СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛИГАТУРЫ НИКЕЛЬ-МОЛИБДЕН Российский патент 2004 года по МПК C22C1/02 C22C19/03 B22D21/00 

Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано для получения легированных титановых сплавов методом вакуумного дугового переплава.

Известен способ получения лигатуры непосредственным сплавлением чистых металлов в специальном плавильном агрегате (печи дуговые, индукционные, сопротивления и пр.), заключающийся в расплавлении основного компонента лигатуры и перегрева его. Затем в расплав вводят легирующие элементы, температуру сплава доводят до необходимого уровня, производят металлургическую обработку и затем расплав разливают в чушки или плиты (Н.Ф.Аношкин и др. Плавка и литье титановых сплавов, М., Металлургия, 1978 г., стр. 95) - прототип. Для получения необходимой фракции лигатуры, полученные слитки катают в лист толщиной до 10 мм и режут в заданные размеры, или переводят в стружку.

Недостатком известного способа является то, что при производстве лигатур, содержащих тугоплавкие и тяжелые металлы, в отливаемых слитках или плитах наблюдается сильная зональная ликвация. Поэтому требуется либо перевод слитка в очень мелкую стружку, которую затем подвергают дополнительному перемешиванию для усреднения состава либо прокатка плит в лист толщиной не более 2 мм, который затем измельчается до кусочков, соизмеримых размерам 10×10 мм. И перевод металла в стружку и прокатка достаточно трудоемкие операции и способствуют загрязнению лигатуры посторонними материями (обломки резцов, смазка при прокатке и т.п.).

Изобретение направлено на снижение трудоемкости, увеличение выхода годного при производстве лигатуры никель-молибден.

Технический результат - исключение операции прокатки и перевода в стружку материала в технологии изготовления лигатуры никель-молибден.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе получения лигатуры никель-молибден, включающем получение расплава лигатуры, его разливку и кристаллизацию, разливку производят при температуре расплава 1440-1500°С через двухвалковый кристаллизатор, при окружной скорости вращения валков 18-21 м/мин.

Предлагаемый способ получения лигатуры никель-молибден осуществляется следующим образом.

Вначале в печь загружается никель, после расплавления которого загружается молибден. После проведения металлургической обработки расплав загружается в нагретое разливочное устройство. Расплав, нагретый до температуры 1440-1500°С, через заливочное устройство непрерывно подается в полость, образованную вращающимися в противоположные стороны горизонтально расположенными водоохлаждаемыми валками. Расплав кристаллизуется на поверхности валков, обжимается ими и выходит в виде ленты. При температуре расплава ниже 1440°С из-за быстрой кристаллизации расплава резко возрастает величина необходимого давления в зоне формирования ленты, которое создастся усилием прижима одного валка к другому. При температуре расплава выше 1500°С на поверхности ленты образуются раковины и разнотолщинность. Толщина ленты регулируется скоростью вращения валков кристаллизатора и силой их прижима. При окружной скорости вращения валков ниже 18 м/мин резко возрастает необходимая сила прижима валков, а при окружной скорости вращения валков выше 21 м/мин толщина ленты становится нестабильной.

Закристаллизовавшаяся лента попадает через лентоприемник на транспортер.

Благодаря высокой скорости охлаждения сплав имеет однородную, мелкокристаллическую структуру. Бесслитковая прокатка никель-молибденовой лигатуры между валками позволяет получить ленту толщиной от 1 до 10 мм, которая затем режется на краты.

Пример. В качестве шихтовых материалов были использованы никель марки H1У, ГОСТ 849-70 массой 70 кг и молибден марки МЧВП массой 30 кг. В печь в первую очередь загрузили 7-10 кг никеля, после его полного расплавления порциями по 3-5 кг загружали молибден и никель.

Готовый расплав подавался в предварительно разогретый питатель и далее в полость, образованную валками кристаллизатора. Разливка производилась при температуре металла 1440°С, частота вращения водоохлаждаемых кристаллизаторов составляла 11 об/мин, что соответствовало окружной скорости валков, равной 18 м/мин.

Была получена полоса толщиной 1-2 мм, шириной 500 мм и длиной 10000 мм хорошего качества, с чистой поверхностью и без внешних дефектов.

Замечаний и отклонений в процессе изготовления лигатуры не наблюдалось.

Перед разливкой лигатуры отобрали одну жидкую пробу, от ленты лигатуры отобрали 6 проб для определения химического состава.

Результаты химического анализа приведены в таблице 1.

Как видно из приведенной таблицы, химический состав лигатуры стабилен по всему объему полученных заготовок.

Высокое качество полученной по данному способу лигатуры никель-молибден было также подтверждено контрольной плавкой титанового слитка следующего расчетного состава:

- 1% лигатуры Ni-Mo,

- 99% губка ТГ-100.

Слиток выплавлен методом вакуумно-дугового переплава. В расходуемый электрод лигатура никель-молибден вводилась в виде пластин размером 10×10 мм, нарезанных из изготовленной ленты.

Результаты химического анализа полученного слитка приведены в таблице 2.

Химический состав слитка стабилен по всему объему. Использование предлагаемого способа получения лигатуры никель-молибден исключает технологические операции, приводящие к загрязнению лигатуры посторонними включениями (прокатка, перевод в стружку), обеспечивает снижение трудоемкости и снижение себестоимости, т.к. выход годного приближается к 100%.

Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано для получения легированных титановых сплавов методом вакуумного дугового переплава. Способ включает получение расплава лигатуры, его разливку и кристаллизацию. При этом разливку производят при температуре расплава 1440-1500°С через водоохлаждаемый двухвалковый кристаллизатор при окружной скорости вращения валков 18-21 м/мин. Изобретение позволяет исключить технологические операции (прокатку, перевод в стружку материала), приводящие к загрязнению лигатуры посторонними вкючениями, и обеспечивает снижение трудоемости и себестоимости. 2 табл.

Способ получения лигатуры никель-молибден, включающий получение расплава лигатуры, его разливку и кристаллизацию, отличающийся тем, что разливку производят при температуре расплава 1440-1500°С через водоохлаждаемый двухвалковый кристаллизатор при окружной скорости вращения валков 18-21 м/мин.