Спосіб введення шихтових матеріалів у металеву ванну

Спосіб введення шихтових матеріалів у мета Пропонований винахід стосується спеціальної металурги, зокрема до одержання відливок із нових сплавів з високою СТІЙКІСТЮ проти крипу при високих температурах за рахунок дисперсіного зміцнення матриці нерозчинними при нагріві твердими включеннями, а також для одержання рівномірної дрібнозернистої структури крупногабаритних зливків шляхом введення додаткових центрів кристалізації ВІДОМІ способи [1 - 3] подачі шихтових матеріалів, в т ч у вигляді порошка через дозатор сипучих матеріалів у металеву ванну Всі ці способи, вирішуючи задачу раціонального введення шихтових матеріалів у вигляді порошка, як традиційних легуючих добавок, тобто з подальшим їх розплавленням і рівномірним розподіленням у розплаві (внаслідок теплової конвекції або зовнішньою дією), непридатні для одержання сплавів типу механічних сумішей, де компонент у вигляді порошка грає роль нерозчинних твердих включень у матриці основного (іншого) компонента або роль мікрохолодильників - зародків кристалізації для одержання дрібнозернистої кристалічної структури Це пов'язано з тим, що при введенні порошка у розплав вказаними способами, окремі його фракції спікаються, утворюючи агломератні скупчення, не дозволяючи, таким чином, вирішити поставлену задачу Найближчим є спосіб [4], при якому дисперсні частинки вводяться нижче рівня розплаву у вакуумованому контейнері Розплав під дією вакуума поступає у форму, частинки омиваються багатократно все чистішим розплавом, що сприяє їх змочуванню, рівномірному розподіленню в розплаві і запобігає утворенню агломератних скупчень леву ванну, що включає завантаження основної шихти у тигель, нагрів і розплавлення її електронно-променевим способом з подальшим введенням додаткової шихти у вигляді порошку, який відрізняється тим, що порошкову шихту вводять із контейнера, оснащеного ситом для дискретного проходження частинок, який здійснює коливальні рухи, а розплав переміщують зі швидкістю, що забезпечує рівномірне розподілення цих частинок на його поверхні, а потім і в об'ємі Недоліком цього способу є те, що він не дозволяє одержувати КОМПОЗИЦІЙНІ матеріали на основі високореакційних (Ті, Zr) та тугоплавких (Мо, Nb, W) металів, оскільки плавки проводяться у вакуумі, що виключає можливість використання вакуумного контейнера Крім цього, введення такого контейнера супроводжується попаданням в розплав матеріалу контейнера, що призводить до зміни ХІМІЧНОГО складу Метою пропонованого винаходу є забезпечення рівномірного розподілення порошкової шихти у розплаві при виплавці тугоплавких та високореакційних металів у вакуумі Поставлена мета досягається тим, що у способі введення шихтових матеріалів у металеву ванну, який включає завантаження основної шихти у тигель, нагрів і розплавлення її електронно-променевим способом з послідуючим введенням додаткової шихти у вигляді порошку, згідно з винаходом, порошкову шихту вводять із контейнера, оснащеного ситом для дискретного проходження частинок, який здійснює коливальні рухи, а розплав перемішується зі швидкістю, що забезпечує рівномірне розподілення цих частинок на його поверхні, а потім і в об'ємі Суть способу пояснюється кресленням (фіг) Спосіб реалізується таким чином У тигель 1 із системою електромагнітного перемішування (СЕМП) 2 завантажується і розплавляється основна шихта 3 До ванни розплаву підводиться контейнер 4 за допомогою пристрою для подачі 5 із завантаженою порошковою шихтою 6 Дно контейнера 4 оснащене ситом 7, розмір отворів якого забезпечує дискретне проходження частинок, і заслінкою 8, що запобігає неконтрольованому висипанню порошку та захищає сито 7 від запилення 00 со ю 53821 у неробочому стані Для здійснення введення порошкової шихти 6 контейнеру 4 надаються коливальні рухи вібратором 9, а СЕМП 2 забезпечує постійне оновлення поверхні розплаву у зоні введення шихти 6 і рівномірне її розподілення в об'ємі рідкометалевої ванни Приклад Перевірку способу здійснювали у ФТІМС НАН України Плавки проводили в електронно - променевій установці в мідному водоохолоджуваному тиглі з системою електромагнітного перемішування розплаву Як матричний сплав використовували титановий сплав ВТ1-0 (технічний титан), в який вводили дисперсні частинки нітриду титану (TiN) фракцій ЗО 80мкм в КІЛЬКОСТІ 0,1 ванни підводився контейнер з порошком нітриду титану, який через сито за допомогою вібратора висипався у тигель, де СЕМП забезпечувала рівномірне його розповсюдження Після необхідної витримки метал зливався у графітову форму 0240мм, висотою 300мм Ефективність способу оцінювалась за величиною макрозерна на поперечному перерізі зливка і рівнем механічних властивостей металу Результати досліджень приведені утаблиці Як свідчать одержані дані, пропонований спосіб дозволяє одержувати рівномірну дрібнозернисту структуру по перерізу зливка і досягти більш високих і стабільних значень характеристик МІЦНОСТІ та пластичності 0,3% Після розплавлення основної шихти і наведення рідкометалевої ванни достатнього об'єму до Таблиця Структура і властивості сплаву ВТ1-0 з добавками нітриду титану (фракція 40мкм) Добавка TiN, % 0,1 0,2 0,3 Зразки Прототип Пропонов Прототип Пропонов Прототип Пропонов Механічні властивості Величина макрозерна, мкм Межа МІЦНОСТІ, МПа Відносне видовження, % 5 12 446 ±16 10,2 ±4,4 4 7 452 ± 5 13,6±1,2 5 12 436 ±15 10,6 ±5,1 4 7 477 ± 5 15,2 ± 1,2 4 10 425 ±12 12,4 ± 4 , 0 3 4 492±6 16,4 ± 0 , 8 3 Патент США №3847592 С22в 9/12, С21с 7/00 12 11 74 4 Патент України №10630 С22с 1/06 25 12 96 (бюл №4) ЛІТЕРАТУРА 1 Патент ГДР №56 588 В22в 20 06 67 2 Патент США №3788839 С22в 9/08, С22с 21/00 29 01 74 00 S 0 ______ 0 JO . OOJKHJ'ftjSS йсовоез 0 / tfooeaoet 0000ОООв 0ОЄ0 90Є0 0000 00 «О c < m $ 9 o o 0 ffeoTogSr 0 0 0 0 0 и 0 0 Фіг. TOB "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24