0.2, with total weight of electrodes being at least equal to that of blank; conducting process with value of supplied power being constant up to time when shrink hole is removed. Method allows die blanks of desired sizes and shapes to be produced with maximum high metal recovery of 0.8-0.9.
EFFECT: increased efficiency in producing of die blanks for railway wheels.
3 cl, 3 ex

Description

Изобретение относится к спецэлектрометаллургии и может быть использовано на предприятиях, изготавливающих и/или эксплуатирующих технологическую оснастку для горячей обработки металла давлением.The invention relates to special electrometallurgy and can be used at enterprises manufacturing and / or operating technological equipment for hot metal forming.

Особенности эксплуатации штампов прессопрокатной линии (ППЛ) связаны с наличием высокоскоростных прессов повышенной мощности. Быстропротекающие термодинамические знакопеременные нагрузки, значительный разогрев рабочей поверхности, воздействие специальной охлаждающей жидкости предъявляют повышенные требования к качеству металла заготовок штампов, которое в значительной степени определяет эксплуатационную стойкость штампов.Features of the operation of the dies of the press rolling line (PPL) are associated with the presence of high-speed presses with increased power. Quick-flowing thermodynamic alternating loads, significant heating of the working surface, the effect of a special coolant place high demands on the quality of the metal of the die blanks, which largely determines the operational stability of the stamps.

Кроме того, специальная геометрия прессового инструмента ППЛ, представляющего собой крупные сплошные и полые слитки с соотношением высоты к диаметру более чем 1:3,5 («короткие» слитки), в сочетании с увеличенным весом штампов (более 0,8 т) предполагают трудность получения заготовок для инструмента.In addition, the special geometry of the PPL pressing tool, which is a large solid and hollow ingot with a height to diameter ratio of more than 1: 3.5 (“short” ingots), combined with an increased die weight (more than 0.8 t) suggests difficulty receiving blanks for the tool.

Традиционная технология получения заготовок инструмента деформации включает выплавку стали в металлургическом агрегате, разливку в слитки и их ковку на заготовки с разрешенными допусками под дальнейшие термо- и механообработки.The traditional technology for producing workpieces of a deformation tool includes steelmaking in a metallurgical unit, casting into ingots and forging them into workpieces with permitted tolerances for further heat and machining.

Процесс характеризуется низким в результате потерь металла на всех переделах коэффициентом использования металла (КИМ<0,5) и наличием дорогостоящей операции «ковки», обеспечивающей форму инструмента и достаточное качество металла изделия.The process is characterized by a low metal utilization coefficient (KIM <0.5) as a result of metal losses at all stages and the presence of an expensive forging operation that ensures the shape of the tool and sufficient metal quality of the product.

При изготовлении штампов ППЛ по этой технологии затраты на производство заготовок возрастают из-за необходимости использования специализированного мощного оборудования. В ряде случаев и невозможно получить заготовки нужной геометрии в сочетании с удовлетворительным качеством металла.In the manufacture of PPL dies using this technology, the cost of manufacturing blanks increases due to the need to use specialized powerful equipment. In some cases, it is also impossible to obtain blanks of the desired geometry in combination with satisfactory metal quality.

Существует усовершенствованная технология получения заготовок инструмента деформации, согласно которой вместо разливки металла в слитки используют современные разливочные машины полу- и непрерывного действия.There is an improved technology for the preparation of deformation tool blanks, according to which modern semi-continuous casting machines are used instead of casting metal into ingots.

Коэффициент использования металла при этом возрастает до 0,50-0,55. Однако конструктивные возможности машин не позволяют получать необходимый спектр типоразмеров заготовок.The utilization of metal in this case increases to 0.50-0.55. However, the design capabilities of machines do not allow to obtain the necessary range of sizes of blanks.

Кроме того, качество металла заготовки по-прежнему приходится обеспечивать ковкой или осадкой. При этом сохраняются вышеперечисленные недостатки технологии, связанные с увеличением массы и размеров заготовки.In addition, the quality of the workpiece metal still has to be forged or drafted. At the same time, the above-mentioned disadvantages of the technology associated with an increase in the mass and size of the workpiece are preserved.

