RU2015845C1 - Method for manufacture of consumable electrode for melting of high-alloy titanium alloys - Google Patents
Method for manufacture of consumable electrode for melting of high-alloy titanium alloys Download PDFInfo
- Publication number
- RU2015845C1 RU2015845C1 SU914948364A SU4948364A RU2015845C1 RU 2015845 C1 RU2015845 C1 RU 2015845C1 SU 914948364 A SU914948364 A SU 914948364A SU 4948364 A SU4948364 A SU 4948364A RU 2015845 C1 RU2015845 C1 RU 2015845C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fractions
- charge
- fine
- coarse
- medium
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 7
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 title claims description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title description 10
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title description 10
- 238000002844 melting Methods 0.000 title description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 title description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 14
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 7
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 7
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 5
- 238000005275 alloying Methods 0.000 abstract description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 abstract 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 235000014443 Pyrus communis Nutrition 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 229910052729 chemical element Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 238000009966 trimming Methods 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способу полунепрерывного прессования расходуемых электродов из высокореакционных металлов и сплавов, например, титановых, с последующей выплавкой из них крупногабаритных слитков. The invention relates to powder metallurgy, in particular to a method for semi-continuous pressing of consumable electrodes of highly reactive metals and alloys, for example, titanium, followed by smelting of large ingots from them.
Известен способ формирования длинномерных изделий из металлического порошка, включающий засыпку порошка порциями в контейнер, прессование его с одновременным проталкиванием через матрицу пуансоном. A known method of forming long products from a metal powder, including filling the powder in portions into a container, pressing it with a punch through the die.
Способ достаточно производителен и позволяет получить изделия хорошего качества из металлического порошка, но измельчение компонентов шихты до мелкой порошковой фракции (перед прессованием) связано с высокой трудоемкостью, особенно труднодеформируемых титановых сплавов. The method is sufficiently productive and allows you to get good quality products from metal powder, but grinding the charge components to a fine powder fraction (before pressing) is associated with high complexity, especially difficultly deformed titanium alloys.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ изготовления расходуемого электрода полунепрерывным прессованием шихтовых материалов через конусную проходную матрицу (прототип). Closest to the technical nature of the proposed is a method of manufacturing a consumable electrode by semi-continuous pressing of charge materials through a conical feed-through matrix (prototype).
Известный способ изготовления электрода позволяет получить достаточно длинный и однородный в поперечном сечении электрод с удовлетворительной поверхностью и допустимой кривизной из смеси сыпучих компонентов, отличающихся друг от друга по форме, плотности, массе, размерам, сцепляемости и т. д. The known method of manufacturing an electrode allows to obtain a sufficiently long and uniform cross-sectional electrode with a satisfactory surface and permissible curvature from a mixture of bulk components that differ from each other in shape, density, weight, size, adhesion, etc.
