Спосіб електронно-променевої плавки титану

1. Спосіб електронно-променевої плавки титану, який включає подачу губчатого ти тану в коробі, плавлення його електронними променями в проміжну ємність, перелив рідкого металу в кристалізатор та формування зливка в ньому, який 36275 При зазначених прийомах реалізації технологічного процесу та техніки електронно-променевої правки підтверджується істотність відміни та новизна способу, так як забезпечується отримання якісних титанових зливків і підвищення технікоекономічних показників існуючих методів плавки. Процес електронно-променевої плавки титану ведуть так. Блок титанової криці розтинають на фрагмент, причому площина перетину проходить вздовж осі обертання блока. Отримані фрагменти закладають у невитратний короб, дотримуючись певної послідовності: за фрагментом з верхньої частини блока розташовують фрагмент з нижньої частини. Це пов'язано з тим, що блок має нерівномірне розподілення по висоті і по об’єму губки різної твердості і різної якості. Послідовне розташування фрагментів з різнойменних частин блока криці дозволяє досягти рівномірності розподілу губки різної якості і з різними властивостями по всій довжині зливка. Після завантаження короба, установку герметизують і вакуумними насосами відкачують повітря, одночасно відбувається і попереднє видалення вологи з титанові губки. Після досягнення робочого тиску в камері плавки вмикають живлення і управління електронних гармат. Прогрівають електронними променями торцеву поверхню блока криці в коробі. Плавлять шихту в проміжну ємкість, рідкий метал з проміжної ємкості зливають у мідний охолоджуваний водою кристалізатор, в якому відбувається кристалізація рідкого металу і формування зливка. Плавлення шихти, підтримання ванни рідкого металу в проміжній ємкості і обігрів поверхні зливка, що формується, виконують електронними променями. У міру плавлення шихти в коробі її подають в зону плавлення над проміжною ємкістю. Після повного сплавлення шихти або після досягнення необхідної довжини зливка виводять усадочну раковину, охолоджують зливок у вакуумі або в середовищі інертного газу. Після охолодження зливка напускають повітря в установку, проводять розгерметизацію і вивантажують готовий зливок. Спільний переплав фрагментів блока криці з відходами титану виконують таким чином. В короб, в який завантажені фрагменти блока криці, додають відходи титану. В ти х місцях, де твердість губки вища, додають менше відходів, а в тих, де твердість менша, додають більше відходів. Це дозволяє отримати однорідні зливки з необхідними фізико-механічними властивостями. Для отримання сплавів титану з заданим хімічним складом переплав виконують так: в короб із завантаженими фрагментами блока криці додають необхідні легуючі компоненти і розподіляють їх по довжині короба в кількості, пропорційній щільності губки по довжині короба. Приклад. Металевий титан у вигляді блока криці після термо-вакуумного очищення розділявся вздовж осі обертання на чотири частини. Форма блока близька до циліндричної з розмірами Øмах920 і висотою 960 мм. Фрагменти блока криці вкладали в короб, розташовуючи поруч торці з верхньої та нижньої частин. Переплав титану виконували на електронно-променевій установці з проміжною ємкістю, яка обладнана аксіальними гарматами високовольтного тліючого розряду. Швидкість переплаву становила 330 кг/год при питомій потужності плавки 1,8 кВт·год/кг. З верхньої, середньої і нижньої частин зливка відбиралися проби для хімічного аналізу. Аналіз хімічного складу показав, що зливки мали рівномірний розподіл твердості і концентрації хімічних елементів по висоті. По хімічному складу і фізико-механічним властивостям зливки відповідали вимогам стандарту на титан марки ВТ1-0. З метою здешевлення титанових зливків і утилізації відходів титану, у короб, поряд з фрагментами титанової криці, додавали відходи титану, які розподіляли по довжині короба пропорційно розподіленню твердості по довжині фрагмента криці. В ті зони короба, де твердість титану в фрагментах криці становила 150 НВ, додавали на 67% відходів менше, ніж у ті, де твердість була 90 НВ. Для отримання титанових сплавів у короб до фрагментів титанової криці додавали легуючі компоненти, які розташовували по довжині короба пропорційно щільності окремих фрагментів блока криці. Наприклад, для одержання сплаву ВТ6 у короб додавали алюміній і алюміній-ванадієву лігатуру ВНАЛ70. Кількість лігатури становила 60% в тих зонах короба, де щільність губки дорівнювала 1500 кг/м 3, від кількості лігатури, яку додавали в зони зі щільністю губки 2500 кг/м 3. Джерела інформації 1. Kanayama I.H., Kusamichi T., Muraoka T. and other // The Iron and Steel Institute of Japan, 1991, v. 31, № 8, pp. 806-914. 2. Патент України на винахід № 18896А МПК С22В9/22 від 22.07.93. Бюл. № 6 від 25.12.97. __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 2