RU2092758C1

RU2092758C1 - Melting-pouring plant for melting and producing titanium alloy castings

Info

Publication number: RU2092758C1
Application number: RU96103566A
Authority: RU
Inventors: Г.И. Рогожников; А.С. Буторин; Е.В. Суворина; В.Л. Сочнев; Ж.С. Бякова
Original assignee: Пермская государственная медицинская академия
Priority date: 1996-02-23
Filing date: 1996-02-23
Publication date: 1997-10-10

Abstract

FIELD: metallurgy; stomatology. SUBSTANCE: plant includes vacuum system with vacuum chamber, lining slag graphite crucible mounted in vacuum chamber, electric arc melting unit with consumable titanium electrode, pouring unit with casting container on centrifugal table, plant control unit Lining slag graphite crucible is provided with electromagnetic device to avoid burning-through of lining slag layer and to saturate alloy with admixtures. Container for castings is provided with device for preheating castings. Lining slag crucible is uncooled. EFFECT: enhanced reliability. 1 dwg

Description

Изобретение относится к металлургии и к технике медицинского назначения, а именно к установкам для плавки титановых сплавов и получения литых заготовок, в частности, для стоматологии. The invention relates to metallurgy and medical equipment, namely to installations for melting titanium alloys and producing cast billets, in particular for dentistry.

Известны плавно-заливочные вакуумные установки для плавления и получения литых заголовок из титановых сплавов машиностроительного назначения для получения титановых литых заголовок с выплавкой жидкого металла методом дуговой плавки с расходуемым электродом в гарнисажном тигле и центробежной заливкой литейных форм [1]
Наиболее близким аналогом к предлагаемой установке является плавильно-заливочная вакуумная установка для плавления и получения литых заголовок из титановых сплавов, содержащая вакуумную систему с вакуумной камерой, гарнисажный графитовый тигель, установленный в вакуумной камере, узел электродуговой плавки расходуемого титанового электрода, узел заливки с контейнером литейных форм на центробежном столе, установленный в вакуумной камере, пульт управления работой установки [2]
Все указанные выше аналоги имеют общие недостатки: позволяют выплавлять жидкий металл с минимальной массой порядка 50 кг и отливать заготовки с минимальной толщиной 2,0 мм; плавка металла не исключает прожога бокового гарнисажа и, как следствие, насыщения сплава примесями тигля; расплавленный металл имеет низкую температуру перегрева над температурой его плавления из-за больших теплопотерь стенки охлаждаемого тигля, что снижает его текучесть и способность оформлять тонкие стенки заготовки; заливочный контейнер не нагревается и заливка металла в холодные формы не позволет оформлять тонкие стенки заготовок; большие габариты, что не позволяет распологать их в лабораториях стоматологических клиник.Known smooth-filling vacuum installations for melting and obtaining cast headers from titanium alloys for engineering purposes to obtain titanium cast headers with the smelting of liquid metal by arc melting with a consumable electrode in a skull crucible and centrifugal casting molds [1]
The closest analogue to the proposed installation is a melting and casting vacuum installation for melting and producing cast titanium alloys header containing a vacuum system with a vacuum chamber, a skull graphite crucible installed in a vacuum chamber, an electric arc melting unit of a consumable titanium electrode, a casting unit with a casting container molds on a centrifugal table, mounted in a vacuum chamber, the control panel of the installation [2]
All the above analogues have common drawbacks: they allow melt liquid metal with a minimum mass of about 50 kg and cast billets with a minimum thickness of 2.0 mm; metal smelting does not exclude burn-through of the side skull and, as a result, saturation of the alloy with crucible impurities; the molten metal has a low superheat temperature above its melting temperature due to the large heat losses of the wall of the cooled crucible, which reduces its fluidity and the ability to form thin walls of the workpiece; the pouring container does not heat up and pouring metal into cold molds will not allow to form thin walls of the workpieces; large dimensions, which does not allow them to be located in the laboratories of dental clinics.

Задачей изобретения является создание малогабаритной вакуумной плавильно-заливочной установки, обеспечивающей выплавку качественного сплава с минимально допустимым количеством примесей и получения микроотливок с толщиной стенок до 0,1 мм и массой до 10 г из титановых сплавов, удовлетворяющих требованиям здравоохранения. The objective of the invention is the creation of a small-sized vacuum melting and casting plant, which provides the smelting of a high-quality alloy with a minimum allowable amount of impurities and micro-castings with a wall thickness of up to 0.1 mm and a weight of up to 10 g from titanium alloys that meet the health requirements.

