Способ легирования сплавов в электронно-лучевой печи

 

Изобретение относится к области черной и цветной металлургии, а точнее к легированию сталей, цветных металлов и сплавов в электроннолучевых печах. Способ включает ввод в электроннолучевую печь измельченных легирующих материалов и плавление их. Легирующие материалы вводят в электроннолучевую печь совместно с заготовкой, предназначенной для переплава, в которой выполняют паз по всей длине, устанавливают в пазу шаблон с образованием продольных параллельных ячеек, в которые засыпают и равномерно разравнивают по всей длине соответствующие легирующие материалы, после чего шаблон убирают. Изобретение позволяет получить легированный высококачественный сплав в виде слитков прямоугольной или квадратной формы с однородной структурой и заданным химическим составом. 3 ил., 2 табл.

Изобретение относится к области черной и цветной металлургии, а точнее к легированию сталей, цветных металлов и сплавов в электроннолучевых печах.

Известен способ получения алюминиевобариевых сплавов по авторскому свидетельству №608844 (опубл. 30.05.78), заключающийся в том, что измельченные алюминий и барий слоями загружают в тигель для плавления и помещают тигель в реактор.

Известный способ невозможно применить в электронно-лучевой печи, так как процесс плавления происходит ускоренно за счет энергии электронного луча, и смешивание расплавленных материалов происходит за короткое время.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ легирования сплавов в электронно-лучевой печи по а.с. №337002 (опубл. 25.11.77), включающей промежуточный плавильный тигель, механизм загрузки шихты. В печь вводят и переплавляют измельченные легирующие элементы.

Этим способом в электронно-лучевой печи невозможно получить высококачественный легированный сплав, имеющий однородную структуру.

Задачей данного изобретения является получение легированного высококачественного сплава, имеющего однородную структуру, заданные химический состав и технологические параметры (например, слитки прямоугольной или квадратной формы).

Эта задача решается предложенным способом легирования сплавов в электронно-лучевой печи, включающим ввод и переплав в печи измельченных легирующих элементов, которые вводят совместно с переплавляемой заготовкой с пазом по всей длине, при этом в пазу устанавливают шаблон с образованием продольных параллельных ячеек, в которые засыпают и равномерно разравнивают по всей длине легирующие элементы, после чего шаблон убирают.

Отличительные признаки предлагаемого способа заключаются в том, что легирующие элементы вводят совместно с переплавляемой заготовкой с пазом по всей длине, при этом в пазу устанавливают шаблон с образованием продольных параллельных ячеек, в которые засыпают и равномерно разравнивают по всей длине легирующие элементы, после чего шаблон убирают.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, на которых изображены:

на фиг.1 - переплавляемая заготовка с шаблоном;

на фиг.2 - то же, вид сверху;

на фиг.3 - поперечный разрез (без шаблона)

Ниже дан вариант осуществления изобретения, не исключающий другие варианты в пределах формулы изобретения.

Например, необходимо получить слиток массой 4,5 т стали марки 55Х, химический состав приведен в таблице 1.

Берется круглая заготовка 1 следующих размеров: диаметр = 300 мм, длина L = 2250 мм из стали марки - сталь 50. Химический состав приведен в таблице 2.

В заготовке выполняется паз по всей длине заготовки: высота паза h = 40 мм, ширина паза Н = 60 мм.

Масса заготовки с учетом паза и удельным весом стали (7,8 г/см) будет равна: 4950-420=4530 (кг).

Для получения химического состава стали 55Х необходимо ввести, с учетом угара, легирующие элементы - 80 кг феррохрома (хром=65%) и 2 кг кокса (углерода). Эти элементы располагаются в пазу с помощью шаблона 2 в две продольные параллельные ячейки 3 и 4, образованные шаблоном 2 и пазом заготовки 1. В более узкую ячейку 3 укладывается и разравнивается по всей длине кокс, в более широкую ячейку 4 - феррохром.

Заготовка 1 после наполнения ячеек 3, 4 и снятия шаблона 2 подается вместе с легирующими элементами в рабочую зону электронно-лучевой печи для переплава.

При необходимости возможно перемещение шаблона вдоль паза по всей длине заготовки. Количество ячеек в шаблоне зависит от числа вводимых легирующих элементов (например, если легирующих элементов будет три, то и соответственно будет три ячейки в шаблоне). Кроме того, ячейки шаблона могут быть постоянными и регулируемыми, то есть шаблон может быть изготовлен из продольных пластин с ушками, соединенных между собой жестко или соединенных шпильками, при помощи которых можно регулировать ширину ячеек.

Легируемый сплав, полученный данным способом, имеет однородный химический состав по всему объему слитка и плотную структуру.

Формула изобретения

Способ легирования сплавов в электронно-лучевой печи, включающий ввод и переплав в печи измельченных легирующих элементов, отличающийся тем, что легирующие элементы вводят совместно с переплавляемой заготовкой с пазом по всей длине, при этом в пазу устанавливают шаблон с образованием продольных параллельных ячеек, в которые засыпают и равномерно разравнивают по всей длине легирующие элементы, после чего шаблон убирают.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3

PC4A - Регистрация договора об уступке патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение

Прежний патентообладатель:Общество с ограниченной ответственностью "Южуралмашзавод"

(73) Патентообладатель:Открытое акционерное общество "Машиностроительный концерн ОРМЕТО-ЮУМЗ"

Договор № РД0020051 зарегистрирован 26.03.2007

Извещение опубликовано: 10.05.2007        БИ: 13/2007