Способ получения слитков Советский патент 1976 года по МПК B22D7/00 

Изобретение относится к области метал лургии и может использоваться при производстве труднодеформируемых дорогостоящих сталей и сплавов, к каковым относятся, например, высоколегированные жаропрочные, нержавеющие, быстрорежущие и другие стали и сплавы спенмального назна чения. Известен способ получения с -1гков с мелкокристаллической структур и и более высокой однородностью металла за счет введения в процессе отливки слитка интен- сификатора затвердевания в виде металлического порощка 1 . Сущность известного способа состоит в том, что в процессе разливки в расплав ч реЗ специальный дозатор подают заранее приготовленный порошок из отливаемой ма ки стали или сплава и перемешивают с помощью электромагнитного устройства, а затем слиток отливают из получаемой таким образом суспензии. Известен также способ, сущность которого состоит Б том, что Б ИЗЛОЖНИЦУ добаБляют зернистый металлический материал величиной от 0,1-5,0 до 5-10мм12 Положительными сторонами известного/ способа являются: возможность получения мелкокристаллической структуры, предопределяющей более высокую технологическую пластичность слитков труднодеформируемых сталей и сплавов; возможность ослабления или устранения зональной химической неоднородности слитков, что предопределяет выравнивание уровня характеристик меха- ническ11х свойств х;еталла слитка в центре и у его края. Недостатками известного способа являются: ограниченность использования способа из-за необходимости предварительного специального приготовления порошков широкого сортамента марок отливаемых сталей и сплаБов; повышение в металле слитка кислорода, вносимого порошком; трудность равномерного распределения порошка в расплаве и нестабильность, и в связи с этим уменьшение химической неоднородности слитка. Цель изобретения - упрощение осуществления способа, достижение равномерной

мелкокристаллической структуры и устране ние неоднородности металла слитка,

Это достигается тем, что интенсифика- тор затвердевания вводят в процессе крис таллизации слитка в виде металла состава, что и отливаемый слиток, находящегося при температуре на 10-30 С ниже температуры ликвидуса и стекающего в слиток с торца оплавляемой от внешнего источника тепла заготовки, в течение периода затвердевания слитка после заполнения изложницы жидким металлом и частичного перехода его в прибыль. Количество вводимого таким способом рштенсификатора затвердевания составляет 10-30% от массы слитка, что соответствует объему металла, который вмещается в прибыли.

Интервал колебалия температуры металла, поступающего с оплавляемой заготовки и являющегося интенсификатором затвердевания, выбран, исходя из опытов с фактическим замером температуры такого металла. Для стали с более широким интервалом затвердевания относительное понижение температуры стекающего в слиток металла собственно больше.

На чертеже изображено устройство для осуществления способа.

После наполнения изложницы 1 жидким металлом с частичным переходом его в прибыльную часть, над ней вдоль оси размещают заготовку 2 из отливаемой марки стали, помещенную в герметически плотном колпаке 3, устанавливаемом на прибыльной надставке 4. Затем вну1 реннюю полость под колпаком заполняют аргоном и с помощью нагревателя 5, например в виде графитовой втулки 6, помещенной внутри высокочастотного индуктора, начинают оплавление расходуемой заготовки 2, При этом металл с торца оплавляемой заготовки, находящийся

при температуре, близкой к температуре начала плавления и содержащий значительную долю твердой фазы, стекает в полость слитка через поддерживаемую в жидком состоянии поверхность металла в прибыли. По мере расплавления и стекания металла с расходуемой заготовки, ее постоянно опускают в зону плавления.

Процесс, обеспечивающий поступление в слиток интенсификатора затвердевания, ведут до полного затвердевания тела слитка.

Формула изобретения

Способ получения слитков, заключающийся в отливке слитка с введением интенсификатора затвердевания, отличающийся тем, что, с целью упрощения осуществления способа, достижения равномерной мелкокристаллической структуры и устранения неоднородности металла слитка, интенсификатор затвердевания вводят в жидкий расплав, после заливки его в изложницу, в виде металла того же состава, что и отливаемый слиток при температуре на 10-30 С ниже температуры ликвидуса, причем интенсификатор вводят в количестве 10-30% от массы слитка.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Майоров Н, П., Минкин В. Э., Мадянов А. М., Ходырев В. Я., Исследование слитков, отлитых из металлической суспензии, -приготовленной в электромагнитном вращателе. Сб. Проблемы стального слитка, 1969, стр. 196-199, изд. Металлургия.

2.Патент Швеции, № 208786, кл., 31 С 15/04, 1969 (прототип).