Недостатками прототипа являются недостаточно высокие прочностные характеристики электрода и пониженная производительность при изготовлении электродов из высоколегированных сплавов. Это объясняется следующим. Основным компонентом шихты (65-95%) является губчатый титан фракции 1-72 мм; 5-35% составляют отходы (стружка, обрезь, куски, облой и т.д.); 0,15--13,0% - лигатура фракции 0,5-25 мм. Все шихтовые материалы сбрасываются с весов автоматического дозатора одновременно в один общий поток, который по желобу попадает в смеситель, выполненный в виде полой груши со стационарными внутренними лопастями. После перемешивания шихта непрерывным потоком ссыпается по желобу в приемную воронку матрицы. При перемещении шихты по желобу длиной 1-2 мм более крупная ее фракция (губка, кусковые отходы) несколько опережает основную массу порции, а наиболее мелкая фракция (лигатура, мелкая губка, стружка), наоборот, отстает от общей порции, увеличивая время ссыпки шихты. При прессовании высоколегированных сплавов с большим содержанием лигатуры в чистом виде (Вт 16, Вт23, Вт22 и др.) время ссыпки увеличивается на 15-20% по сравнению со слаболегированными сплавами (Вт1-0, Вт1-00 и т.д. ). При этом лигатура (при прессовании высоколегированных сплавов) в большинстве своем скапливается в верхней половине ссыпанной порции, а так как она состоит, как правило, из химических элементов (Мо, V, Сr и т.д.) с высокими прочностными характеристиками (по сравнению с губчатым титаном), уплотнение верхней части ссыпки ухудшается, что может привести к поломке электрода при транспортировке или загрузке в плавильную печь. The disadvantages of the prototype are not sufficiently high strength characteristics of the electrode and reduced productivity in the manufacture of electrodes from high alloy alloys. This is explained by the following. The main component of the charge (65-95%) is sponge titanium fraction 1-72 mm; 5-35% is waste (shavings, trimmings, chunks, flashing, etc.); 0.15--13.0% - ligature fractions of 0.5-25 mm. All charge materials are discharged from the scales of the automatic dispenser simultaneously into one common stream, which flows through the trough into the mixer, made in the form of a hollow pear with stationary internal blades. After mixing, the mixture in a continuous stream is poured through the trough into the receiving funnel of the matrix. When the charge is moved along the 1-2 mm long chute, its larger fraction (sponge, lumpy waste) is slightly ahead of the main portion of the batch, and the smallest fraction (ligature, small sponge, shavings), on the contrary, lags behind the total portion, increasing the time of loading the charge . When pressing high-alloy alloys with a high content of ligature in their pure form (W 16, W 23, W 22, etc.), the pouring time increases by 15-20% compared with lightly alloyed alloys (W 1-0, W 1-00, etc.). At the same time, the ligature (when pressing high-alloy alloys) mostly accumulates in the upper half of the sprinkled portion, and since it usually consists of chemical elements (Mo, V, Cr, etc.) with high strength characteristics (in comparison with sponge titanium), the seal on the top of the powder deteriorates, which can lead to breakage of the electrode during transportation or loading into a melting furnace.
Изобретение направлено на повышение производительности процесса при сохранении удовлетворительных прочностных характеристик изготавливаемого электрода. The invention is aimed at improving the performance of the process while maintaining satisfactory strength characteristics of the manufactured electrode.
Поставленная задача решается тем, что в способе изготовления расходуемого электрода, включающем смешивание шихтовых сыпучих материалов крупной, средней и мелкой фракции, подачу их по желобу порциями в конусную матрицу, прессование шихты с одновременным продавливанием порций через матрицу за один ход пуансона, прессование начинают после попадания в приемную часть матрицы компонентов шихты крупной и средней фракции, а компоненты шихты мелкой фракции прессуют со следующей порцией шихты. При смешивании шихтовых материалов в качестве компонентов крупной фракции берут губку титана, литой кусковой материал и обрезь, а в качестве компонентов мелкой фракции берут лигатуру, мелкую губку и стружку. The problem is solved in that in the method of manufacturing a consumable electrode, comprising mixing the bulk charge materials of large, medium and small fractions, feeding them through the chute in portions into a cone die, pressing the charge with simultaneous forcing portions through the die in one stroke of the punch, pressing begins after hit in the receiving part of the matrix of the components of the charge of large and medium fractions, and the components of the charge of the fine fraction are pressed with the next portion of the charge. When mixing charge materials, titanium sponge, cast lump material and trim are taken as components of the large fraction, and ligature, small sponge and shavings are taken as components of the small fraction.
