Спосіб регенерації відходів жароміцних сплавів з використанням електронно-променевої технології

Спосіб регенерації ВІДХОДІВ жароміцних сплавів, що включає плавку металу в вакуумі, який відрізняється тим, що відходи жароміцних сплавів проплавляють в вакуумно-індукційній та електронно-променевій установці, розплав заливають в холодну форму Пропонований винахід стосується області спеціальної металурги, а конкретніше, виплавки металів і сплавів із застосуванням електроннопроменевих джерел нагріву Відомий спосіб виплавки жароміцних сплавів з використанням вакуумно-індукційної плавки [1, 2] (прототип) Особливістю технології є те, що для плавки потрібен тигель значного розміру, бо окремі шихтові матеріали мають специфічні розміри, наприклад, лопатки газотурбінних двигунів (ГТД), або елементи форми (ливниковий, подавальний, нагнітальний стояки) та ІНШІ І початок плавки потребує наведення рідкої ванни так званого "болота", що впливає на сумарний час плавки Крім того, при температурі рідкого металу близько 1900К, потрібно утримати метал в тиглі, щоб забезпечити його рафінування, але утворений шлак на поверхні ванни металу залишається впродовж всієї плавки, призупиняє процес та збільшує вірогідність замішування шлаку в метал при заповненні форми винаходом, заливаються в холодну форму, після його повного остигання отриманий зливок проплавляється в вакуумній установці для отримання фасонних відливок Спосіб реалізується таким чином При переплаві (ВІП+ЕПП) ВІДХОДІВ первинно вона оплавляється променем, де шихта поступово скапує в тигель, накопичується ванна рідкого металу На цьому етапі проходить процес рафінування від газів та шлаку Розмір та форма шихти не має значення При отриманні заданого об'єму рідкого металу, включається індуктор та разом з променем нагрівають шихту до 2200К, рафінують її, та випаровують шлаки Співвідношення часу та потужності наведені в таблиці Рідкий метал зливається в металеву холодну форму При цьому и діаметр повинен бути не менше 80мм Це дозволяє сформувати ливарну структуру у зливку з співвідношенням 65 до 35% - дендрити та дисперсні зерна Злив перегрітого металу у холодну форму забезпечує високу швидкість кристалізування і формує направлену структуру, де неоднорідні неметалеві включення, що залишилися в металі за рахунок гетерогенних процесів йдуть перед фронтом кристалізування та виштовхуються по радіусу форми до осі на поверхню Крім того, використання променя дозволяє дисоціювати карбіди, нітриди в металі, наприклад, NiC, TiC, NiN та ІНШІ, перевести це в шлак та випарювати з поверхні Вакуум в плавильній камері підтримується 0,133Па Крім того, в металі утворюються неметалеві включення розміром 1 - 2 мікрони, які залишаються в металі після плавки Наприклад, карбонітриди в металі та гази Задачею пропонованого методу є створення способу регенерації ВІДХОДІВ, у якому досягають підвищення якості металу ВІДХОДІВ жароміцних сплавів Поставлена задача досягається тим, що в способі регенерації відходи жароміцних сплавів проплавляються в вакуумно-індукційній та електронно-променевій установці (ВІП+ЕПП), згідно з Перевірку способу здійснювали в ФТІМС НАН України Плавки проводились в електроинопроменевій установці, обладнаній під сумісну пла CO Ю О ю ю 55053 вку на сплавах ЖС6У, ЖСЗДК, ЖС26 та інших Сплави відповідають ОСТ 90126-85 для лиття лопаток ГТД турбін літаків Як видно з таблиці 1, при витратах енергії, ВІДПОВІДНИХ до вакуумно-індукційної плавки (ВІГІ), технологія ВІП+ЕПП дозволяє отримати метал з 100% можливістю регенерації ВІДХОДІВ жароміцних сплавів, які на сьогодні коштують $25000 за тонну Таблиця 1 Техніко-економічні показники плавки ВІДХОДІВ жароміцних сплавів Маса ме- Час плавки талу, кг хв Вид переплаву Р, кВт ВІП Сумісна плавка (ЕПП+ВІП) 60 10 10-60 50(25 + 25) 30-40 85 Час етапів, хв Оплавлення ших- Нагрів ДО Тзалив ти ки> г\ 25-35 20-25(1973К) Наведення ванни 5-Ю 10-15 10-20(2173К) Таблиця 2 Механічні властивості сплавів після переплаву Жароміцність 1973К(Тзал) 2173К(Тзал) 1248 1248 250 330 - 360 220 - 240 320 - 350 >40 >40 > 100 > 100 Тривала МІЦНІСТЬ т, к X, ГОД (ВІДХОДИ) х, год (первинна шихта, ВІП) ЖС6УВІ х, год ОСТ 90126-85 ЖСЗДК Без кокіля 1248 60 100 >40 > 100 3 кокілем 1248 100 >40 > 100 Література 1 Линчевский Б В Вакуумная индукционная плавка -М Металлургия, 1975г -240с 2 Особенности структурообразования монокристаллического никелевого сплава типа ХН60КМЮВТ / Н И Матюшенко, И И Максюта и др // Новые литые материалы и технологии их получения - Киев ИПЛ АН УССР, 1991 - с 39 42 Підписано до друку 03 04 2003 р Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24