SU1082557A1 - Method of producing ingots - Google Patents

Method of producing ingots Download PDF

Info

Publication number
SU1082557A1
SU1082557A1 SU823446151A SU3446151A SU1082557A1 SU 1082557 A1 SU1082557 A1 SU 1082557A1 SU 823446151 A SU823446151 A SU 823446151A SU 3446151 A SU3446151 A SU 3446151A SU 1082557 A1 SU1082557 A1 SU 1082557A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
gas pressure
temperature
ingot
layer
chamber
Prior art date
Application number
SU823446151A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вахтанг Михайлович Бережиани
Лаура Бениаминовна Бережиани
Александр Иванович Гогадзе
Джимшер Антонович Андриашвили
Георгий Шотаевич Ониашвили
Вадим Васильевич Никитин
Геннадий Петрович Кибовский
Original Assignee
Предприятие П/Я Р-6930
Институт металлургии им.50-летия СССР АН ГССР
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я Р-6930, Институт металлургии им.50-летия СССР АН ГССР filed Critical Предприятие П/Я Р-6930
Priority to SU823446151A priority Critical patent/SU1082557A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1082557A1 publication Critical patent/SU1082557A1/en

Links

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЛИТКОВ, включающий нагрев формы в печи, заливку в ней расплава, вакуумирование камеры, создание в ней избыточного газового давлени , послойное затвердевание слитка и сброс давлейи  в камере после полного затвердевани  слитка, отличающийс  тем, что, с целью повьшени  физико-механических свойств металла и увеличени  выхода годного, после вакуумировани  камеры производ т ее продувку инертным газом под давлением до Oj15 МПа и при достижении в металле температуры 0,85-0,9 температуры ликвидуса его вновь нагревают до тем пературы на 20-150с вьше ликвидуса, увеличивают давление газа до 1,25 ,0 МПа, и послойное затвердевание слитка осуществл ют под пульсирующим газовым давлением при посто нной температуре прибыльной части, причем амплитуду пульсации газового давлеS ни  вьщерживают в пределах (Л лъь лъъ 5 хгде К - коэффициент пульсации, равный 0,10-0,15.A method for producing ingots, including heating the mold in the furnace, pouring the melt in it, evacuating the chamber, creating an excessive gas pressure in it, layer-by-layer solidification of the ingot and relieving the pressure in the chamber after complete solidification of the ingot, characterized in that it has physical and mechanical properties metal and increase the yield, after evacuating the chamber, it is purged with an inert gas under pressure up to Oj15 MPa and when the metal reaches a temperature of 0.85-0.9 liquidus temperature, it is again heated to The temperature was increased by 20–150s higher than the liquidus, the gas pressure was increased to 1.25.0 MPa, and the layer-by-layer solidification of the ingot was carried out under a pulsating gas pressure at a constant temperature of the profitable part, while the amplitude of the gas pressure pulsation was not kept within (L = 3). where K is the ripple factor, equal to 0.10-0.15.

