RU2763827C1 - Способ вакуумного дугового переплава слитков из титановых сплавов, легированных марганцем - Google Patents
Способ вакуумного дугового переплава слитков из титановых сплавов, легированных марганцем Download PDFInfo
- Publication number
- RU2763827C1 RU2763827C1 RU2020142039A RU2020142039A RU2763827C1 RU 2763827 C1 RU2763827 C1 RU 2763827C1 RU 2020142039 A RU2020142039 A RU 2020142039A RU 2020142039 A RU2020142039 A RU 2020142039A RU 2763827 C1 RU2763827 C1 RU 2763827C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pressure
- furnace
- working gas
- remelting
- mode
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B9/00—General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
- C22B9/16—Remelting metals
- C22B9/20—Arc remelting
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области специальной электрометаллургии, а именно к вакуумному дуговому переплаву высокореакционных металлов и сплавов, и может быть использовано при выплавке слитков из титановых сплавов, легированных марганцем. Осуществляют вакуумирование печи, зажигание дуги в вакууме, подачу в камеру печи рабочей газовой среды до рабочего давления и ведение основного процесса переплава при этом давлении, окончание процесса переплава - выведение усадочной раковины. В качестве рабочей газовой среды используют смесь инертных газов, содержащую 15-85% гелия, аргон остальное, при этом подачу рабочей газовой смеси в камеру печи осуществляют до величины давления 2-7 кПа. После окончания основного режима переплава снижают давление рабочей газовой смеси до величины 0,2-5 кПа и переходят на режим выведения усадочной раковины. Изобретение позволяет повысить выход годного металла за счет улучшения проплава боковой и литниковой поверхностей слитка. 1 пр.
Description
Изобретение относится к области специальной электрометаллургии, а именно к вакуумному дуговому переплаву высокореакционных металлов и сплавов, и может быть использовано при выплавке слитков из титановых сплавов.
Титановые сплавы, легированные марганцем, (в частности таких марок, как От4, От4-1 и др.) используются в качестве свариваемых сплавов высокой технологичности при холодной или горячей обработке и применяются в машиностроении как конструкционный и обшивочный материал. Однако получение слитков из этих сплавов посредством вакуумного дугового переплава затруднено из-за интенсивного испарения марганца, имеющего высокую упругость пара при температуре плавления титана. Это может привести к значительным потерям марганца в составе сплава и, следовательно, к несоответствиям химического состава материала требованиям нормативной документации. Во избежание указанных несоответствий получение слитков требуемого качества из титановых сплавов, легированных марганцем, предпочтительно осуществлять в атмосфере инертных газов, в частности аргона. Однако при этом возникают дополнительные проблемы, связанные с низкой воспроизводимостью процесса, а также пониженным качеством проплава боковой поверхности слитка. Поэтому весьма актуальной становится проблема получения качественного слитка, для решения которой требуется совершенствование технологических параметров переплава в вакуумных дуговых печах.
Известен способ выплавки слитков, включающий вакуумирование печи, зажигание дуги в вакууме, подачу в печь аргона до рабочего давления и ведение процесса плавления при этом давлении, окончание процесса плавления, выведение усадочной раковины, при этом после зажигания дуги в вакууме в течение 10-15 мин формируют устойчивый диффузный режим горения дуги, корректируют длину дугового зазора до минимального, при котором поддерживается устойчивый дуговой разряд, наполняют печь аргоном до рабочего давления со скоростью 2-4 мм рт.ст./мин, а на окончательном этапе плавления перед переходом на режим выведения усадочной раковины для исключения возникновения аномального разряда снижают давление аргона в печи до 2,5-5,0 мм рт.ст. и ведут режим выведения усадочной раковины при этом давлении (Патент РФ №2304176, публ. 10.08.2007).
Недостатком этого способа является недостаточная стабильность процесса плавления на основном режиме и режиме выведения усадочной раковины, а также низкое качество проплава боковой и литниковой поверхностей слитка.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является разработка режимов вакуумного дугового переплава, позволяющих улучшить качество выплавляемых слитков при обеспечении стабильности и безопасности процесса плавления.
Техническим результатом, достигаемым при осуществлении изобретения, является повышение выхода годного металла за счет улучшения проплава боковой и литниковой поверхностей слитка.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе вакуумного дугового переплава слитков из титановых сплавов, легированных марганцем, включающем вакууумирование печи, зажигание дуги в вакууме, подачу в камеру печи рабочей газовой среды до рабочего давления и ведение основного процесса переплава при этом давлении, окончание процесса переплава - режим выведения усадочной раковины (далее - режим ВУР), согласно изобретению в качестве рабочей газовой среды используют смесь инертных газов, содержащую 15-85% гелия, остальное - аргон, при этом подачу рабочей газовой смеси в камеру печи осуществляют до величины давления 2-7 кПа. Режим ВУР осуществляют при величине рабочего давления 0,2-5 кПа.