Поставленная задача решается за счет того, что в плавильно-заливочной вакуумной установке для плавления и получения литых заготовок из титановых сплавов, содержащей вакуумную систему с вакуумной камерой, гарнисажный графитовый тигель, установленный в вакуумной камере, узел электродуговой плавки расходуемого титанового электрода, узел заливки с контейнером литейных форм на центробежном столе, установленный в вакуумной камере, пульт управления работой установки, гарнисажный графитовый тигель снабжен электромагнитным устройством устранения прожога гарнисажного слоя и насыщения сплава примесями, а контейнер литейных форм устройством подогрева литейных форм. при этом гарнисажный графитовый тигель выполнен неохлаждаемым. The problem is solved due to the fact that in a melting and pouring vacuum installation for melting and producing cast billets from titanium alloys containing a vacuum system with a vacuum chamber, a skull graphite crucible installed in a vacuum chamber, an electric arc melting unit of a consumable titanium electrode, a casting unit with a container of casting molds on a centrifugal table, mounted in a vacuum chamber, a control panel for the operation of the installation, a skull graphite crucible is equipped with an electromagnetic device anenia of burning through the skull layer and saturation of the alloy with impurities, and the container of molds with a device for heating molds. while the skull graphite crucible is made uncooled.

Новым в установке является то, что гарнисажный графитовый тигель снабжен электромагнитным устройством устранения прожога гарнисажного слоя и насыщения сплава примесями, а контейнер литейных форм устройством подогрева литейных форм, при этом гарнисажный графитовый тигель выполнен неохлаждаемым. New in the installation is that the skull graphite crucible is equipped with an electromagnetic device for eliminating burn-through of the skull layer and saturation of the alloy with impurities, and the mold container has a device for heating the molds, while the skull graphite crucible is made uncooled.

На чертеже изображено предлагаемое устройство. The drawing shows the proposed device.

В плавильно-заливочной камере 1 плавильный тигель 2 установлен в поворотном механизме. На тигель 2 монтируется электромагнитное устройство 3, включающееся одновременно с образованием дуги между торцем расходуемого электрода 4 и металлом на дне тигля 2. In the melting and pouring chamber 1, the melting crucible 2 is installed in a rotary mechanism. An electromagnetic device 3 is mounted on the crucible 2, turning on simultaneously with the formation of an arc between the end face of the consumable electrode 4 and the metal at the bottom of the crucible 2.

Заливаемые фермы 5 помещаются в термоконтейнер 6 с системой нагрева 7, который устанавливается на центробежном столе 8. Свободное пространство контейнера 6 заполняется опорным наполнителем. Нагреватель 7 является составным элементом термоконтейнера 6, изолирован от рабочего пространства плавильной камеры 1. Камера 1 снабжена вакуумной системой 9, которая способствует стабильному горению дуги, дегазации расплава и снижению его физико-химической активности. The poured trusses 5 are placed in a thermal container 6 with a heating system 7, which is installed on a centrifugal table 8. The free space of the container 6 is filled with support filler. The heater 7 is an integral element of the thermocontainer 6, isolated from the working space of the melting chamber 1. The chamber 1 is equipped with a vacuum system 9, which contributes to the stable burning of the arc, degassing of the melt and reduce its physico-chemical activity.

Устройство используется следующим образом. The device is used as follows.

Устанавливают расходуемый электрод 4, гарнисажный графитовый тигель 2, контейнер 6 литейной формой 5. Плавильно-заливочную камеру 1 герметизируют, включают вакуумную систему 9 и систему нагрева литейных форм 7. Set the consumable electrode 4, the skull graphite crucible 2, the container 6 of the mold 5. The melting and filling chamber 1 is sealed, include a vacuum system 9 and a heating system of the mold 7.

Затем включают энергосистему, зажигают дугу между электродом 4 и куском на дне тигля 2. Производят форсированное расплавление электрода 4, не допуская горения дуги между боковыми стенками тигля 2 путем включения /отключения/ электромагнитных катушек 3. Then turn on the power system, light the arc between the electrode 4 and the piece on the bottom of the crucible 2. Make forced melting of the electrode 4, preventing the burning of the arc between the side walls of the crucible 2 by turning on / off / electromagnetic coils 3.

После наплавки заданного количества металла и достижения заданной температуры литейной формы включают центробежный стол 8 и путем поворота тигля 2 металл сливают в литейную форму 5. После остывания формы 5 до заданной температуры производят разгерметизацию камеры 1. Контейнер 6 с отливками извлекают для последующих операций. Последующие финишные технологические операции производятся вне печи. After surfacing the specified amount of metal and reaching the set temperature of the mold, turn on the centrifugal table 8 and by turning the crucible 2 the metal is poured into the mold 5. After cooling the mold 5 to the set temperature, the chamber 1 is depressurized. The container 6 with the castings is removed for subsequent operations. Subsequent finishing operations are performed outside the furnace.

Предлагаемая конструкция печи обеспечивает получение широкой номенклатуры медицинских отливок высокого качества из титановых сплавов, обслуживается одним оператором, экономична в эксплуатации. The proposed furnace design provides a wide range of high-quality medical castings from titanium alloys, is serviced by one operator, and is economical to operate.

Claims

A smelting and casting plant for melting and producing castings of titanium alloys, containing a vacuum system with a vacuum chamber, a skull graphite crucible installed in a vacuum chamber, an electric arc melting unit for a consumable titanium electrode, a casting unit with a mold container on a centrifugal table mounted in a vacuum table the camera, the control panel of the installation, characterized in that the skull graphite crucible is equipped with an electromagnetic device for eliminating burn through of the skull layer and saturation alloy impurities, and molds a container - heating the molds device, wherein a graphite crucible is formed skull uncooled.