Description

Изобретение относитс  к металлургии , а именно к способам получени  слитков направленным затвердеванием металла в литейной форме. Известен спосо отливок направленным затвердеванием, включающий вакуумирование камеры, нагрев формы, расплавление в ней металла и послойное затвердевание отливки . Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемо му результату  вл етс  способ получени  сЛитков, включающий нагрев фор мы, заливку в нее расплава, вакуумирование камеры, создание в ней-избыточного газового давлени , послойное затвердевание слитка и сброс дав лени  в камере iz , Недостатками указанных способов  вл ютс  низкие физико-механические свойства полз чаемых слитков из-за газовой пористости и неоднородности, структуры и малый выход годного, так как прибыльна  часть слитка в них отрезаетс  и идет на переплав. Цель изобретени  - повьшение физи ки-механических свойств металла и увеличение выхода годного. Поставленна  цель достигаетс  тем что согласно способу получени  слитков , включающему нагрев формы в печи заливку в нее расплава, вакуумирование камеры, создание в ней избыточного газового давлени , послойное затвердевание слитка и сброс давлени  в камере после полного затвердевани  слитка, после вакуумировани  камеры производ т ее продувку инертным газом под давлением до 0,15 МПа и при достижении в металле температуры 0,85-0,9 температуры ликвидуса его вновь нагревают до температуры на 20-150 С выше ликвидуса, увеличивают давление газа до 1,2-5,0 МПа, и послойное затвердевание слитка осуществл ют под пульсирующим газовы давлением при посто нной температуре прибьшьной части, причем амплитуда пульсации газового давлени  вьщерживают в пределах .. изв 1 Ризво где К - коэффициент пульсации, равный 0,1-0,15. Способ осуществл ют следующим образом . Расплав цветного или черного металла заливают в предварительно нагретую до температуры кристаллизации форму С здданным перегревом дл  компенсации теплопотерь от транспорти ровки и заливки расплава. Далее установку герметизируют, вакуумируют и производ т продувку камеры инертным газом в течение 2-20 мин под давлением до 0,15 МПа с одновременным понижением температуры до 0,85-0,90 температуры ликвидуса сплава. Во врем  продувки расплав охлаждаетс  с вьщелением газа. Затем металл перегревают на 20-150с выше температуры кристаллизации и увеличивают давление газа до 0,12-0,5 МПа. Затвердевание слитка осуществл ют с принудительным охлаждением его донной части, с последовательным отключением нагревательных секций по высоте формы и при пульсирующем газовом давлении. Амплитуду пульсации газового давлени  выдерживают в пределах Л PU.C: ± к Р где К - коэффициент пульсаций, равньш 0,1-0,15. По мере продвижени  фронта затвердевани  сдитка 1ФОИЗВОДЯТ корректировку подвода тепла к его прибьшьной части с тем, чтобы компенсировать отводимое тепло от интенсивно охлаждаемой части слитка. По окончании затвердевани  печь выключают и сбрасывают газовое давление. Пример. В предварительно нагретую до 640-660 Сграфитовую форму заливают 2,5 кг дуралюмини  марки Д-16 с перегревом на 20с. После герметизации и вакуумировани  установки производ т продувку камеры аргона под давлением 0,12 МПа в течение 3 мин с одновременным понижением температуры до 580 с. Далее затвердевший металл расплавл ют и перегревают на 30 С вьпие температуры ликвиду са сплава. Давление газа увеличивают до 30 МПа. Затем отключают нижнюю часть нагревательной печи, начинаетс  послойна  кристаллизаци  под давлением жидкой фазы с принудительным охлаждением донной части слитка и с пульсирующим давлением газа (амплитуда пульсации 0,2 МПа). В процессе отливки производ т корректировку подвода тепла в прибьшьной части слитка по контрольной термопаре. По окончании полного затвердевани  печь выключают и сбрасывают давление газа. При давлении продуваемого газа, большем 0,15 МПа, происходит интенсивное охлаждение слитка, что требует дополнительным энергозатрат дл  под-держани  заданного температурного режима и приводит к перерасходу газа. При перегреве расплава, меньшем 20°С, увеличиваетс  цикл выплавки слитков. Перегрев расплава выше ведет к необоснованному повышению энергозатрат . Увеличение давлени  газа после повышени  температуры расплава менее, чем на 1,2 МПа не вызовет существенного улучшени  свойств металла. Увеличение давлени  газа свьшге 5,0 МПа сдерживаетс  технологическими 10 57 возможност ми ведени  процесса . Иредлагаемый способ по сравнению с базовым объектом, за который прин т прототип, позвол ет увеличить выход годного за C4e.j выплавки головной части слитков без раковин. Отпадает необходимость в отрезке прибыли и ее дальнейшей переплавке. Физико-механические свойства вьтлавленного метал ла (Не 130, 6 25%, 45 МПа) на 10-30% превышают аналогичные характеристики металлов, выплавленных известными способами. Ожидаемый годовой экономический эффект составит 30-40 тыс.