RU2030253C1 - Method of semicontinuous pressing of the consumable electrode - Google Patents
Method of semicontinuous pressing of the consumable electrode Download PDFInfo
- Publication number
- RU2030253C1 RU2030253C1 SU914941717A SU4941717A RU2030253C1 RU 2030253 C1 RU2030253 C1 RU 2030253C1 SU 914941717 A SU914941717 A SU 914941717A SU 4941717 A SU4941717 A SU 4941717A RU 2030253 C1 RU2030253 C1 RU 2030253C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pressing
- electrode
- pressure
- height
- pushing
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способу полунепрерывного прессования расходуемых электродов из высокореакционных металлов и сплавов, например титановых, с целью получения из них крупногабаритных слитков. The invention relates to powder metallurgy, in particular to a method for semi-continuous pressing of consumable electrodes of highly reactive metals and alloys, for example titanium, with the aim of obtaining large-sized ingots from them.
Известен способ формирования длинномерных изделий из металлического порошка, включающий засыпку порошка порциями в контейнер, прессование его и проталкивание через матрицу пуансоном. Для повышения производительности процесса проталкивание и прессование осуществляют одновременно за один рабочий ход пуансона. Перемещая вниз пуансон из крайнего верхнего положения, осуществляют предварительное уплотнение засыпанной порции шихты в матрице. При этом создается противодавление за счет сил трения от находящихся в матрице ранее спрессованных порций. Когда давление предварительного уплотнения засыпанной порции достигает величины сопротивления, создаваемого силами трения спрессованных порций о стенки матрицы, предварительное уплотнение заканчивается и начинается проталкивание через матрицу находящихся в ней порций. При этом проталкивание осуществляется на высоту одной спрессованной порции [1]. A known method of forming long products from a metal powder, including filling the powder in portions into a container, pressing it and pushing it through the matrix with a punch. To increase the productivity of the process, pushing and pressing are carried out simultaneously in one working stroke of the punch. Moving down the punch from the extreme upper position, a preliminary compaction of the filled portion of the charge in the matrix is carried out. This creates a backpressure due to friction from previously compressed portions in the matrix. When the pressure of the preliminary compaction of the filled portion reaches the resistance value created by the friction forces of the compressed portions on the matrix walls, the preliminary compaction ends and pushing through the matrix of the portions inside it begins. In this case, the pushing is carried out to the height of one compressed portion [1].
Такой способ прессования позволяет с большой производительностью получать изделия с однородной плотностью, хорошего качества, но при формировании крупногабаритных изделий из неоднородных по геометрии и весу компонентов электроды не всегда получаются требуемой прочности. This method of pressing allows high productivity to obtain products with uniform density, good quality, but when forming large-sized products from components that are heterogeneous in geometry and weight, the electrodes do not always produce the required strength.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ полунепрерывного прессования через конусную проходную матрицу шихтовых материалов с целью получения крупногабаритных расходуемых электродов для выплавки слитков титановых сплавов. Известный способ позволяет получить достаточно длинный и однородный в поперечном сечении электрод с минимальными изгибами в продольном направлении весом до 5,5 тс [2]. Closest to the technical nature of the claimed is a method of semi-continuous pressing through a conical feed-through matrix of charge materials in order to obtain large consumable electrodes for smelting ingots of titanium alloys. The known method allows to obtain a sufficiently long and uniform cross-sectional electrode with minimal bending in the longitudinal direction weighing up to 5.5 tf [2].
