Спосіб виготовлення тиглів, посудин, труб та профільованих виробів з тугоплавких матеріалів з монокристалічною, полікристалічною та певною структурою

1. Спосіб отримання монокристалів тугоплавких металів та сплавів пошаровим наплавленням з використанням плазмового джерела енергії, що дозволяє створити локальну розплавлену зону матеріалу, а при організації її руху у горизонтальному просторі, з підживленням рідким металом, отримують шар матеріалу, який відрізняється тим, що тиглі, посудини, труби та профільовані вироби з тугоплавких матеріалів виготовляють з використанням різновидів висококонцентрованого джерела енергії, для створення локальної розплавленої зони матеріалу разом з додатковим джерелом енергії, яке дозволяє підтримувати температуру виробу у діапазоні 0,1...0,9 від температури плавлення. C2 2 (19) 1 3 95541 4 Відомий спосіб виготовлення тиглів з тугоплави для створення локальної розплавленої зони вких матеріалів United States Patent 4,054,500, матеріалу та проведення обігріву виробу. вибраний як прототип, який полягає в осадженні Для отримання монокристалічної, полікристаматеріалу на дріт чи трубку. лічної та кристалічної структури тиглів, сосудів, Основним недоліком зазначених пристроїв є труб та профільованих виробів з тугоплавких мате, що вироби отримані таким засобом мають нетеріалів, виріб починають виготовляти наплавлендосконалу структуру та низьку щільність, що приням на зародковий кристал з потрібною структуводить до швидкої втрати робочих параметрів марою та орієнтацією, що дозволяє отримати виріб з теріалів. спадковою структурою. Відомий пристрій виготовлення монокристаліДля отримання додаткових властивостей вичних труб з тугоплавких металів і сплавів на їх робу та додаткового захисту від дії агресивного основі Російської Федерації SU1213780A1. середовища, лужних розплавів та рідких металів, За допомогою вказаного пристрою можливо тиглі, посудини, труби та профільовані вироби з виготовити труби з тугоплавких металів і сплавів тугоплавких матеріалів виготовляють таким чином, на їх основі, але основним недоліком є те що трещо певні шари (група шарів, розташованих поряд) ба попередньо виготовити трубу яка буде наплавотримують з різних матеріалів. лятися на монокристалічний зародковий кристал, і При вирішені різноманітних технологічних забуде наслідувати його структуру. дач тиглі, посудини, труби та профільовані вироби Відомий спосіб для виготовлення тиглів з тугоз тугоплавких матеріалів можуть виготовлятися з плавких матеріалів United States Patent 6,604,941 отриманого матеріалу засобами механічної обробВ2. ки та зварки. Вказаним засобом можливо виготовити тиглі, Для підвищення якості поверхні тиглів, посупосудини, труби та профільовані вироби з тугопдин, труб та профільованих виробів з тугоплавких лавких матеріалів, але такі вироби виготовляють матеріалів її піддають поверхневому переплавзасобами порошкової металургії, а значить при ленню, а при необхідності піддають механічній збільшенні габаритних розмірів зменшується обробці. щільність виробу та збільшується недосконалість Для додаткового захисту від дії контакту агреструктури, що приводить до швидкої втрати робосивного середовища, лужних розплавів та рідких чих параметрів матеріалів. металів, тиглі, посудини, труби та профільовані Відомий спосіб отримання монокристалів туговироби з тугоплавких матеріалів виготовляють з плавких металів та сплавів А. с. 232214, вибраний нанесенням шару матеріалу у кількості не менше як аналог. одного. Вказаним способом можливо виготовити моНа кресленні зображений спосіб виготовлення нокристалічні вироби з тугоплавких матеріалів, тиглів, посудин, труб та профільованих виробів з але за відсутності додаткового обігріву, який дотугоплавких матеріалів з монокристалічною та зволяє підтримувати температуру виробу не нижполікристалічною структурою. че необхідного рівня, не можливо отримати