Спосіб одержання відливок

1 Спосіб одержання відливок із сипучої шихти, який включає подачу сипучої шихти в плавильний тигель, що є одночасно ливарною формою, розплавлення її електронним променем, який відрізняється тим, що нагрів та розплавлення шихти ведеться на мінімальних потужностях нагріву 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що тигель-форма розкривається для вивільнення відливки і повертається у вихідне положення Пропонований винахід стосується спеціальної металурги, зокрема одержання відливок із різних металів та їх сплавів з використанням електроннопроменевих джерел нагріву ВІДОМІ способи одержання відливок в електронно-променевих установках, при яких завантажена у плавильний тигель шихта нагрівається електронним променем до повного її розплавлення, формується рідкометалева ванна необхідного об'єму, після чого розплав зливається у приготовлену ливарну форму шляхом повороту тигля [1] або через його дно [2] Загальним недоліком цих способів є те, що вони мало придатні для одержання відливок із сипучих матеріалів, зокрема стружки, внаслідок малої засипної ваги цього виду шихти Суттєвими є також витрати електроенергії, особливо при одержанні відливок із тугоплавких металів та їх сплавів Найбільш прийнятним у цьому відношенні є одержання відливок способом, при якому плавка ведеться у плавильній ємності, яка являє собою одночасно і ливарну форму Так, відомий спосіб [3], при якому вихідна шихта, у вигляді витратного електрода з осьовим каналом і порошкового продукта, який засипається під низ електрода, плавиться струмом високої частоти у формі з вогнетривкого матеріалу Потім метал охолоджується до затвердіння Цей спосіб, суть якого полягає в тому, що електрод і порошковий продукт плавляться знизу доверху (що забезпечує повне і рівномірне засвоєння порошкового продукту), в принципі непридатний у випадку електронно-променевої плавки, де ПІДВІД енергії здійснюється виключно зверху Крім цього, такий спосіб економічно доцільний лиш у випадку відносно великих мас зливків, оскільки не передбачає періодичності при одержанні невеликих відливок без розгерметизації камери, а вимагає повторення у повному обсязі всіх підготовчих робіт Найбільш близьким є спосіб [4], при якому метал або сплав у вигляді порошку подають у форму, підігрівають порошок у вузькій зоні плавлення і охолоджують и нижню частину, яка, переміщуючись вниз, дозволяє одержувати литу заготовку, з якої, при необхідності, можна отримати заготовки меншого розміру механічним засобом Застосування цього способу виправдано при одержанні відливок з направленою (одноосною) кристалічною структурою і несприйнятливе там, де, за технічними умовами, структура повинна мати однорідний, рівнозернистий характер по всьому перерізові відливки Крім того, він непридатний у випадку типових ливарних установок з поворотним тиглем, конструкція яких не передбачає реалізації такої схеми Задачею запропонованого винаходу є одержання відливок із тугоплавких металів та їх сплавів з однорідною, рівнозернистою структурою, зниження витрат на теплове випромінювання, завдяки проведенню плавки при невеликих потужностях електронно-променевого нагріву (10 15кВт), підвищення коефіцієнта використання металу за рахунок максимального наближення (О 46291 розмірів литої заготовки до розмірів деталі, що виготовляється з неї, а також за рахунок зведення до мінімуму ливарних дефектів (усадкової раковини, осьової пористості тощо) без застосування громіздкої ливникової системи, в тому числі ливарних надливів Поставлена задача вирішується тим, що у способі одержання відливок, який включає в себе подачу сипучої шихти в плавильний тигель, який є одночасно і ливарною формою, згідно з винаходом, нагрів і розплавлення її ведеться на мінімальних потужностях Крім цього, поставлена задача вирішується тим, що у способі одержання відливок, згідно з винаходом, тигель-форма розкривається для вивільнення відливки і повертається у робоче положення, надаючи можливість проведення повторного аналогічного циклу Суть способу пояснюється кресленням Пристрій, що являє собою мідний тигель-форму 1 з системою водяного охолодження 3 і електромеханічним приводом для розкривання 4 , розміщується у плавильній камері на основний плавильний тигель (на фіг не показані) Після засипки першої порції сипучої шихти із бункера 2 включається електронний промінь 5, і починається процес плавки, який завершується при досягненні необхідної висоти відливки Після ТОГО, за допомогою електромеханічного приводу 4 здійснюється розкривання тигля-форми 1, і відливка падає на дно основного тигля, який в цьому випадку служить приймальною ємністю Тигель-форма повертається у вихідне положення, що свідчить про готовність для проведення наступного аналогічного циклу Приклад Перевірку способу здійснювали у ФТІМС ПАН України при одержанні відливок із сплаву молібдену 0 40мм ,1 - 70мм із стружки, отриманої після токарної обробки деталей Паралельно проводилась виплавка цього сплаву у мідному водоохолоджувальному тиглі, який дозволяв одержувати 6кг розплаву В останньому випадку розплав зливався в графітову форму 0 40мм, 1 350мм Порівняльні дані двох способів приведені в таблиці Як видно із таблиці, пропонований спосіб дозволяє зменшити витрати при одержанні відливок із молібденового сплаву в 2 - 3 рази у порівнянні з традиційним литтям у форму Література 1 Петров Ю Б, Ратников Д Г Холодные титли - М Металлургия, 1972 -С 13-16 2 Патент України № 10845 А МПК С21С5/52 16 08 96 3 Заявка Франції № 2962822 МКИ В22Д2720 С22С19/00 публ 18 10 85 № 42 4 ЕПВ/ЕР/МКИ 4 В22Д27/94 Заявка № 0299417 публ 18 01 88 № З Таблиця Техніко - економічні показники при одержанні відливок молібденового сплаву Спосіб одержання Прототип Пропонований спосіб Пропонований спосіб Пропонований спосіб Потужність нагріву, кВт Тривалість плавки, хв ВІДЛИВКИ, КГ Маса 150 32 4,6 Питомі витрати електроенергії, кВт, г/кг 17,4 14 27 1,0 5,7 14 ЗО 1,1 6,4 14 28 1,05 6,2 Фіг. ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044)456-20- 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71