Прочностные характеристики электрода зависят от количества и качества шихтующих отходов, фракции и плотности губки, количества лигатуры, вносимой в электрод в чистовом виде и некоторых других условий. Совокупность неблагоприятных факторов ослабляет электрод. По периметру электрода (границе соприкосновения с внутренней поверхностью втулки) состав шихты неодинаков, различны скорости движения прессуемой массы. В отдельных макрообъемах могут скапливаться "не сцепляемые" компоненты шихты, например отходы и некоторые лигатуры. А это приводит к ослаблению сил сцепления не только между компонентами одной ссыпки, но и между ссыпками. Отпрессованные электроды плавятся в вертикально подвешенном состоянии. При этом поверхностное сцепление между порциями по известному способу примерно одинаково и, когда в электроде присутствуют макрообъемы с "не сцепляемыми" компонентами отходов и лигатуры, особенно в верхней части электрода, может быть обрыв электрода в процессе плавления. Чтобы этого не произошло, силы сцепления верхней порции шихты с нижней должны быть максимальные и должны превышать вес электрода. Силы сцепления нижней порции шихты с верхней должны превышать только вес порции. Количество порций шихты в электроде до 40. Вес одной порции составляет до 164 кг, а вес всего электрода достигает 6,0...6,5 тс. Следовательно, прочностные характеристики электрода являются одним из основных факторов качественного переплава полученных расходуемых электродов. The strength characteristics of the electrode depend on the quantity and quality of the charge waste, the fraction and density of the sponge, the amount of ligature introduced into the electrode in its pure form, and some other conditions. The combination of adverse factors weakens the electrode. Along the perimeter of the electrode (the border of contact with the inner surface of the sleeve), the composition of the charge is not the same, the speeds of the pressed mass are different. In certain macro-volumes, “unlinked” charge components, such as waste and some ligatures, can accumulate. And this leads to a weakening of the adhesion forces not only between the components of the same bulk, but also between the bulk. The pressed electrodes melt in a vertically suspended state. In this case, the surface adhesion between the portions according to the known method is approximately the same and when macro volumes with "unlinked" waste and ligature components are present in the electrode, especially in the upper part of the electrode, there may be a break in the electrode during the melting process. To prevent this, the adhesion forces of the upper portion of the charge from the lower should be maximum and must exceed the weight of the electrode. The adhesion forces of the lower portion of the charge from the upper should exceed only the weight of the portion. The number of portions of the charge in the electrode is up to 40. The weight of one portion is up to 164 kg, and the weight of the entire electrode reaches 6.0 ... 6.5 tf. Therefore, the strength characteristics of the electrode are one of the main factors for the qualitative remelting of the resulting consumable electrodes.
Цель изобретения - повышение прочности расходуемого электрода за счет дифференцированного распределения плотности порций шихты и усилий сцепления между порциями и повышение производительности процесса. The purpose of the invention is to increase the strength of the consumable electrode due to the differentiated distribution of the density of the batches of the charge and the adhesion forces between the batches and increase the productivity of the process.
Это достигается тем, что в известном способе полунепрерывного прессования расходуемого электрода, включающем засыпку шихты порциями в конусную матрицу, их уплотнение и проталкивание прессовки через матрицу, первую порцию шихты уплотняют без проталкивания при давлении, равном 30-70% максимального давления прессования электрода, начиная с второй порции до прессования последней порции давление прессования повышают на 3-20% до максимального давления прессования электрода и проталкивание осуществляют на высоту, равную 2,0-1,1 высоты уплотненной порции, а последнюю порцию уплотняют при максимальном давлении и проталкивают на высоту 1,5-3,5 высоты прессованной порции. This is achieved by the fact that in the known method of semi-continuous pressing of a consumable electrode, including filling the mixture in portions into a cone matrix, compacting them and pushing the pressing through the matrix, the first portion of the mixture is compacted without pushing at a pressure equal to 30-70% of the maximum pressing pressure of the electrode, starting from the second portion before pressing the last portion, the pressing pressure is increased by 3-20% to the maximum pressing pressure of the electrode and the pushing is carried out at a height equal to 2.0-1.1 of the height of the compacted servings, and the last portion is compacted at maximum pressure and pushed to a height of 1.5-3.5 the height of the pressed portion.