Способ реализуется следующим образом.
Расходуемый электрод загружают в кристаллизатор вакуумной дуговой печи. После загрузки и центровки электрода осуществляют его присоединение к электрододержателю. Печь вакуумируют, включают источник питания. Задают величину силы тока и дугового зазора для начального периода плавки. После наведения жидкой ванны металла на поддоне подают в камеру печи смесь рабочего газа до заданной величины давления. Подачу рабочей газовой смеси, содержащей от 15 до 85% гелия, остальное - аргон, осуществляют в камеру печи до величины давления 2-7 кПа, что в совокупности позволяет стабилизировать процесс плавления за счет ограничения раскачивания расплава, обеспечения равномерности температуры поверхности ванны жидкого металла в центре и на периферии, а также улучшить видимость процесса переплава за счет снижения газовыделения.
Далее осуществляют повышение силы тока до рабочей величины и переходят в рабочий режим плавки. После окончания основного периода плавки снижают давление смеси рабочего газа до величины 0,2-5 кПа и переходят на режим ВУР. Указанный интервал давления обусловлен возможностью стабилизации температуры ванны жидкого металла, а также необходимостью исключения падения массовой скорости плавления до критически-низких величин.
После окончания переплава осуществляют охлаждение слитка и выгрузку его из печи.
Промышленную применимость изобретения подтверждает пример конкретного его выполнения.
В промышленных условиях проводили переплав электрода диаметром 570 мм из титанового сплава марки ОТ4 для получения слитка диаметром 640 мм под дальнейшую деформационную обработку. Сплав ОТ4 легирован марганцем до 2%, масс. Электрод загружали в вакуумную дуговую электропечь печь модели ВД650. Печь вакуумировали до давления 1,3-5,3 Па, зажигали дугу при напряжении 30 В и токе 8 кА. После прогрева нижнего торца электрода осуществляли подачу смеси рабочего газа до рабочих режимов. Далее поднимали силу тока и напряжение дуги до установленных параметров и вели основной период переплава с возможностью визуального наблюдения. На режиме ВУР осуществляли откачку смеси рабочих газов до величины давления 0,4 кПа. После окончания режима ВУР и процесса охлаждения полученный слиток выгрузили из печи. Химический состав слитка соответствовал нормативно-технической документации. Боковая поверхность слитка отличалась высоким качеством и не требовала дополнительной обработки. Качество литниковой части слитка соответствовало всем установленным требованиям. Слиток был подвергнут кузнечной обработке, несоответствий при последующей ковке слитка не обнаружено. Выход годного металла при изготовлении продукции из полученного слитка, по сравнению с прототипом, увеличился на 1,5%.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет стабилизировать процесс переплава в основном режиме плавки и режиме ВУР, повышает выход годного металла за счет улучшения проплава боковой и литниковой поверхностей слитков. Кроме того, предлагаемый способ, в сочетании с реализацией режимов в автоматической режиме, обладает высокой воспроизводимостью результатов.