руб.The invention relates to metallurgy, in particular to methods for producing ingots by directionally solidifying a metal in a mold. Known for the method of casting directional solidification, including the evacuation of the chamber, heating the mold, the melting of metal in it and the solidification of the casting. The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a method for obtaining casts, including heating the mold, pouring the melt into it, evacuating the chamber, creating in it an excessive gas pressure, layer-by-layer solidification of the ingot and depressurizing the chamber in iz. These methods are low physico-mechanical properties of crawled ingots due to gas porosity and heterogeneity, structure and low yield, because the profitable part of the ingot is cut off and goes to remelting . The purpose of the invention is to improve the physic-mechanical properties of the metal and increase the yield. This goal is achieved in that according to the method of producing ingots, which includes heating the mold in the furnace, pouring the melt into it, evacuating the chamber, creating an excessive gas pressure in it, layer-by-layer solidification of the ingot and relieving the pressure in the chamber after complete solidification of the ingot, after evacuating the chamber, purge with an inert gas under pressure up to 0.15 MPa and when the metal reaches a temperature of 0.85-0.9, the liquidus temperature is again heated to a temperature 20-150 C higher than the liquidus, increase the gas pressure to 1.2-5.0 MPa, and layer-by-layer solidification of the ingot is carried out under a pulsating gas pressure at a constant temperature of the near part, and the amplitude of the gas pressure pulsation is held within the limits of: From 1 The live where K is the pulsation coefficient equal to 0.1- 0.15. The method is carried out as follows. The melt of nonferrous or ferrous metal is poured into the form With the overheating preheated to the crystallization temperature. To compensate for heat losses from transportation and pouring of the melt. Next, the installation is sealed, evacuated, and the chamber is purged with an inert gas for 2–20 minutes under pressure to 0.15 MPa while simultaneously lowering the temperature to 0.85–0.90 temperature of the liquidus alloy. During purging, the melt is cooled with gas evolution. Then the metal is overheated by 20-150s above the crystallization temperature and the gas pressure is increased to 0.12-0.5 MPa. The ingot solidification is carried out with forced cooling of its bottom part, with sequential shutdown of the heating sections along the height of the mold and with pulsating gas pressure. The amplitude of the gas pressure ripple is maintained within L PU.C: ± K P where K is the ripple coefficient, equal to 0.1-0.15. As the solidification front moves forward, 1FORCEE shall adjust the heat supply to its near part in order to compensate for the heat removed from the intensely cooled part of the ingot. At the end of solidification, the furnace is turned off and the gas pressure is released. Example. 2.5 kg of D-16 grade duralyuminium is poured into the Sgrafit form preheated to 640-660 and overheated for 20 s. After sealing and evacuating the installation, the argon chamber is purged under a pressure of 0.12 MPa for 3 minutes with a simultaneous decrease in temperature to 580 s. The solidified metal is then melted and superheated by 30 ° C at a temperature of the liquide of the alloy. The gas pressure is increased to 30 MPa. Then, the lower part of the heating furnace is switched off, layer-by-layer crystallization begins under the pressure of the liquid phase with forced cooling of the bottom part of the ingot and with a pulsating gas pressure (pulsation amplitude 0.2 MPa). During the casting process, the heat supply in the near part of the ingot is corrected using a control thermocouple. After complete curing, the furnace is turned off and the gas pressure is released. When the pressure of the purged gas is greater than 0.15 MPa, an intensive cooling of the ingot occurs, which requires additional energy to maintain the desired temperature and leads to gas over-consumption. When the melt overheats to less than 20 ° C, the ingot melting cycle increases. Overheating of the melt above leads to unreasonable increase in energy consumption. Increasing the gas pressure after the melt temperature is raised by less than 1.2 MPa will not cause a significant improvement in the properties of the metal. An increase in the gas pressure of 5.0 MPa is constrained by the technological 1057 process control capabilities. The proposed method, compared with the base object, for which the prototype is adopted, allows to increase the yield of C4e.j for melting the head part of ingots without shells. There is no need for a segment of profit and its further remelting. The physicomechanical properties of the molten metal (He 130, 6–25%, 45 MPa) are 10–30% higher than those of metals smelted by known methods. The expected annual economic effect will be 30-40 thousand rubles.