Повышение давления прессования напрямую связано с увеличением высоты в рабочей втулке спрессованной части электрода. При постепенном подъеме вверх уровня спрессованной части электрода увеличивается давление прессования. Высота уплотненной порции определяется эмпирическим путем, так как зависит от многих параметров, в частности от диаметра электрода, количества и механических свойств шихтовых материалов и др. Высота проталкиваемой порции напрямую связана с изменением максимального рабочего давления. Чем ниже высота проталкиваемой порции, тем меньше требуется давление для прессования последующих порций, так как соответственно снижается и противодавление спрессованных порций. Увеличение высоты спрессованной части электрода увеличивает противодавление и давление прессования. The increase in pressing pressure is directly related to the increase in height in the working sleeve of the pressed part of the electrode. With a gradual increase in the level of the pressed part of the electrode, the pressing pressure increases. The height of the packed portion is determined empirically, as it depends on many parameters, in particular, on the diameter of the electrode, the quantity and mechanical properties of the charge materials, etc. The height of the portion being pushed is directly related to the change in the maximum working pressure. The lower the height of the pushed portion, the less pressure is required to compress subsequent portions, since the back pressure of the compressed portions is correspondingly reduced. Increasing the height of the pressed portion of the electrode increases back pressure and pressing pressure.
Уплотнение первой порции электрода давлением на 30...70% ниже максимального, при котором прессуют верхние порции шихты, позволяет получить достаточно прочную первую нижнюю прессовку. Уменьшение давления ниже 30% от максимального приводит впоследствии к разрушению нижней части электрода (первой прессовки). Повышение давления более 70% от максимального приводит к снижению возможности дополнительного уплотнения верхних прессовок, к снижению производительности процесса. Compaction of the first portion of the electrode with a pressure of 30 ... 70% below the maximum, at which the upper portions of the charge are pressed, allows a sufficiently strong first lower pressing to be obtained. A decrease in pressure below 30% of the maximum subsequently leads to the destruction of the lower part of the electrode (first pressing). An increase in pressure of more than 70% of the maximum leads to a decrease in the possibility of additional sealing of the upper compacts, to a decrease in the process productivity.
Повышение давления на 3...20% при прессовании 1/3...2/3 высоты электрода до максимально возможного позволяет наиболее рационально распределить по длине электрода усилия сцепления между порциями. При повышении давления менее чем на 3% происходит ослабление усилий сцепления между порциями, возможны поломки электрода при транспортировке или обрывы прессовок в печи при плавлении. При повышении давления более чем на 20% максимальное давление прессования достигается уже на нижних прессовках, а прессование почти всего электрода на максимальном давлении нерационально. An increase in pressure by 3 ... 20% when pressing 1/3 ... 2/3 of the electrode height to the maximum possible allows the most rational distribution of the adhesion forces between the batches along the length of the electrode. With an increase in pressure of less than 3%, the adhesion forces between the portions are weakened, electrode breakdown during transportation or breaks of the compacts in the furnace during melting are possible. With a pressure increase of more than 20%, the maximum pressing pressure is reached already on the lower presses, and pressing almost the entire electrode at the maximum pressure is irrational.
Проталкивание первых порций, начиная с второй, на высоту 2,0...1,1 высоты прессованной порции, постепенно уменьшая до нижнего граничного значения, позволяет дополнительно уплотнить верхние прессовки предыдущего электрода и наиболее рационально распределить давление прессования по всей длине электрода. Pushing the first portions, starting from the second, to a height of 2.0 ... 1.1 the height of the pressed portion, gradually decreasing to the lower limit value, allows you to additionally compact the upper compacts of the previous electrode and most rationally distribute the pressing pressure along the entire length of the electrode.
Проталкивание последней порции электрода на 1,5...3,5 высоты прессованной порции позволяет дополнительно уплотнить верхние порции электрода, увеличить усилия сцепления между верхними порциями (особенно между последней и предпоследней). Такое проталкивание обеспечивает возможность ступенчатого повышения давления прессования. Проталкивание менее чем на 1,5 высоты спрессованной порции снижает возможность уплотнения верхних порций электрода. Проталкивание более чем на 3,5 высоты спрессованной порции снижает возможности уплотнения нижних порций, они могут разрушиться при дальнейших операциях, например транспортировке. Pushing the last portion of the electrode 1.5 ... 3.5 times the height of the pressed portion allows you to further compact the upper portions of the electrode, increase the adhesion force between the upper portions (especially between the last and penultimate). Such pushing provides the possibility of a stepwise increase in the pressing pressure. Pushing less than 1.5 times the height of the compressed portion reduces the ability to seal the upper portions of the electrode. Pushing more than 3.5 heights of the compressed portion reduces the ability to seal the lower portions, they can be destroyed during further operations, such as transportation.
