Спосіб виплавки сплавів в електронно-променевих установках

Спосіб виплавки сплавів в електроннопроменевих установках, що включає завантаження шихти в тигель, який відрізняється тим, що попереднє розплавлення шихти і формування рідкометалевої ванни необхідного об'єму проводиться індукційним нагрівом у нижній частині комбінованого тигля, а обробка розплаву - електронним пучком у його верхній частині Пропонований винахід стосується області спеціальної металурги, а конкретніше, виплавки металів і сплавів із застосуванням електроннопроменевих джерел нагріву Відомий спосіб виплавки сплавів для одержання відливок відповідального призначення, в тому числі сплавів на основі нікелю /1/ Як плавильна ємність використовується т з "гарячий" тигель, а нагрів здійснюється індукційним способом Недоліком цього способу є те що при підвищенні потужності нагріву і збільшенні тривалості плавки, необхідних для доведення розплаву до певних кондицій, згідно з технічним завданням, проходить взаємодія розплаву з футерівкою тигля, внаслідок чого частинки його потрапляють у розплав, призводячи до небажаних змін ХІМІЧНОГО складу і властивостей литого металу Відомий також спосіб виплавки сплавів в електронно-променевих установках, при якому шихта завантажується в мідний, водоохолоджуваний / "холодний" / тигель, а потім нагрівають електронним пучком до повного розплавлення і наведення рідкометалевої ванни необхідного об'єму 121 Недоліком цього способу є значні витрати електроенергії на попереднє розплавлення, а також втрати окремих компонентів сплаву внаслідок тривалої дії концентрованого високоенергетичного джерела нагріву - електронного променю Крім цього, це викликає досить серйозні труднощі із забезпеченням ХІМІЧНОГО складу багатокомпонентних сплавів у завданому інтервалі концентрацій витрат електроенергії та втрат шихтових матеріалів при виплавці багатокомпонентних сплавів, підвищення якості литого металу, використовуючи переваги індукційного і електронно-променевого нагріву, зводячи до мінімуму притаманні їм недоліки Поставлена задача вирішується тим, що в способі виплавки сплавів в електроннопроменевих установках, що включає завантаження шихти в тигель, згідно з винаходом, попереднє розплавлення шихтових матеріалів і формування рідкометалевої ванни проводиться індукційним нагрівом в нижній частині комбінованого тигля, а обробка розплаву - електронним пучком, у його верхній частині Суть способу пояснюється рисунком Плавильний тигель розміщується співосно з аксіальною електронно-променевою гарматою установки Верхня частина 1 тигля виготовлена із нержавіючої немагнітної сталі для зменшення екрануючого ефекту системи електромагнітного перемішування 2 Нижня, донно-бокова частина 3 виготовлена із кераміки /в даному випадку-електрокорунду/ і на ній встановлений високочастотний індуктор 4, який підключений до перетворювача частоти /на рисунку не показаний/ Спосіб реалізується таким чином Після завантаження шихти в тигель, включається індуктор, який нагріває шихту до температури плавлення, що супроводжується утворенням шлаку на поверхні рідкометалевої ванни Включивши електронний промінь, проводять обробку поверхні до повного Задачею пропонованого методу є зниження CO о Ю 51031 лю Ж С 2 6 / NI-OCH , 8-Ю Co, 10-12 W, 4,3-5,6 Cr, випарування шлаку і доведення розплаву до ВІД 5,5-6,2 Al, 1,4-1,8 Nb, 0,8-1,2 Ті, 0,12-0,18 С / та ЖСЗДК / Ni-осн , 8-Ю Co, 3,8-4,5 W, 11,0-12,5 Cr, 4,0-4,8 Al, 3,8-4,5 Mo, 2,5-3,2 Ті, 0,06-0,11 С / Як видно з таблиці 1, пропонований спосіб дозволяє одержати метал з кращими механічними властивостями при практично однакових енергетичних витратах у порівнянні з економічнішим із двох методів - індукційним ПОВІДНИХ КОНДИЦІЙ /газонасиченості, густині, в'язко сті і т д / після чого здійснюється злив у ливарну форму Спосіб дозволяє вести плавку, як з поетапним включенням двох джерел нагріву - індукційного /ІП/1 електронно-променевого /ЕПП/, так і з їх одночасним включенням - сумісна /ІП+ЕПП/ плавка, в залежності від постановки задачі Приклад Перевірку способу здійснювали в ФТІМС НАН України Плавки проводили в електроннопроменевій установці в комбінованому тиглі, як роздільним індукційним /ІП/ та електроннопроменевим способами /ЕПП/, так і їх суміщенням /ІП+ЕПП/ Як ДОСЛІДНІ сплави використовувались складнолеговані жароміцні сплави на основі ніке Література 1 Линчевский Б В Вакуумная индукционная плавка - М Металлургия 1975г-240 с ' 2 Петров Ю Б , Ратников Д Г Холодные тигли М Металлургия, 1972г-С 13-16 Таблиця 1 Техніко-економічні показники виплавки та властивості нікелевих сплавів масою зливу 8кг Сплав Спосіб плавки Тривалість плавки, хв ЖС26/ІП/прототип ЖС26 /ІП+ЕПП/ суміщена пропонований -"ЖСЗДК/ІП/прототип ЖСЗДК /ІП+ЕПП/ суміщена пропонований -" 40 Питомі витрати ел енергії, кВт год/кг 1,35-1,38 32 1,38 32 35 Механічні властивості Межа МІЦНОСТІ, ав, Відносне видовження, 5, % Тривала МІЦНІСТЬ а т , МПа т, год 7-12 т, с 975 260 64-65 975 9,2 -" 230 65І 1,32 1,28-1,31 1016 1010-1030 8,4 7,2-7,6 -"850 260 350 66 300 35 1,28 1070 9,2 -" 350 330 36 1,32 1090 11,6 -" 350 340 МПа 900-915 ФІГ. ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71