Claims (1)
- Способ получения слитка из титанового сплава, легированного марганцем, в вакуумной дуговой печи, включающий загрузку электрода в кристаллизатор печи, вакуумирование печи, зажигание дуги в вакууме, подачу в камеру печи рабочей газовой среды до рабочего давления и ведение основного процесса переплава при этом давлении, окончание режима переплава, режим выведения усадочной раковины, охлаждение слитка и выгрузку его из печи, отличающийся тем, что в качестве рабочей газовой среды используют смесь инертных газов, содержащую 15-85% гелия, остальное - аргон, при этом подачу рабочей газовой смеси в камеру печи осуществляют до величины давления 2-7 кПа, а после окончания основного режима переплава снижают давление рабочей газовой смеси до величины 0,2-5 кПа и переходят на режим выведения усадочной раковины.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020142039A RU2763827C1 (ru) | 2020-12-18 | 2020-12-18 | Способ вакуумного дугового переплава слитков из титановых сплавов, легированных марганцем |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020142039A RU2763827C1 (ru) | 2020-12-18 | 2020-12-18 | Способ вакуумного дугового переплава слитков из титановых сплавов, легированных марганцем |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2763827C1 true RU2763827C1 (ru) | 2022-01-11 |
Family
ID=80040156
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020142039A RU2763827C1 (ru) | 2020-12-18 | 2020-12-18 | Способ вакуумного дугового переплава слитков из титановых сплавов, легированных марганцем |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2763827C1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4435818A (en) * | 1981-05-26 | 1984-03-06 | Leybold-Heraeus Gmbh | Method and apparatus for monitoring the melting process in vacuum arc furnaces |
EP1184470A2 (en) * | 2000-08-31 | 2002-03-06 | General Electric Company | Vacuum arc remelting apparatus and process |
RU2304176C2 (ru) * | 2005-07-22 | 2007-08-10 | Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Способ выплавки слитков |
RU2324748C2 (ru) * | 2006-05-22 | 2008-05-20 | ОАО "Корпорация ВСМПО-АВИСМА" | Способ контроля вакуумной дуговой плавки |
-
2020
- 2020-12-18 RU RU2020142039A patent/RU2763827C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4435818A (en) * | 1981-05-26 | 1984-03-06 | Leybold-Heraeus Gmbh | Method and apparatus for monitoring the melting process in vacuum arc furnaces |
EP1184470A2 (en) * | 2000-08-31 | 2002-03-06 | General Electric Company | Vacuum arc remelting apparatus and process |
RU2304176C2 (ru) * | 2005-07-22 | 2007-08-10 | Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Способ выплавки слитков |
RU2324748C2 (ru) * | 2006-05-22 | 2008-05-20 | ОАО "Корпорация ВСМПО-АВИСМА" | Способ контроля вакуумной дуговой плавки |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102616983B1 (ko) | 저질소, 본질적으로 질화물을 함유하지 않는 크롬 및 크롬과 니오븀-함유 니켈계 합금의 제조 방법 및 수득된 크롬 및 니켈계 합금 | |
CN111394590B (zh) | 一种变形高温合金gh4169的真空自耗重熔方法 | |
CN114934205B (zh) | 一种镍基高温合金高纯净度化的熔炼方法 | |
CN113737011B (zh) | 一种超高纯铜锰合金的制备方法 | |
CN103394826A (zh) | 一种降低挤压棒缺陷的工艺方法 | |
RU2763827C1 (ru) | Способ вакуумного дугового переплава слитков из титановых сплавов, легированных марганцем | |
US3723630A (en) | Method for the plasma-ac remelting of a consumable metal bar in a controlled atmosphere | |
JP2001335854A (ja) | 高純度金属精製装置及び高純度金属精製方法 | |
CN112921196A (zh) | 一种耐蚀Ti35钛合金铸锭的制备方法 | |
CN113025860B (zh) | 一种兼具高强度、高硬度及高热稳定性的Laves相共晶合金及其制备方法 | |
RU2407815C1 (ru) | Способ получения в вакууме слитков особочистой меди | |
RU2344186C2 (ru) | Способ производства литейных жаропрочных сплавов на основе никеля (варианты) | |
CN113637858A (zh) | 基于两步复合熔炼工艺的TiAl基合金及其制备方法 | |
CN113943877A (zh) | 一种Ti6242s合金铸锭的制备方法 | |
RU2824970C1 (ru) | Способ выплавки лигатуры никель-магний в дуговой печи постоянного тока с полым электродом в токе аргона | |
RU2734220C1 (ru) | Способ изготовления лигатур в вакуумной дуговой печи с нерасходуемым электродом | |
RU2807237C1 (ru) | Способ выплавки жаропрочных сплавов на медной основе | |
RU2161207C1 (ru) | Способ получения ниобия высокой чистоты | |
RU2309996C2 (ru) | Способ получения слитков из меди и ее сплавов | |
JP3125393B2 (ja) | チタン−アルミニウム合金鋳造物の鋳造方法 | |
RU2792907C1 (ru) | СПОСОБ ВАКУУМНОГО ДУГОВОГО ОКОНЧАТЕЛЬНОГО ПЕРЕПЛАВА СЛИТКОВ ИЗ ТИТАНОВОГО СПЛАВА МАРКИ Ti-10V-2Fe-3Al | |
RU2811632C1 (ru) | СПОСОБ ВАКУУМНОГО ДУГОВОГО ОКОНЧАТЕЛЬНОГО ПЕРЕПЛАВА СЛИТКОВ ИЗ ТИТАНОВОГО СПЛАВА МАРКИ Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo | |
RU2304176C2 (ru) | Способ выплавки слитков | |
JPH05154642A (ja) | チタン−アルミニウム合金鋳造物の鋳造方法 | |
JP4209964B2 (ja) | 金属バナジウム又は/及び金属バナジウム合金の溶解方法並びに鋳造方法 |