Спосіб обробки розплаву металу

Спосіб обробки розплаву металу, що включає обробку розплаву за рахунок електрогідроімпульсної дії від електророзрядної камери з зануреним у розплав хвилевідним стрижнем та подачу у розплав інертного газу, який відрізняється тим, що продувку розплаву інертним газом починають після закінчення електрогідроімпульсної дії. Корисна модель відноситься до області ливарного виробництва та металургії і може бути застосована при обробці рідких металів та сплавів у процесі їх виплавки та розливання. Відомо спосіб обробки розплаву металу [див. Гулий Г. О. Наукові основи розрядне - імпульсних технологій. - Київ: Наук, думка, 1990.- С 129-147], який включає позапічну дегазацію та рафінування розплаву за рахунок електрогідроімпульсної дії від електророзрядної камери з електродами та зануреним у розплав хвилевідним стрижнем. Ознаки, які збігаються з суттєвими ознаками корисної моделі, що заявляється: обробка розплаву за рахунок електрогідроімпульсної дії від електророзрядної камери з електродами та зануреним у розплав хвилевідним стрижнем. Причини, які перешкоджають одержанню очікуваного технічного результату: спосіб не дозволяє достатньо ефективно видаляти неметалеві включення з розплаву тому, що передбачає дії, які впливають на процес рафінування розплаву від неметалевих включень лише в період обробки. Так обробка приводить до видалення пухирців газу (зокрема водню) із розчиненого у розплаві стану у вільне, наступного зливання газових включень, спливання їх та дегазації розплаву. При протіканні процесу дегазації відбувається видалення з металу частинок шлаку, які знаходяться у зваженому стані, і інших неметалевих включень, які прилипають до пухирців газу, а потім флотуються ними на поверхню металу [ВРЕ.- М.: Радянська енциклопедія, 1975.-Том 21. -С. 1508-1509.]. У будь-якому випадку відбувається процес рафінування (очищення металу) від неметалевих вклю чень. Однак, неметалеві включення видаляються тільки під час обробки за рахунок ефекту флотації. Неоднорідний за своїм складом розплав (від макродефектів до мікро- чи субмікронедосконалостей) потребує підвищення часу дії цього ефекту. Але електрогідроімпульсна дія в розплаві протікає у достатньо короткий (обмежений) час, що призводить до не видалення частки залишкового газу та неметалевих включень. Прототипом способу, що заявляється, є спосіб обробки розплаву металу, що включає обробку розплаву металу за рахунок електрогідроімпульсної дії від електророзрядної камери з зануреним у розплав хвилевідним стрижнем та подачу у розплав інертного газу [дивись а. с. №1372740, МПК 4 B22D27/08, 7/12. "Устройство для обработки жидкого и кристаллизующегося металла", експертний висновок додається]. Ознаки, які збігаються з суттєвими ознаками корисної моделі, що заявляється: обробка розплаву за рахунок електрогідроімпульсної дії від електророзрядної камери з зануреним у розплав хвилевідним стрижнем та подачу у розплав інертного газу. Причини, які перешкоджають одержанню очікуваного технічного результату такі. Відомий спосіб для обробки розплаву металу не дозволяє ефективно обробляти розплав, тому що не передбачає дій, спрямованих на підвищення імпульсного тиску для компенсування втрат, які виникають при проходженні хвилі тиску у напрямку: хвилевідний стрижень - інертний газ - розплав. Для інтенсифікації механічних, гідродинамічних та обмінних процесів у розплаві потрібно активізувати діяння 00 со 00 00 О) 8838 на розплав за рахунок підвищення імпульсного тиску, що сприяло б інтенсифікації процесу подрібнення неметалевих включень та усуненню неоднорідності розплаву. В основу корисної моделі поставлено задачу: удосконалити спосіб обробки розплаву металу шляхом введення нової сукупності дій, що дозволить активізувати кавітаційні процеси у розплаві та спочатку збільшити ефект подрібнення неметалевих включень, а потім видалити їх із розплаву, що підвищить структурну однорідність в об'ємі литого металу та механічні властивості