Известен способ получения полых слитков электрошлаковой наплавкой (Патент РФ №2190029, публ. 2002 г.). Способ предназначен для электрошлакового получения полых слитков заданного типоразмера в плавильном пространстве, образованном двумя водоохлаждаемыми кристаллизаторами, помещенными соосно один в другой.A known method for producing hollow ingots electroslag surfacing (RF Patent No. 2190029, publ. 2002). The method is intended for electroslag production of hollow ingots of a given size in a melting space formed by two water-cooled crystallizers placed coaxially in one another.

Наплавку осуществляют под жидким флюсом, расплавление и подогрев которого производят неплавящимися нерасходуемыми графитовыми электродами. При этом качество слитка, химический состав металла и его постоянство обеспечивают вращением плавильной зоны в сочетании с системой подачи в нее и регулирования количества жидких и гранулированных материалов. В этом способе неплавящиеся нерасходуемые графитовые электроды не выполняют функцию плавления металла, а способствуют расплавлению флюса и поддержанию его в жидком состоянии.Surfacing is carried out under a liquid flux, the melting and heating of which is carried out by non-consumable, non-consumable graphite electrodes. At the same time, the quality of the ingot, the chemical composition of the metal and its constancy are ensured by the rotation of the melting zone in combination with a system for feeding into it and regulating the amount of liquid and granular materials. In this method, non-consumable, non-consumable graphite electrodes do not perform the function of melting the metal, but rather contribute to the melting of the flux and its maintenance in a liquid state.

Известный способ не может быть использован для получения крупных «коротких» слитков, т.к. технически трудно осуществить вращение водоохлаждаемого плавильного пространства диаметром более 700 мм с жидкими высокотемпературными составляющими (металл и шлак) весом более тонны.The known method cannot be used to obtain large "short" ingots, because it is technically difficult to rotate a water-cooled melting space with a diameter of more than 700 mm with liquid high-temperature components (metal and slag) weighing more than a ton.

Неприменимо и использование графитовых неплавящихся электродов из-за науглероживания через расплавленный шлак доэвтектоидных штамповых сталей, содержащих карбидообразующие легирующие химические элементы, и невозможности получения гарантированных эксплуатационных свойств штампов ППЛ. Кроме того, нерационально иметь отдельное от плавильной зоны промежуточное устройство большой емкости для расплавления и хранения жидкого металла.The use of graphite non-consumable electrodes is also inapplicable due to carburization of pre-eutectoid die steels containing carbide-forming alloying chemical elements through molten slag and the inability to obtain guaranteed performance properties of PPL dies. In addition, it is irrational to have a large capacity intermediate device separate from the melting zone for melting and storing liquid metal.

Задача настоящего изобретения заключается в разработке эффективного способа получения качественных электрошлаковых заготовок штампов для прессопрокатной линии производства железнодорожных колес различных типоразмеров.The objective of the present invention is to develop an effective method for producing high-quality electroslag blanks of dies for a press-rolling line for the production of railway wheels of various sizes.

Для этих целей способ электрошлакового получения заготовок штампов включает размещение токоподводящих расходуемых электродов из металла заготовки, общий вес которых не менее веса заготовки, по окружности в плавильном пространстве кристаллизатора с коэффициентом заполнения не менее 0,2, сплавление расходуемых электродов под жидким флюсом, формирование слитка под жидким флюсом, при этом процесс ведут при величине вводимой мощности, постоянной до момента выведения усадочной раковины, а форма плавильного пространства максимально приближена к форме заготовки штампа.For these purposes, the method of electroslag production of die blanks involves placing current-carrying consumable electrodes from the metal of the workpiece, the total weight of which is not less than the weight of the workpiece, around the circumference in the melting space of the mold with a fill factor of at least 0.2, fusion of the consumable electrodes under a liquid flux, the formation of an ingot under liquid flux, in this case, the process is conducted at a value of input power that is constant until the shrink shell is removed, and the shape of the melting space is as close as possible ene to form a preform die.

Для реализации способа используют токоподводящие расходуемые электроды из инструментальной штамповой стали заданного химического состава и определенного размера и веса.To implement the method, current-carrying consumable electrodes of tool die steel of a given chemical composition and a certain size and weight are used.

Новизна заявляемого способа заключается в освоении прогрессивного метода ЭШП в приложении к такому виду получаемых изделий, как штампы ППЛ, имеющие особые условия эксплуатации, специальную геометрию и различные типоразмеры.The novelty of the proposed method lies in the development of the progressive method of ESR in the application to such a type of products as PPL dies having special operating conditions, special geometry and various sizes.

