DE3341185C2 - Verfahren zur Vermeidung eines Metallkondensats auf den Wänden eines geschlossenen Schmelzgefäßes - Google Patents

Abstract

Es wird ein Verfahren beschrieben, um das Auftreten von Metallkondensaten auf den Wänden eines Vakuumbogenschmelzgefäßes oberhalb eines Metallschmelzepools praktisch zu eliminieren. Das Verfahren ist durch die Stufe gekennzeichnet, daß man eine Atmosphäre eines nichtkondensierbaren Gases in dem Gefäß oberhalb des Metallschmelzepools während des Schmelzvorgangs vorsieht.

Description

30 bogenofens mit verbrauchbarer Elektrode genannt werden. Der Tiegel kann evakuiert und eine Atmosphäre von 20% Helium und 80% Argon bei einem Druck von

Die Erfindung betrifft Verfahren zum Vakuumlicht- 10 mm Hg in den Tiegel eingeführt werden. Die verbogenschmelzen und insbesondere ein Lichtbogen- brauchbare Elektrode wird sodann in üblicher Weise schmelzverfahren, bei dem die Bildung eines Metallkon- 35 aufgeschmolzen, um in dem Tiegel einen Barren zu bildensats auf der Tiegelwand oberhalb der Metallschmel- den. Der Barren wird abgekühlt und aus dem Tiegel ze vermieden wird. entnommen. Er ist praktisch von »weißen Flecken« frei.

Beim Vakuumlichtbogenschmelzen von Superlegierungen, wie Inco 718, besteht ein Problem, das sich in
Form von »weißen Flecken« in dem gegossenen Block 40
und dem nachfolgenden Barren oder daraus hergestellten Produkt beim Anätzen des Metalls zeigt. Das Material, das diese »weißen Flecken« bewirkt, ist als ein
»shelf« oder Metallkondensat identifiziert worden, daß
sich auf dem kalten Kupfertiegel oberhalb der Schmelze 45
bildet. Dieses Kondensat bricht periodisch von der kalten Wand ab unf fällt in die Metallschmelze hinein. Der
Schmelzpool muß daher in relativ ruhigem Zustand gehalten werden, damit die Bildung einer agglomerierten
Lavesphase Ni₂Cb, die sich während des Erstarrens der 50
Metallschmelze bildet, verhindert wird. Das Ni₂CB ist
erheblich schwerer als das Matrixmetall und kann am
Boden des Metallpools agglomerieren. Es kann als eine
sehr klebrige Flüssigkeit angesehen werden, die am Boden des Pools ziemlich ähnlich wie Wasser am Boden 55
eines Benzinkanisters herumrollen kann. Wenn das
Ni₂Cb agglomeriert, dann zeigt sich die resultierende
Abscheidung in Form von großen schwarzen Flecken
beim Ätzen. Es ist daher wichtig, einen ruhigen Pool
aufrechtzuerhalten, was eine Magnetrührung oder son- 60
stige Durchbewegung des Pools ausschließt, um das abgefallene Kondensat in den Pool einzumischen.

Es w 1 de nun gefunden, daß das Kondensat eine hohe
Konzentration der flüchtigeren Elemente der Legierungs/iisammcnsetzung sowie der häufigeren Elemente ω
aufweist.

Wenn das Volumen des Behälters oberhalb des Pools
aus der Metallschmelze mit einem nichtkondensierba-

Claims (4)

1 2

ren Gas anstelle dem verflüchtigten Metallgas gefüllt Patentansprüche: wird, wurde festgestellt, daß dann der Aufstau dieses

störenden »shelfs« stark vermindert, wenn nicht sogar

1 Verfahren zur Vermeidung eines Metallkonden- vollständig eliminiert wird. Wenn das nichtkondensiersats an den Wänden eines geschlossenen Schmelzge- 5 bare Gas aus großen Molekülen besteht, die sich nicht fäßes oberhalb eines Metallschmelzepools einer wie ein ideales Gas verhalten, dann neigt.es dazu, die Nichteisenspurlegierung während des Schmelzens flüchtigen Metallmoleküle zurück auf die Oberflache nach dem Vakuumlichtbogen-Schmelzverfahren, des Metallschmelzepools zu pressen. Es wurde auch gedadurch gekennzeichnet, daß das funden, daß Gasionen oder Moleküle mit hoher Energie. Schmelzgefäß evakuiert wird und anschließend in io die auf die Wand des Metalltiegels aufprallen, dazu neidem Gefäß oberhalb des Metallschmelzepools wäh- gen, die Wand von dem Kondensat zu reinigen, rend des Schmelzvorganges eine Atmosphäre eines Der Anmeldung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ver-

nichtkondensierbaren Gases aufrechterhalten wird fahren zur Kontrolle der Abscheidung eines Metailkon- und das nichtkondensierbare Gas einen Druck auf- densats auf einer Behälterwand beim Vakuumlichtboweist, der größer ist als der Partialdruck der Metall- 15 genschmelzen anzugeben. Die gestellte Aufgabe wird dämpfe an der Oberfläche des Metallschmelzepools. gelöst mit einem Verfahren mit den kennzeichnenden

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Merkmalen des Anspruchs 1.

zeichnet, daß als nichtkondensierbares Gas ein Ge- Vorzugsweise wird das nichtkondensierbare Gas aus

misch von Gasen verwendet wird, von denen minde- einer Kombination von Gasen hergestellt, von denen stens eines die Wärmeleitfähigkeit der Schmelzat- 20 eines die Wärmeleitfähigkeit der Schmelzatmosphare mosphäre erhöht, um dem Bad Wärme zu entziehen verstärkt, um dem Bad Wärme zu entziehen und den und den Wärmefluß zu der Elektrode zu verbessern. Wärmefluß an die Elektrode zu erhöhen. Eine bevor-

3 Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- zugte Kombination von Gasen enthält einen Hauptteil zeichnet, daß als nichtkondensierbares Gas ein Ge- von Argon und einen kleineren Teil von Helium. Vormisch aus Argon und Helium verwendet wird. 25 zugsweise besteht die Gaskombination aus etwa vier

4 Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekenn- Volumenteilen Argon und einem Volumenteil Helium, zeichnet, daß ein Gemisch aus 20% Helium und 80% Als ein Beispiel für das erfindungsgemäße Verfahren Argon verwendet wird. kann die Einbringung einer Elektrode von Inco 718 mit

fünf Tonnen in einen Kupfertiegel eines Vakuumlicht-