останнього. Суть корисної моделі полягає в тому, що у способі обробки розплаву металу, що включає обробку розплаву за рахунок електрогідроімпульсної дії від електророзрядної камери з зануреним у розплав хвилевідним стрижнем та подачу у розплав інертного газу, згідно з корисною моделлю, продувку розплаву інертним газом починають після закінчення електрогідроімпульсної дії. Розкриваючи причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю суттєвих ознак корисної моделі і технічним результатом, якого можна досягти, необхідно відмітити, таке. Обробка розплаву за рахунок електрогідроімпульсної дії від електророзрядної камери з зануреним у розплав хвилевідним стрижнем дозволяє активізувати кавітаційні процеси у розплаві та за рахунок потужних акустичних коливань, організованих суцільним хвилевідним стрижнем, збільшити ефект подрібнення неметалевих включень. Після закінчення електрогідроімпульсної дії, починають продувку розплаву інертним газом, яка дозволяє прискорити видалення неметалевих включень із розплаву, підвищити структурну однорідність в об'ємі литого металу та механічні властивості останнього. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де зображені пристрої для реалізації способу: на Фіг.1 - пристрій для електрогідроімпульсної дії на розплав металу, на Фіг.2 - пристрій для продувки розплаву інертним газом. Пристрій для реалізації способу містить ківш 1 з розплавом, електророзрядну камеру 2, суцільний хвилевідний стрижень 3, пристрій подачі інертного газу 4. Спосіб здійснюють таким чином. Завантажують шихту, наприклад алюмінієвий сплав марки АК9ч, та вмикають індукційну піч. При цьому у шихті індукується електричний струм, який забезпе Фіг.1 чує нагрівання сплаву до технологічної температури 700°С. Після цього розплав виливають у ківш 1, занурюють співвісно з вертикальною віссю у нього суцільний хвилевідний стрижень 3 електророзрядної камери 2. Подають напругу та починають електрогідроімпульсну дію, при якій у розплав вводять акустичні імпульси протягом п'яти хвилин з частотою посилки імпульсів 1Гц, енергією від 0,1 до ЮкДж, наприклад 1,25кДж. Після завершення електрогідроімпульсної дії із розплаву вилучають хвилевідний стрижень 3 та вводять пристрій для подачі інертного газу 4, виконаний, наприклад, у вигляді кільця із отворами по периметру і починають розосереджену продувку розплаву протягом 5 хвилин. Така продувка забезпечує однорідну обробку всієї маси металу. Після завершення продувки пристрій подачі інертного газу 4 видаляють із металу, очищають поверхню розплаву від неметалевих включень та починають розливку металу. Проведеними дослідженнями встановлено, що при обробці розплаву металу способом, що заявляється, показники структурної однорідності металу та його механічні властивості суттєво покращуються. Так середній розмір дендритної чарунки знижується від 15 до 13мкм (на 13%), об'єм неметалевих включень від 1,5 до 1%, розмір неметалевих включень зменшується від 4,6 до 2,7мкм (на 59%), вЗбільшується на 9%. Таким чином, наведений приклад використання способу свідчить про те, що використання нової сукупності дій у способі обробки розплаву металу дозволяє одержати не тільки відомий результат збільшити показники якості литого металу за рахунок його рафінування, а й досягти принципово нового результату - активізувати кавітаційні явища у розплаві, і, за рахунок потужних акустичних коливань, організованих суцільним хвилевідним стрижнем, збільшити ефект подрібнення неметалевих включень та часткове їх видалення у процесі флотації, а потім, за рахунок розосередження в об'ємі розплаву дії інертного газу, прискорити видалення неметалевих включень і газу із розплаву. У результаті це дозволяє оптимізувати процес обробки розплаву як за рахунок підвищення структурної однорідності в об'ємі литого металу, так і за рахунок підвищення його механічних властивостей. 8838 Фіг. 2 Комп'ютерна верстка А. Крижанівський 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 - 4 2 , 01601