В заявляемом способе расходуемые электроды из инструментальной штамповой стали заданного химического состава являются источником плавящегося металла и, имея вес не менее веса заготовки, участвуют в «организации» получения заготовок различных типоразмеров.In the inventive method, consumable electrodes of tool die steel of a given chemical composition are a source of consumable metal and, having a weight of at least the weight of the workpiece, are involved in the "organization" of obtaining workpieces of various sizes.

В совокупности с формой плавильного пространства кристаллизатора, которая максимально приближена к форме заготовки инструмента, способ позволяет получать заготовки нужных типоразмеров и формы с максимально высоким КИМ (0,8-0,9).In conjunction with the shape of the mold melting space, which is as close as possible to the shape of the tool blank, the method allows you to obtain blanks of the required sizes and shapes with the highest possible CMM (0.8-0.9).

Расположение расходуемых электродов по окружности в плавильном пространстве с оптимальным коэффициентом заполнения и ведение процесса при величине вводимой мощности, постоянной до момента выведения усадочной раковины, позволяет осуществить направленную кристаллизацию металла из небольшого объема жидкометаллической ванны и обеспечить высокое качество получаемой «короткой» заготовки, сведя к минимуму ликвационные и литейные дефекты в стали.The location of the consumable electrodes around the circumference in the melting space with the optimal fill factor and the process with the input power constant until the withdrawal of the shrink shell allows directional crystallization of the metal from a small volume of the liquid metal bath and to ensure high quality of the resulting “short” billet, minimizing segregation and foundry defects in steel.

Новый технический результат, достигаемый заявленным способом, заключается в повышении коэффициента использования металла, получении качественных «коротких» крупных заготовок различных типоразмеров и специальной формы.A new technical result achieved by the claimed method is to increase the utilization of metal, obtaining high-quality "short" large blanks of various sizes and special shapes.

Таким образом, организация процесса в едином плавильном пространстве описанным выше способом позволяет получать весь спектр типоразмеров штампов ППЛ высокого качества с минимальными затратами и максимально высоким коэффициентом использования металла.Thus, the organization of the process in a single melting space in the manner described above allows you to get the whole range of standard sizes of high-quality PPL dies with minimum costs and the highest metal utilization rate.

Способ опробован в промышленных условиях на одном из предприятий, имеющих соответствующее оборудование. Для реализации способа использовали расходуемые электроды, полученные любым способом, представляющие собой металлические штанги определенного размера и веса из инструментальных штамповых сталей, что позволяет набрать вес заготовок любых типоразмеров и обеспечивает необходимый коэффициент заполнения.The method was tested in an industrial environment at one of the enterprises having the appropriate equipment. To implement the method, consumable electrodes obtained by any method were used, which are metal rods of a certain size and weight from tool die steels, which allows you to gain the weight of workpieces of any standard size and provides the necessary fill factor.

Электроды располагали по окружности в плавильном пространстве кристаллизатора.The electrodes were arranged around the circumference in the melting space of the mold.

Пример 1. Для получения полой заготовки с наружным диаметром 1000 мм, внутренним диаметром 245 мм и высотой 220 мм в водоохлаждаемом плавильном пространстве, образованном кристаллизатором и помещенным в него соосно дорном-вставкой, сплавляли под жидким флюсом одновременно 8 расходуемых электродов сечением 170×120 мм, общим весом 1,3 т. При коэффициенте заполнения 0,2 и вводимой мощности 1120 квА за 125 минут процесса полностью сплавили расходуемые электроды и получили заготовку весом 1, 27 т с коэффициентом использования металла 0, 82.Example 1. To obtain a hollow billet with an outer diameter of 1000 mm, an inner diameter of 245 mm and a height of 220 mm in a water-cooled melting space formed by a crystallizer and placed in it with a coaxial mandrel insert, 8 consumable electrodes with a section of 170 × 120 mm were simultaneously fused under a liquid flux , with a total weight of 1.3 tons. With a fill factor of 0.2 and an input power of 1120 kVA, the consumable electrodes were completely melted in 125 minutes of the process and a workpiece weighing 1.27 t was obtained with a metal utilization factor of 82.