В предлагаемом решении порция шихты, состоящая из крупной, средней и мелкой фракций сбрасывается с весов дозатора одновременно и подается в смеситель. После перемешивания порция шихты по желобу перемещается к матрице. При этом перемещении по желобу длиной до 2 м происходит перераспределение фракций шихты: крупная и средняя (губка и кусковые отходы) попадают в матрицу раньше, чем мелкая фракция (лигатура, мелкая губка и стружка), скорость перемещения которой меньше. Прессование начинают сразу после попадания в приемную часть матрицы крупной и средней фракций шихты, отсекая пресс-штемпелем мелкую фракцию, которая остается на конце желоба и частично на стенках приемной воронки матрицы. Оставшаяся часть порции состоит из кусочков шихты мелкой и средней фракции, а это - лигатура, стружка и мелкая губка. В связи с высокими прочностными свойствами первых двух компонентов спрессовывается эта часть порции хуже, чем основная масса. После подъема пресс-штемпеля оставшаяся часть порции первой попадает в выемку эпюры (пресс-штемпель имеет фигурную рабочую часть), а сверху в этом время ссыпается часть следующей порции, более пластичной, в связи с тем, что в ней основу составляют крупные куски губчатого титана. Такое перераспределение фракций одной порции улучшает качество прессуемого электрода. Основная масса лигатуры попадает в центр эпюры (выход лигатуры на периферию является браком, электрод сдается вторым сортом). Легирующие элементы, из которых большинство тугоплавкие, находясь в центре электрода, при его распределении в ВДП, позволяют получить более однородную структуру, снижают возможность образования внутренних литейных дефектов. В связи с тем, что на периферии количество крупных кусковых фракций (губка, литой кусок, обрезь) выше, чем в целом в порции, цилиндрическая поверхность электрода не имеет трещин. Трещинообразование на поверхности считается недопустимым и такие электроды сдаются в плавильный отдел после дополнительной операции укрепления электрода продольными литыми элементами. In the proposed solution, a portion of the charge, consisting of large, medium and small fractions is discharged from the weigher balance at the same time and fed to the mixer. After mixing, a portion of the charge along the gutter moves to the matrix. With this movement along the trench up to 2 m long, the charge fractions are redistributed: the large and medium (sponge and lumpy waste) enter the matrix earlier than the small fraction (ligature, small sponge and shavings), the speed of which is less. Pressing begins immediately after the coarse and middle fractions of the mixture get into the receiving part of the matrix, cutting off the fine fraction that remains at the end of the groove and partially on the walls of the receiving funnel of the matrix with a stamp. The rest of the portion consists of pieces of the mixture of fine and medium fractions, and this is the ligature, shavings and small sponge. Due to the high strength properties of the first two components, this portion of the portion is compressed worse than the bulk. After lifting the stamp, the remaining portion of the batch first falls into the notch of the plot (the press stamp has a curly working part), and at the same time, the portion of the next portion, which is more plastic, is poured on top due to the fact that it is made up of large pieces of sponge titanium . This redistribution of fractions of one portion improves the quality of the pressed electrode. The bulk of the ligature falls into the center of the plot (the output of the ligature to the periphery is defective, the electrode is given in the second grade). Alloying elements, most of which are refractory, located in the center of the electrode, when distributed in the VDP, allow a more uniform structure to be obtained, and reduce the possibility of the formation of internal casting defects. Due to the fact that at the periphery the number of large lump fractions (sponge, molded piece, trim) is higher than in the batch as a whole, the cylindrical surface of the electrode has no cracks. Cracking on the surface is considered unacceptable and such electrodes are handed over to the melting section after an additional operation of strengthening the electrode with longitudinal cast elements.
Использование предлагаемого способа изготовления расходуемого электрода позволит повысить производительность процесса за счет сокращения времени прессования одной порции шихты на 15-30%; повысить качество изготавливаемых электродов и качество плавления их за счет распределения лигатурных фракций в центральной части электрода; снизить образование трещин на поверхности электрода за счет лучшего распределения губчатого титана по периферии электрода. Using the proposed method of manufacturing a consumable electrode will improve the productivity of the process by reducing the pressing time of one portion of the charge by 15-30%; to improve the quality of the manufactured electrodes and their melting quality due to the distribution of ligature fractions in the central part of the electrode; to reduce the formation of cracks on the surface of the electrode due to the better distribution of titanium sponge on the periphery of the electrode.
