» » Практическое применение различных материалов для изложниц
04.02.2017

В настоящее время при изготовлении сплошных изложниц чаще всего в качестве материала для них применяют чугун.
Обычно считается, что чугун, применяемый для изготовления изложниц, должен иметь высокую прочность и в особенности пластичность. Если бы только эти качества определяли пригодность материала для изложниц, то выгоднее было бы воспользоваться для этой цели сталью, однако изложницы, изготовленные из стали, очень быстро коробятся и поэтому не пользуются распространением.
Из рассмотрения условий работы изложницы в процессе применения для отливки слитков представляется одним из наиболее существенных свойств их материала — возможно более высокий предел упругости и теплопроводность при возможно более низком модуле упругости и коэффициенте линейного расширения. В случае литья сравнительно тугоплавких цветных сплавов в чугунные изложницы приведенные свойства должны по возможности мало меняться и при повышенных температурах.
Чугун, который удовлетворяет совокупности этих требований лучше других, — серый чугун из вида гематитовых — с малым содержанием вредных примесей серы и фосфора. По структуре наиболее подходящим должен быть признан перлитовый чугун с тонким и равномерным распределением графита. Только для тонкостенных изложниц, которые во время отливки слитков разогреваются до сравнительно высоких температур, возможно применять более пластичные чугуны с ферритной основой. ГОСТ 3042—45 на чугунные изложницы для стальных слитков рекомендует чугун с повышенным содержанием кремния, в особенности для крупных изложниц. В качестве легирующих компонентов применяется медь в количестве до 3—4%, так как при таком содержании она повышает теплопроводность чугуна и потому увеличивает стойкость изложниц.
В отдельных случаях при литье цветных металлов и сплавов предпочитают применять медные изложницы, так. как они исключают возможность образования свищей в слитках по причине реакции окислов с углеродом, что может иметь место при литье в чугунные изложницы.
Применение меди в случае изготовления изложниц, охлаждаемых водой, в которых стенка, отделяющая слиток от воды, должна обладать высокой теплопроводностью, действительно рационально. К сожалению, нет такого материала, который обладал бы и высокой теплопроводностью, и малым коэффициентом термического расширения, что, как будет рассмотрено далее, также существенно для материала, предназначаемого для изготовления изложниц. Последнее обстоятельство послужило причиной применения для охлаждающего листа водоохлаждаемых изложниц железа с никелем — инвара (35—37% Ni, остальное железо), который обладает коэффициентом термического расширения, равным 1*10в-6—2*10в-6. Правда, при повышении температуры он увеличивается, но все же остается значительно меньшим, чем у меди. Этот материал обладает по сравнению с медью одним недостатком, а именно, невысокой теплопроводностью. Таким образом, в тех случаях, когда при конструировании водоохлаждаемых изложниц хотят иметь возможно более быстрое охлаждение, в качестве материала для охлаждающей стенки применяют медь, когда же добиваются возможного уменьшения коробления этой стенки и более последовательного охлаждения слитка, применяют инвар.
Для устройства изложниц при непрерывном литье чаще всего применяют также медь, как материал высокой теплопроводности. Иногда, наоборот, предпочитают для этой цели материал малой теплопроводности, например графит и карборунд. Разумеется, эти материалы применяются только в том случае, если основное охлаждение происходит путем непосредственного соприкосновения слитка с водой. Таким способом достигается усиленный отвод теплоты книзу и потому — наиболее пологая поверхность раздела между твердым и жидким металлом во время литья.
При непрерывном и полунепрерывном литье слитков из алюминиевых сплавов в качестве материала для изложниц применяются: медь, алюминии и алюминиевые сплавы, хотя и в этом случае, по-видимому, более теплопроводный материал, как медь, представит преимущество, так как позволит получить большую скорость охлаждения также и при образовании первой настыли внутри изложницы, которая (настыль) составит наружную поверхность слитка.