Пример 2. Для получения полой заготовки с наружным диаметром 780 мм, внутренним диаметром 245 мм. и высотой 225 мм в водоохлаждаемом плавильном пространстве, образованном кристаллизатором и помещенным в него соосно дорном-вставкой, сплавляли под жидким флюсом одновременно 6 расходуемых электродов сечением 170×120 мм, общим весом 0,7 т.Example 2. To obtain a hollow billet with an outer diameter of 780 mm, an inner diameter of 245 mm and a height of 225 mm in a water-cooled melting space formed by a crystallizer and placed in it with a coaxial mandrel insert, 6 consumable electrodes with a section of 170 × 120 mm and a total weight of 0.7 t were simultaneously melted under a liquid flux.

При коэффициенте заполнения 0,34 и вводимой мощности 814 квА за 68 минут процесса полностью сплавили расходуемые электроды и получили заготовку весом 0,63 т с коэффициентом использования металла 0,87.With a fill factor of 0.34 and an input power of 814 kVA, the consumable electrodes were completely melted in 68 minutes of the process and a workpiece weighing 0.63 tons was obtained with a metal utilization factor of 0.87.

Пример 3. Для получения сплошной с наружным диаметром 1000 мм, внутренним диаметром 245 мм и высотой 250 мм в водоохлаждаемом плавильном пространстве, образованном кристаллизатором без дорна, сплавляли под жидким флюсом одновременно 12 расходуемых электродов сечением 170×120 мм, общим весом 1,53 т.Example 3. To obtain a solid with an outer diameter of 1000 mm, an inner diameter of 245 mm and a height of 250 mm in a water-cooled melting space formed by a mold without a mandrel, 12 consumable electrodes with a section of 170 × 120 mm and a total weight of 1.53 t were simultaneously melted under a liquid flux .

При коэффициенте заполнения 0,31 и вводимой мощности 1620 квА за 95 минут процесса полностью сплавили расходуемые электроды и получили заготовку весом 1,53 т с коэффициентом использования металла 0,92.With a fill factor of 0.31 and an input power of 1620 kVA, the consumable electrodes were completely melted in 95 minutes of the process and a workpiece weighing 1.53 tons with a metal utilization factor of 0.92 was obtained.

Техническим средством реализации постоянства вводимой мощности до момента выведения усадочной раковины во всех приведенных примерах является известный в ЭШП стационарный режим плавки.The technical means of realizing the constant input power until the shrinkage shell is removed in all the examples is the stationary melting mode known in the ESR.

Эксплуатационные испытания штампов, полученных из электрошлаковых заготовок, проводили на прессопрокатной линии по производству железнодорожных колес. Стойкость штампов, изготовленных по заявляемому способу, в 1,8 раза выше аналогичного штампа, произведенного по технологии.Operational testing of dies obtained from electroslag billets was carried out on a press-rolling line for the production of railway wheels. The resistance of the stamps made by the present method is 1.8 times higher than a similar stamp produced by technology.

Claims (3)

1. Способ электрошлакового получения заготовок штампов для прессопрокатной линии производства железнодорожных колес, включающий размещение токоподводящих расходуемых электродов из металла заготовки, общий вес которых не менее веса заготовки, по окружности в плавильном пространстве кристаллизатора с коэффициентом заполнения не менее 0,2, сплавление расходуемых электродов под жидким флюсом, формирование слитка под жидким флюсом, при этом процесс ведут при величине вводимой мощности, постоянной до момента выведения усадочной раковины, а форма плавильного пространства кристаллизатора максимально приближена к форме заготовки штампа.1. The method of electroslag production of die blanks for a press rolling line for the production of railway wheels, comprising placing current-carrying consumable electrodes from the metal of the workpiece, the total weight of which is not less than the weight of the workpiece, around the circumference in the melting space of the mold with a fill factor of at least 0.2, fusion of the consumable electrodes under liquid flux, the formation of an ingot under the liquid flux, while the process is carried out at a value of input power, constant until the withdrawal of the shrink shell, melting space of the mold form as close to the shape of the preform die. 2. Способ по п.1, в котором используют токоподводящие расходуемые электроды из инструментальной штамповой стали заданного химического состава.2. The method according to claim 1, in which current-carrying consumable electrodes of tool die steel of a given chemical composition are used. 3. Способ по п.1, в котором используют токоподводящие расходуемые электроды определенного размера и веса.3. The method according to claim 1, in which current-carrying consumable electrodes of a certain size and weight are used.
RU2006108906/02A 2006-03-21 2006-03-21 Method for electroslag production of die blanks for pressing-rolling line for production of railway wheels RU2320735C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006108906/02A RU2320735C2 (en) 2006-03-21 2006-03-21 Method for electroslag production of die blanks for pressing-rolling line for production of railway wheels