Матрица, используемая при прессовании электрода в предлагаемом способе той же конструкции, что и в прототипе: конусная проходная втулка. Прессование электрода ведется полунепрерывным способом: готовый электрод выталкивается следующим прессуемым и т.д. Высота проталкивания одной порции по способу-прототипу равна высоте прессованной порции, при этом давление прессования постоянно на всей порции и меняется незначительно в зависимости от качества прессуемой шихты. The matrix used when pressing the electrode in the proposed method of the same design as in the prototype: conical bushing. The electrode is pressed in a semi-continuous way: the finished electrode is pushed out by the next pressed one, etc. The height of pushing one portion by the prototype method is equal to the height of the pressed portion, while the pressing pressure is constant over the entire portion and varies slightly depending on the quality of the pressed charge.
Использование предлагаемого способа полунепрерывного прессования расходуемого электрода позволит повысить прочность электрода, особенно верхней его части за счет усиления связи между верхними порциями; повысить производительность процесса прессования за счет снижения времени прессования нижних порций шихты; уменьшить кривизну электрода за счет снижения плотности нижних порций шихты. Using the proposed method of semi-continuous pressing of a consumable electrode will increase the strength of the electrode, especially its upper part due to the strengthening of the connection between the upper portions; to increase the productivity of the pressing process by reducing the pressing time of the lower portions of the mixture; reduce the curvature of the electrode by reducing the density of the lower portions of the charge.
Реализация предлагаемого способа осуществлялась в промышленных условиях прессового цеха плавильно-литейного завода при прессовании расходуемых электродов диаметром 640 мм, весом 6450 кг, длиной 5280 мм на вертикальном гидравлическом прессе усилием 10000 тс. Сплав электрода Вт1-0, количество отходов: 5% стружки, 10% обрези, 10% кусковых, остальное титановая губка. Вес одной порции шихты 164 кг. Прессование осуществляли по режимам, заявленным в способе (примеры 1-3). Одновременно для получения сравнительных данных проводилось прессование электродов по известному способу-прототипу (пример 4). Данные прессования и полученные результаты приведены в таблице. Implementation of the proposed method was carried out in industrial conditions of the press shop of the smelter when pressing consumable electrodes with a diameter of 640 mm, weight 6450 kg, length 5280 mm on a vertical hydraulic press with a force of 10,000 tons. The alloy of the electrode is W1-0, the amount of waste: 5% shavings, 10% trimmings, 10% lumpy, the rest is a titanium sponge. The weight of one portion of the charge is 164 kg. Pressing was carried out according to the modes claimed in the method (examples 1-3). At the same time, to obtain comparative data, the electrodes were pressed by the known prototype method (example 4). Press data and the results are shown in the table.
Процесс изготовления электрода (предлагаемый способ) можно рассмотреть на примере 1 (см. табл. ). Последнюю порцию шихты предыдущего электрода проталкивали на высоту 310 мм, затем первую порцию шихты следующего электрода уплотняли до давления прессования 11 кПа, не проталкивая, вторую порцию шихты проталкивали при давлении прессования 13,2 кПа на высоту 290-300 мм, третью порцию шихты проталкивали при давлении 15,4 кПа на высоту 285-295 мм и т.д. Причем давление прессования каждой порции набирали постепенно до максимального, а сам этот набор зависит от высоты проталкивания: чем она меньше, тем выше давление. Если в описываемом примере вторую порцию шихты протолкнуть на высоту всего лишь 200 мм, то давление прессования сразу будет близкое к максимальному и соответственно все остальные прессовки придется проталкивать на высоту 248 мм на максимальном давлении, а это известный технологический процесс (прототип). The manufacturing process of the electrode (the proposed method) can be considered in example 1 (see table.). The last portion of the charge of the previous electrode was pushed to a height of 310 mm, then the first portion of the charge of the next electrode was compacted to a pressing pressure of 11 kPa without pushing, the second portion of the charge was pushed at a pressing pressure of 13.2 kPa to a height of 290-300 mm, the third portion of the charge was pushed at pressure of 15.4 kPa to a height of 285-295 mm, etc. Moreover, the pressing pressure of each portion was gradually gained to the maximum, and this set itself depends on the pushing height: the lower it is, the higher the pressure. If in the described example the second portion of the charge is pushed to a height of only 200 mm, then the pressing pressure will immediately be close to the maximum and, accordingly, all other compacts will have to be pushed to a height of 248 mm at maximum pressure, and this is a known technological process (prototype).
