СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЛИТКА ИЗ ПРЕЦИЗИОННОГО СПЛАВА МАРКИ Н70Х10Ф8Я7 Российский патент 2024 года по МПК C22C1/02 F27B14/06 C22C19/05 

1. Область техники

Изобретение относится к области специальной металлургии, а именно к способу изготовления слитков из прецизионного сплава марки Н70Х10Ф8Я7, и может быть использовано при изготовлении из них резистивных проволок и лент, в том числе для прецизионных фольговых резисторов.

2. Предшествующий уровень техники

Известен «Способ получения фазы интерметаллического соединения галлия с хромом» (авторское свидетельство SU 322211, кл. B01J 11/06, опубл. 30.11.1971) путем сплавления в дуговой печи в атмосфере аргона при высокой температуре, при этом галлий и электролитический порошок хрома нагревают на воздухе при 300-400°С с избытком галлия в количестве 5-10 вес. %.

Недостатком технического решения является то, что он не предусматривает выплавку прецизионных сплавов.

Известно также, принятое авторами в качестве наиболее близкого аналога, техническое решение «Сплав сопротивления на основе никеля» (авторское свидетельство SU №686479, кл. С22С 19/05, опубл. 23.04.1984). Сплав содержит, мас. %: хром 6,0-15,0; ванадий 5,0-12,0; галлий 6,0-12,0; германий 0,1-5,0; рений 0,1-5,0; никель - остальное. Сплав выплавляют в вакуумной индукционной печи в тигле из окиси алюминия с разливкой в медные изложницы.

Недостатком известного способа является отсутствие эффективных операций введения галлия, и как следствие, его равномерного усвоения в металле.

3. Сущность изобретения

3.1. Постановка технической задачи

Задачей изобретения является создание такой технологии, которая обеспечила бы изготовление слитка требуемого химического состава из прецизионного сплава марки Н70Х10Ф8Я7.

Результат решения технической задачи

Задача реализуется путем выплавки сплава марки Н70Х10Ф8Я7 в вакуумной индукционной (ВИ) печи в монолитном корундовом тигле используя шихтовые материалы повышенной чистоты, при этом галлий, смешанный с хромом, помещают в глуходонный никелевый стакан и отдают в завалку, после чего осуществляют сплавление и разливку в стальную изложницу.

3.2. Отличительные признаки

В отличии от известного технического решения, включающего выплавку из чистых шихтовых материалов в вакуумной индукционной печи, разливку расплава и получение слитка, в заявленном техническом решении осуществляют выплавку слитков в ВИ печи в монолитном корундовом тигле, используя шихтовые материалы повышенной чистоты, при этом предварительно смешивают галлий с измельченным дегазированным хромом и помещают в глуходонный никелевый стакан, после чего выполняют сплавление и разливку в стальные изложницы.

При этом выплавку прецизионного сплава марки Н70Х10Ф8Я7 в вакуумной индукционной печи производят в атмосфере аргона. После полного расплавления шихты при температуре расплава (1480-1500)°С производят выдержку в течение 2-5 минут и осуществляют разливку металла.

Разливку металла производят в атмосфере аргона при температуре (1470-1500)°С в стальные изложницы с теплоизоляционными вкладышами.

Кроме того, боковую поверхность наплавленных слитков подвергают механической обработке и удаляют технологическую обрезь с обоих сторон.

3.3. Перечень фигур

На фиг.1 представлена фотография внешнего вида наплавленного слитка прецизионного сплава марки Н70Х10Ф8Я7.

4. Описание изобретения

Основу прецизионного сплава марки Н70Х10Ф8Я7 составляет никель в сочетании с хромом, ванадием и галлием. Главное достоинство сплава: электрическое сопротивление проволоки в диапазоне температур от -60 до 200°С изменяется не более чем на тысячную долю процента, т.е. остается практически постоянным. Благодаря этому свойству данный сплав является бесценным для различных эталонов, для многих приборов и устройств.

В заявленном техническом решении прецизионный сплав марки Н70Х10Ф8Я7 выплавляют в вакуумной индукционной печи с использованием чистых шихтовых материалов: никель марок Н-1у, Н-0; дробь никелевую карбонильную марки ДНК-0, ДНК-1; брикеты хрома дегазированные марки БДХ; ванадий марки ВнМ-1, ВнМ-2; галлий высокой чистоты не менее 99,9999%; германий высокой чистоты не менее 99,99%; рений металлический и железо АРМКО.