Claims (1)

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЛИТКОВ, включающий нагрев формы в печи, заливку в ней расплава, вакуумирование камеры, создание в ней избыточного газового давления, послойное затвердевание слитка и сброс давлейия в камере после полного затвердевания слитка, отличающийся тем, что, с целью повышения физико-механических свойств металла и увеличения выхода годного, после вакуумирования камеры производят ее продувку инертным газом под давлением до 0^15 МПа и при достижении в металле температуры 0,85-0,9 температуры ликвидуса его вновь нагревают до тем пературы на 20-150°C выше ликвидуса, увеличивают давление газа до 1,25,0 МПа, и послойное затвердевание слитка осуществляют под пульсирующим газовым давлением при постоянной температуре прибыльной части, причем амплитуду пульсации газового давле- g ния выдерживают в пределах 6Pns& - К 5 ргде К - коэффициент пульсации, разный 0,10-0,15.METHOD FOR PRODUCING INGOTS, including heating the mold in the furnace, pouring melt in it, evacuating the chamber, creating excessive gas pressure in it, layer-by-layer solidification of the ingot and pressure relief in the chamber after complete solidification of the ingot, characterized in that, in order to increase the physicomechanical properties metal and increase the yield, after evacuation of the chamber, it is purged with an inert gas under pressure up to 0 ^ 15 MPa and when the temperature in the metal reaches 0.85-0.9, the liquidus temperature is again heated to a temperature 20-150 ° C higher than the liquidus, the gas pressure is increased to 1.25.0 MPa, and the layer-by-layer solidification of the ingot is carried out under pulsating gas pressure at a constant temperature of the profitable part, and the amplitude of gas pressure pulsation is kept within 6 Pns & - K 5 rgde K - ripple coefficient, different 0.10-0.15.
SU823446151A 1982-04-01 1982-04-01 Method of producing ingots SU1082557A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823446151A SU1082557A1 (en) 1982-04-01 1982-04-01 Method of producing ingots

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823446151A SU1082557A1 (en) 1982-04-01 1982-04-01 Method of producing ingots

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1082557A1 true SU1082557A1 (en) 1984-03-30

Family

ID=21014432

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU823446151A SU1082557A1 (en) 1982-04-01 1982-04-01 Method of producing ingots

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1082557A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР № 827559, кл. В 22 D 27/04, 1979. 2. Авторское свидетельство СССР № 825278, кл. В 22 D 27/13, 1978. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2490350C2 (en) METHOD FOR OBTAINING BASIC β-γ-TiAl-ALLOY
US6561259B2 (en) Method of melting titanium and other metals and alloys by plasma arc or electron beam
CN106457371A (en) Semi-continuous casting of a steel strip
US6311760B1 (en) Method and apparatus for casting directionally solidified article
CN113444890B (en) Feeding production method of high-quality large-tonnage electroslag ingot
US6003587A (en) Casting furnace, a casting method and a turbine blade made thereby
US5309976A (en) Continuous pour directional solidification method
IL34591A (en) Method and apparatus for forming directionally solidified articles by a consumable arc melting technique
SU1082557A1 (en) Method of producing ingots
EP0968065A1 (en) Method and apparatus for producing directionally solidified castings
US4641704A (en) Continuous casting method and ingot produced thereby
US4349145A (en) Method for brazing a surface of an age hardened chrome copper member
US20080096043A1 (en) Process and Equipment For Obtaining Metal Or Metal Matrix Components With A Varying Chemical Composition Along The Height Of The Component And Components Thus Obtained
CN109475931B (en) Directional solidification cooling furnace and cooling method using the same
US6557618B1 (en) Apparatus and method for producing castings with directional and single crystal structure and the article according to the method
GB1216776A (en) Metal casting and solidification
US3153822A (en) Method and apparatus for casting molten metal
JPS62130755A (en) Continuous casting method by electron beam melting method
JP5822519B2 (en) Melting furnace for metal melting
CN108465790B (en) Continuous liquid supply device for preparing large-size magnesium alloy long slab ingot and use method
US3736361A (en) Method for the plasma remelting of a consumable metal bar in a controlled atmosphere
CN105344949A (en) New steel smelting-die casting technology
SU806236A1 (en) Method of continuous ingot casting
JPH0335865A (en) Method and apparatus for precision casting
US3455373A (en) Apparatus for ultrahigh purity precision casting