вироТиглі, посудини, труби та профільовані вироби би збільшених розмірів з високою якістю структури з тугоплавких матеріалів з монокристалічною та з причини великих напружень у наслідку значних полікристалічною структурою отримують пошаротемпературних градієнтів, що приводить до появи вим наплавленням за допомогою пристрою, який тріщин та руйнуванню виробу. містить вакуумну камеру 2, і якій розташовано виЗадача пристрою полягає у розширенні сорсококонцентроване 1, індукційне джерело енергії таменту тиглів, посудин, труб та профільованих 3,4, замість якого може міститися радіаційне 3,4 виробів з тугоплавких матеріалів плавленої якості джерело енергії чи їх комбінації. Піддон 6, який за рахунок збільшення габаритних розмірів, різнопереміщується у вертикальному напрямку, на яковиду геометричної форми (тиглі, посудини, труби му розташовують матеріал, на який проводять та ін.) та утворення з різною структурою виробів. пошарове наплавлення і отримують виріб 5. Поставлена задача вирішується тим, що споТиглі, посудини, труби та профільовані вироби сіб отримання монокристалів тугоплавких металів з тугоплавких матеріалів з монокристалічною та та сплавів пошаровим наплавленням з викорисполікристалічною структурою отримують запропотанням плазмового джерела енергії, що дозволяє нованим способом наступним чином. В камері на створити локальну розплавлену зону матеріалу, а піддоні розташовують матеріал, на який буде веспри організації її руху у горизонтальному просторі, тися наплавлення. Потім камеру вакуумують та з підживленням рідким металом, отримують шар утворюють потрібне середовище. Далі включають матеріалу, який відрізняється тим, що тиглі, посудодаткове джерело енергії, яке дозволяє попереддини, труби та профільовані вироби з тугоплавких ньо розігріти матеріал, розташований на піддоні, матеріалів виготовляють з використанням різнота забезпечити підтримку температури виробу, яке видів висококонцентрованого джерела енергії, для формується, протягом усього часу пошарового створення локальної розплавленої зони матеріалу наплавлення. Після отримання необхідної темперазом з додатковим джерелом енергії, яке дозворатури торця виробу включають висококонцентроляє підтримувати температуру виробу у діапазоні ване джерело енергії, що дозволяє створити лока0,1…0,9 від температури плавлення. льну розплавлену зону матеріалу, а при організації Для збільшення розміру та отримання більш її руху з підживленням рідкого металу у горизонтадосконалих виробів використовують комбінації льному просторі отримують шар матеріалу. Так різновидів висококонцентрованого, індукційного та шар за шаром отримують виріб. радіаційного джерела енергії, що забезпечує умо 5 95541 6 Використання запропонованого способу допрофільовані вироби з тугоплавких матеріалів відзволяє отримувати тиглі, посудини, труби та прорізняється тим, що запропонованим способом мофільовані вироби з тугоплавких матеріалів з моножна отримувати вироби з значно вищою щільністю кристалічною та полікристалічною структурою, які і більш досконалою структурою, а також отримувазначно якісніші за існуючі вироби. За допомогою ти вироби з монокристалічною та полікристалічзапропонованого способу можна отримати вироби ною структурою. Значна частина виробів з сукупніз карбідів (HfC, TaC, NbC, ZrC, NbC, TiC та ін.), стю перерахованих якостей, яка може бути боридів (HfB2,TaB2,ZrB2,WB2,NbB2, ТіВ2 та ін.) та виготовлена запропонованим способом, не може інших тугоплавких матеріалів з високою щільністю бути отримана іншими відомими способами, а саі досконалістю структури, які не можуть бути отриме вироби з матеріалів з температурою плавлення мані відомими іншими способами. понад 3000 °C. Порівняльний аналіз з відомим способами, які дозволяють отримувати тиглі, посудини, труби та Комп’ютерна верстка І. Скворцова Підписне Тираж 23 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