Так как галлий по сравнению с другими материалами имеет очень низкую температуру плавления 29,8°С, его присадка организована, следующим образом: в подготовленный глуходонный никелевый стакан, слоями размещают галлий и измельченный хром. При этом образование хром-галлиевой лигатуры с температурой плавления порядка 1200°С происходит непосредственно в процессе нагрева шихтовых материалов.

Далее в монолитный корундовый тигель загружают расчетное количество шихтовых материалов и выплавку в вакуумной индукционной печи осуществляют в атмосфере аргона. После полного расплавления шихтовых материалов при температуре расплава 1480-1500°С производят выдержку расплава в течение 2-5 минут. Затем осуществляют разливку металла при температуре 1470-1500°С в стальные изложницы с теплоизоляционными вкладышами, с целью уменьшения скорости остывания жидкого металла в верхней части слитка.

Далее боковую поверхность наплавленных слитков подвергают механической обработке до удаления поверхностных дефектов и производят технологическую обрезь с обоих сторон.

Заявленное техническое решение опробовано в производственных условиях на АО «Металлургический завод «Электросталь» с положительным результатом.

Предложенный способ выплавки прецизионного сплава марки Н70Х10Ф8Я7 позволяет получать слитки требуемого химического состава с использованием традиционных металлургических технологий и стандартного металлургического оборудования.

5. Пример конкретного выполнения

Выплавку прецизионного сплава марки Н70Х10Ф8Я7 произвели в вакуумной индукционной печи из чистых шихтовых материалов в монолитном корундовом тигле. В тигель загрузили глуходонный никелевый стакан с галлием и измельченным дегазированным хромом, сверху и вдоль стенки тигля разместили никелевые пластины, в центр поместили ванадий, хром, германий, рений и железо. После расплавления шихтовых материалов произвели выдержку и разливку металла в атмосфере аргона в стальную изложницу с теплоизоляционным вкладышем (Фиг. 1).

После обработки поверхности выплавленного слитка была произведена технологическая обрезь с обоих сторон. Определение химического состава плавки произвели из образца, вырезанного из прибыльной части слитка.

Химический состав плавки марки Н70Х10Ф8Я7 представлен в таблице 1.

Для определения усвоения галлия по высоте слитка были отобрали образцы с обоих сторон. Результат определения показал, что содержание галлия находится на одном уровне 6,96 мас. %.

Таким образом, предложенный способ выплавки прецизионного сплава марки Н70Х10Ф8Я7 позволяет получать слитки требуемого химического состава с использованием традиционных металлургических технологий и стандартного металлургического оборудования.

Изобретение относится к металлургии, а именно к способу изготовления слитков из прецизионного сплава марки Н70Х10Ф8Я7, и может быть использовано при изготовлении из них резистивных проволок и лент, в том числе для прецизионных фольговых резисторов. Способ получения слитка из прецизионного сплава марки Н70Х10Ф8Я7 включает выплавку сплава из чистых шихтовых материалов в вакуумной печи, разливку расплава сплава с получением слитка. Перед выплавкой сплава предварительно смешивают галлий с измельченным дегазированным хромом и помещают их в глуходонный никелевый стакан, размещают в монолитном корундовом тигле глуходонный никелевый стакан со смешанными галлием и измельченным дегазированным хромом, а также чистые шихтовые материалы в виде никеля, хрома, ванадия, германия, рения и железа, выплавляют сплав в вакуумной индукционной печи с последующей разливкой расплава в стальные изложницы. В результате обеспечивается изготовление слитка требуемого химического состава прецизионного сплава марки Н70Х10Ф8Я7. 3 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл., 1 пр.

1. Способ получения слитка из прецизионного сплава марки Н70Х10Ф8Я7, включающий выплавку сплава из чистых шихтовых материалов в вакуумной печи, разливку расплава сплава с получением слитка, отличающийся тем, что перед выплавкой сплава предварительно смешивают галлий с измельченным дегазированным хромом и помещают их в глуходонный никелевый стакан, размещают в монолитном корундовом тигле глуходонный никелевый стакан со смешанными галлием и измельченным дегазированным хромом, а также чистые шихтовые материалы в виде никеля, хрома, ванадия, германия, рения и железа, выплавляют сплав в вакуумной индукционной печи с последующей разливкой расплава в стальные изложницы.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что выплавку прецизионного сплава марки Н70Х10Ф8Я7 в вакуумной индукционной печи производят в атмосфере аргона.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что расплавление шихтовых материалов проводят при температуре 1480-1500°С и осуществляют выдержку в течение 2-5 минут.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что разливку расплава производят в атмосфере аргона при температуре 1470-1500°С в стальные изложницы с теплоизоляционными вкладышами.