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU914941717A RU2030253C1 (en) | 1991-06-03 | 1991-06-03 | Method of semicontinuous pressing of the consumable electrode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU914941717A RU2030253C1 (en) | 1991-06-03 | 1991-06-03 | Method of semicontinuous pressing of the consumable electrode |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2030253C1 true RU2030253C1 (en) | 1995-03-10 |
Family
ID=21577399
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU914941717A RU2030253C1 (en) | 1991-06-03 | 1991-06-03 | Method of semicontinuous pressing of the consumable electrode |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2030253C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106735234A (en) * | 2016-11-30 | 2017-05-31 | 西安柯辰威尔金属材料有限公司 | The pressurizing unit and preparation method of a kind of titanium or titanium alloy vacuum consumable electrode |
-
1991
- 1991-06-03 RU SU914941717A patent/RU2030253C1/en active
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 1. Авторское свидетельство СССР N 1452664, кл. B 22F 3/20, 1989. * |
| 2. Плавка и литье титановых сплавов. Под ред.Добайкина В.И. М.: Металлургия, 1978, с.265-271, рис.107 и 108. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106735234A (en) * | 2016-11-30 | 2017-05-31 | 西安柯辰威尔金属材料有限公司 | The pressurizing unit and preparation method of a kind of titanium or titanium alloy vacuum consumable electrode |
| CN106735234B (en) * | 2016-11-30 | 2019-05-14 | 西安柯辰威尔金属材料有限公司 | A kind of pressurizing unit and preparation method of titanium or titanium alloy vacuum consumable electrode |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3356496A (en) | Method of producing high density metallic products | |
| US4784690A (en) | Low density tungsten alloy article and method for producing same | |
| US4599215A (en) | Process and device for producing compressed mouldings from loose or sintered metal powder | |
| US5490969A (en) | Mould for isostatic pressing | |
| RU2030253C1 (en) | Method of semicontinuous pressing of the consumable electrode | |
| CN107674990B (en) | A kind of preparation method of the titanium alloy of element containing high-melting-point entirety consutrode | |
| RU2700892C2 (en) | Method for production of ingots out of zirconium alloys based on magnesium-thermal sponge | |
| US5631029A (en) | Mould for isostatic pressing | |
| CN107217164A (en) | A kind of preparation method of titanium alloy large-sized homogeneous ingot casting | |
| RU2090310C1 (en) | Method for semicontinuous pressing of consumable electrode from burden materials of titanium alloys | |
| RU2020772C1 (en) | Consumable electrode of vacuum electric-arc furnace | |
| RU2015845C1 (en) | Method for manufacture of consumable electrode for melting of high-alloy titanium alloys | |
| RU2048274C1 (en) | Method for manufacture of combined consumable electrode for vacuum arc melting | |
| JPH07316680A (en) | Method and equipment for collecting and treating aluminum dross and treatment agent for making aluminum dross ingot or steel | |
| US4159907A (en) | Method for melting aluminum scraps | |
| JPH11140505A (en) | Powder molding method in powder metallurgy | |
| US8066797B2 (en) | Method of treating metallic and non-metallic by-products | |
| RU2331679C2 (en) | Method of production of consumable electrode | |
| JP3533433B2 (en) | Metal purification method | |
| US4174933A (en) | Forming an extruded bar out of metal chips | |
| RU2307179C2 (en) | Charge material briquetting method | |
| RU2315119C2 (en) | Method of briquetting titanium-containing charge materials | |
| RU2365464C2 (en) | Method of manufacture of consumable electrode from sponge metal | |
| RU2051181C1 (en) | Apparatus for killing and alloying melts | |
| RU2014955C1 (en) | Method for making consumable electrode |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| REG | Reference to a code of a succession state |
Ref country code: RU Ref legal event code: MM4A Effective date: 20090604 |