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006108906/02A RU2320735C2 (en) 2006-03-21 2006-03-21 Method for electroslag production of die blanks for pressing-rolling line for production of railway wheels

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006108906A RU2006108906A (en) 2007-09-27
RU2320735C2 true RU2320735C2 (en) 2008-03-27

Family

ID=38953814

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006108906/02A RU2320735C2 (en) 2006-03-21 2006-03-21 Method for electroslag production of die blanks for pressing-rolling line for production of railway wheels

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2320735C2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109609781B (en) * 2019-01-11 2020-06-09 辽宁科技大学 Method for improving electric conduction and heat conduction of ingot protecting plate in electroslag remelting process

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1500327A (en) * 1976-08-18 1978-02-08 Ass Elect Ind Production of tubular ingots
US5799721A (en) * 1996-01-29 1998-09-01 Inteco Internationale Technische Beratung Ges.M.B.H Method of remelting metals to form an elongate portion and apparatus therefor
RU2190029C2 (en) * 2000-11-13 2002-09-27 Сибирский государственный индустриальный университет Method for making hollow ingots by electroslag surfacing

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1500327A (en) * 1976-08-18 1978-02-08 Ass Elect Ind Production of tubular ingots
US5799721A (en) * 1996-01-29 1998-09-01 Inteco Internationale Technische Beratung Ges.M.B.H Method of remelting metals to form an elongate portion and apparatus therefor
RU2190029C2 (en) * 2000-11-13 2002-09-27 Сибирский государственный индустриальный университет Method for making hollow ingots by electroslag surfacing

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
КСЕНДЗЫКА Г.В. Оборудование для электрошлаковой наплавки цилиндрических деталей с использованием водоохлаждаемых кристаллизаторов. В сборнике «Оборудование и материалы для наплавки». - Киев: ИЭС Е.О.Патона, 1999, с.25-28. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006108906A (en) 2007-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2573456C2 (en) Systems and methods of manufacturing and treatment of alloy ingots
CN107299235B (en) A kind of titanium alloy return material remelting method
CN106994471A (en) A kind of 780MPa intensity levels electron beam fuse 3D printing component titanium alloy wire materials
Liu et al. Solidification microstructure of Cr4Mo4V steel forged in the semi-solid state
CN103056624A (en) Method for producing high-quality forged material by using large-scale vertical type continuous casting round billet, product and application thereof
CN103691903A (en) Manufacturing process for centrifugal casting of multi-element eutectic high-alloy rolls
CN101875093A (en) Method for processing non-ferrous alloy rings
RU2320735C2 (en) Method for electroslag production of die blanks for pressing-rolling line for production of railway wheels
CN110408812A (en) A kind of preparation method for squirrel-cage asynchronism traction electric machine end ring
CN102240897A (en) Method for manufacturing water-cooling type double-metal pipe die
JP5561738B2 (en) Consumable electrode for electroslag remelting and manufacturing method thereof
US11673186B2 (en) Semi-continuous casting of an ingot with compression of the metal during solidification
CN108044315A (en) A kind of manufacturing method of heavy caliber bimetallic composite corrosion proof seamless tubular goods
CN103757436A (en) Production process of special steel ingot pullout type continuous directionally-crystallized electroslag ingot with small micro-fracture surface
CN101623748A (en) Method for manufacturing water-cooling type pipe dies
CN104588612A (en) High-melting-point alloy thixoforming device and forming process
US3875990A (en) Methods of producing large steel ingots
US3603374A (en) Methods of producing large steel ingots
JPH0576721B2 (en)
CN109822101B (en) Multipoint layer-by-layer precision liquid metal additive manufacturing method
CN103372756A (en) Manufacturing method for low carbon austenite non-magnetic steel motor support drum forging piece
RU2410194C2 (en) Method of producing consumable electrodes
CN100348763C (en) Method for manufacturing non-carbide segregation high-alloy ledeburite steel by phase transition resistance diffusion welding
CN111283127A (en) Forging method of alloy ingot
RU2770807C1 (en) Method for producing blanks from low-alloy copper-based alloys

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170322