Спосіб одержання зливків титанових сплавів, вільних від включень низької щільності

Спосіб одержання зливків титанових сплавів, вільних від включень низької щільності, який включає в себе плавлення електронними променями шихтової заготовки в проміжну ємність з носиком, періодичний злив розплаву з проміжної ємності через носик в кристалізатор, постійне обігрівання поверхні зливка в кристалізаторі електронними променями, періодичне або безперервне поступове витягування наплавленого зливка, який відрізняється тим, що ініціювання зливу розплаву проводять шляхом переміщення частини електронних променів, що обігрівають поверхню зливка в кристалізаторі вздовж носика в напрямку шихтової заготовки, а під час зливу розплаву в кристалізаторі під носиком створюють тепловий бар'єр шляхом спрямування туди іншої частини електронних променів. Винахід відноситься до області спеціальної електрометалургії і може бути використаний для одержання високоякісних зливків титанових сплавів вільних від включень низької щільності, в установках з поверхневими джерелами енергії, наприклад електронно-променевих. Найбільш близьким по суті є відомий спосіб електронно-променевої плавки з проміжною ємністю, який включає плавлення електронними променями шихтової заготовки в проміжну ємність з носиком, обігрівання рідкого металу електронними променями в проміжній ємності, періодичний злив розплаву з проміжної ємності через носик в кристалізатор, постійне обігрівання поверхні зливку в кристалізаторі електронними променями, періодичне або безперервне поступове витягування наплавленого зливку [Электронно-лучевая плавка / Б.Е. Патон, Н.П. Тригуб, Д.А. Козлитин и др., Киев: Наукова думка, 1997. - 265с.]. Вказаним способом виплавляють, в тому числі, зливки титанових сплавів. Недоліком даного способу є те, що до ванни рідкого металу в кристалізаторі, разом з розплавом який зливається з проміжної ємності попада ють включення низької щільності. Включення низької щільності це неметалічні включення, збагачені домішками проникнення (О, N, С). Щільність цих включень менше 4,5г/см3, тобто щільності титану, тому їх і називають - включення низької щільності. Вони мають високу твердість, погано піддаються деформуванню, що може викликати появу тріщин та несуцільностей в металі, що може привести к руйнуванню виробу у процесі експлуатації. Утворення цих включень пов'язане попаданням до шихти горілої губки, забруднених відходів чи високим натіканням повітря в процесі плавки. Єдиним засобом видалення таких включень, які мають значно більшу температуру плавлення, ніж у сплавів титана - розчинення в рідкий ванні. Задачею даного винаходу є усунення вказаного недоліку і розробка способу, що забезпечить одержання високоякісних зливків титанових сплавів вільних від включень низької щільності. Вказана задача досягається тим, що у відомому способі, який включає в себе плавлення електронними променями шихтової заготовки в проміжну ємність з носиком, періодичний злив розплаву з проміжної ємності через носик в кристалізатор, (19) UA (11) 76873 (13) C2 (21) 20041209913 (22) 03.12.2004 (24) 15.09.2006 (46) 15.09.2006, Бюл. № 9, 2006 р. (72) Северин Андрій Юрійович, Березос Володимир Олександрович, Жук Геннадій Віліорович, Тригуб Микола Петрович (73) ІНСТИТУТ ЕЛЕКТРОЗВАРЮВАННЯ ІМ. Є. О. ПАТОНА НАЦІОНАЛЬНОЇ АКАДЕМІЇ НАУК УКРАЇНИ (56) UA 46190 C2, 15.05.2002 UA 17544 A, 06.05.1997 RU 2084549 C1, 20.07.1997 RU 94037492 A1, 10.07.1996 JP 63140046 A, 11.06.1988 JP 04124229 A, 24.04.1992 JP 0410329 A, 06.04.1992 US 4681627 A, 21.06.1987 3 76873 4 постійне обігрівання поверхні зливку в кристалізар'єр вздовж усього зливного носика. В кристалізаторі електронними променями, періодичне або торі, під носиком, створюють додатковий тепловий безперервне поступове витягування наплавленого бар'єр, шляхом спрямування туди іншої частини зливку, але ініціювання зливу розплаву проводять електронних променів. Тепловий бар'єр утримують шляхом переміщення частини електронних продоки з проміжної ємності не зіллється весь рідкий менів, що обігрівають поверхню зливка в кристаліметал. Після цього електронні промені вертають заторі вздовж носика, на якому метал знаходиться на обігрів поверхні зливка в кристалізаторі. в твердому стані, в напрямку шихтової заготовки, Приклад. В електронно-променевій установці при цьому вони розплавляють твердий метал, а УЕ-208 проводили виплавку зливків титанового під час зливу розплаву, в кристалізаторі під носисплаву ВТ6 (Ti-6A1-4V) діаметром 200 і довжиною ком створюють додатковий тепловий бар'єр, шля2000мм. Було застосовано як традиційний (протохом спрямування туди іншої частини електронних тип) спосіб виплавки зливка, так і спосіб, що заявпроменів (Фіг.). Теплові бар'єри дозволяють значляється. При плавці вказаним способом до шихти но перегрівати рідкий метал у даних місцях, що додавалась значна кількість горілої губки. приводить до повного розчинення включень низьУЗК контроль та подальше деформування кої щільності, ще до того як вони потрапляють до зливків показало, що включення низької щільності рідкої ванни в кристалізаторі. не потрапили до металу зливка. Процес одержання високоякісних зливків тиТаким чином, даний метод дозволяє одержутанових сплавів вільних від включень низької вати високоякісні титанові зливки без включень щільності в електронно-променевій установці з низької щільності. проміжною ємністю проводять наступним чином. На Фігурі креслення зображено схема розтаШихтову заготовку подають в зону плавлення, шування електронних променів, для утворення сплавляють її електронними променями в проміжтеплових бар'єрів, при одержанні високоякісних ну ємність, де поступово накопичується рідкий зливків титанових сплавів вільних від включень метал, який обігрівається електронними променянизької щільності: ми. Потім проводиться переміщення частини елек1. частина променів що пересувається вздовж тронних променів, що обігрівають поверхню зливносика ка в кристалізаторі вздовж носика, на якому метал 2. частина променів розташована під носиком знаходиться в твердому стані, в напрямку шихто3. проміжна ємність вої заготовки, доки не здійснюється злив розплаву, 4. кристалізатор при цьому електронні промені розплавляють твер5. подача шихтової заготовки дий метал та утворюють постійний тепловий ба6. носик. Комп’ютерна верстка О. Гапоненко Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601