SU606883A1 - Способ получени изделий - Google Patents

Description

1.

Изобретение относитс  к металлургии чериых , цветных и тугоплавких металлов и может быть использовано при получении изделий , в том числе заготовок, деталей или узлов с использованием процессов лить , злектрошлакового переплава, зонной плавки и других процессов , св заииых с охлаждением металлов. ,Известиы многочисленные способы получени  изделий сложной конфигурации, когда в качестве формообразующей поверхности используют , например, литейные формы {.

Недостатками способов  вл ютс  трудность предотвращени  физико-химического взаимодействи  кристаллизирующегос  расплава с материалом стенок форм и изложниц, а также трудности, св занные с нарушением качества получаемых изделий как по составу, так и по виещией геометрии. При производстве монокристаллических изделий эти вопросы еще больше усложн ютс .

Известен также способ получени  полых заготовок из стали и сплавов переплавом расходуемых электродов с отжатием жидкого металла от дорна, заключающийс  в том, что отжатие жидкого металла от стенок дорна осуществл ют пропусканием через дори электрического тока, противоположного по иаправлеиию току переплава 2. Однако указаииый

способ не позвол ет получать издели  более щирокой номенклатуры (не только полые).Это обусловлено невозможностью. Во многих Случа х , создани  противотоков по материалу расплава и изложницы, например дорна. Способ 5 ие обеспечивает регулируемость процесса, и .не может быть применен дл  получени  изделий точной геометрии.

Целью изобретени   вл етс  повышение качества изделий с обеспечением заданных геоР метрических форм и размеров при применении тонкого регулироваии  процесса и предотвращение взаимодействи  расплава с материалом стенок форм и изложниц. Это достигаетс  тем, что поверхностный слой кристаллизуют охлаждением за счет термоэлектронной эмиссии в услови х напр жени  величиной 40-500 В, причем электрод выполн ют по форме поверхности получаемого издели .

Способ осиоваи на следующем. Известно, что поверхность нагретых тел эмиттирует электроны, плотность потока которых описываетс  формулой Ричардсона:

.

,

При съеме термоэмиссионного тока 1 с по25 верхности будет удал тьс  поток тепла Р,

достигающий значительных величин (приблизительно 10Вт/см ).

Формула Ричардсона справедлива при определенных услови х и техническое нспользование эмиссионного охлаждени  будет эффективно:

при температурах эмиттирующих поверхносте й выше 550-6(Ю°С;

при очень малых (микронных) зазорах между эмиттером электронов и вторым электродом- коллектором электронов или в услови х компенсации объемного приповерхностного зар да ионизированным паром собственно охлаждаемого металла, щелочных металлов, лектроположительных ионов любых паров и газов;

при приложении управл ющего напр жени  между эмиттером и коллектором, которое обеспечивает диапазон воздействи  от максимально возможного термоэмИсснонного охлаждени  до подогрева в случае реверса тока и превращени  коллектора в Эмиттер, а эмиттера в коллектор.

При температуре коллектора 500°С или при превышении температуры эмиттера над температурой коллектора в 400-500°С возможно применение синусоидального тока, так как эффективность теплопередачи в пр мом и обратном направлени х будет несоизмерима.В зависимости от задачи возможно импульсное воздействие по заданной программе по частоте и мощности импульсов и их направлений.

По предлагаемому способу за счет инт нсивного теплосъема в микросло х поверхн(стей расплава инициируютс  процессы кристаллизации , привод щие к отверждению получ емой металлической заготовки вблизи электрода - изложницы.

Пример. Провод т сравнительную экспериментальную проработку процесса переплавленн  диска из молибдена диаметром 10 мм и толщиной I мм на электронно-лучевьй установке вблизи электрода, установленного с зазором 0,2-0,5 мм с подключенным электрическим напр жением (диск- «минус ; электрод - «плюс) В и без него. Параметры режима переплавлеии  в обоих случа х остаютс  посто нными. При отсутствии электронного охлаждени  расплава происходит «проседание диска и замыкание его на электрод . При электронном охлаждении плотность термоэмиссионного тока пары «расплав - электрод составл ет 100 А/см в расчете на поверхность расплава. «Проседени  диска не происходит.

Использование предлагаемого способа получени  изделий из металлов с.температурой плавлени  не ниже 600°С обеспечивает по сравнению с известными способами с-педующие преимущества:

возможность получени  заготовок и изделий щ.ирокой номенклатуры;

обеспечение заданных точных геометрических форм заготовок и размеров изделий;

сохранение структурных характеристик материала изделий;

повышение срока службы изложниц и технологическо оснастки;

получение с применением процессов лить  монокристалличёских изделий;

регулирование скорости охлаждени  через управление термоэмиссионным током охлаж дени ;

обеспечение независимости скорости охлаждени  от температуры коллектора, а также возможности увеличени  скоростей охлаждени , что принципиально невозможно в известных способах охлаждени  вне печи;

обеспечение возможности охлаждени  при услови х, когда температура коллектора вЫше температуры эмиттера.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР № 206809, кл. F 27 В 14/04, 1963.

2.Авторское свидетельство СССР № 487134, кл. С 21 С 5/56, 1974.