Предлагаемый способ опробован в промышленных условиях при прессовании расходуемых электродов диаметром 495 мм, длиной 4500 мм, весом 3300 кг сплавов Вт16, Вт22, Вт23 на гидравлическом прессе модели Д6150М усилием 10 тыс. тс. Конкретные технологические режимы осуществления предлагаемого способа и полученные при этом результаты приведены в таблице. Для получения сравнительных данных параллельно проводилось прессование однотипных электродов по известному способу-прототипу. Вес одной порции шихты равен 125 кг; допустимая плотность отпрессованного электрода 3,8 т/м3. Каждая порция шихты состоит из крупной, средней и мелкой фракций, которые, в свою очередь, состоят из следующих компонентов. Крупная фракция из литых кусковых отходов размерами 50-150 мм; обрези толщиной 1-15 мм, шириной до 70 мм и губчатого титана размерами 35-100 мм. Средняя фракция из губчатого титана и лигатуры размерами 5-35 мм. Мелкая фракция из губчатого титана и лигатуры размерами 0,5-5 мм.The proposed method was tested under industrial conditions when pressing consumable electrodes with a diameter of 495 mm, a length of 4500 mm, and a weight of 3300 kg of alloys W16, W22, W23 on a hydraulic press of model D6150M with a force of 10 thousand tf. Specific technological modes of the proposed method and the results obtained are shown in the table. To obtain comparative data, parallel pressing of the same type of electrodes was carried out according to the known prototype method. The weight of one portion of the charge is 125 kg; permissible density of the pressed electrode 3.8 t / m 3 . Each portion of the mixture consists of large, medium and small fractions, which, in turn, consist of the following components. A large fraction of cast lumpy waste sizes of 50-150 mm; trim 1-15 mm thick, up to 70 mm wide and sponge titanium with sizes of 35-100 mm. The average fraction of spongy titanium and ligatures with sizes of 5-35 mm. Fine fraction of titanium sponge and ligature 0.5-5 mm in size.
На фиг.1 показано распределение крупной 1 и мелкой 2 фракций шихты электрода, изготовленного по известному способу-прототипу; на фиг.2 - распределение крупной 1 и мелкой 2 фракций шихты в электроде, изготовленном по предложенному способу. Figure 1 shows the distribution of coarse 1 and fine 2 fractions of the charge mixture of an electrode made by a known prototype method; figure 2 - distribution of coarse 1 and fine 2 fractions of the charge in the electrode manufactured by the proposed method.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU914948364A RU2015845C1 (en) | 1991-06-24 | 1991-06-24 | Method for manufacture of consumable electrode for melting of high-alloy titanium alloys |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU914948364A RU2015845C1 (en) | 1991-06-24 | 1991-06-24 | Method for manufacture of consumable electrode for melting of high-alloy titanium alloys |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2015845C1 true RU2015845C1 (en) | 1994-07-15 |
Family
ID=21580790
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU914948364A RU2015845C1 (en) | 1991-06-24 | 1991-06-24 | Method for manufacture of consumable electrode for melting of high-alloy titanium alloys |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2015845C1 (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2284360C2 (en) * | 2004-12-24 | 2006-09-27 | ОАО "Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение" (ВСМПО) | Method of production of consumable electrode for making ingots manufactured from titanium alloys |
| RU2365464C2 (en) * | 2007-11-06 | 2009-08-27 | Открытое акционерное общество "Чепецкий механический завод" (ОАО ЧМЗ) | Method of manufacture of consumable electrode from sponge metal |
| RU2440428C2 (en) * | 2010-04-12 | 2012-01-20 | ОАО "Корпорация ВСМПО-АВИСМА" | Continuous pressing method of consumable electrodes for melting of large-size ingots of titanium alloys |
| RU2613832C1 (en) * | 2015-10-21 | 2017-03-21 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Method for consumable electrode producing from alloys based on titanium and aluminium intermetallic compounds |
| CN107674990A (en) * | 2017-09-18 | 2018-02-09 | 重庆金世利钛业有限公司 | A kind of preparation method of the titanium alloy of element containing high-melting-point entirety consutrode |
| CN107674989A (en) * | 2017-09-08 | 2018-02-09 | 重庆金世利钛业有限公司 | A kind of overall preparation method of electrode for titanium alloy vacuum consumable smelting |
| RU2671521C2 (en) * | 2016-12-20 | 2018-11-01 | Андрей Борисович Бондарев | Method of manufacturing an electrode of titanium sponge, alloying components, wastes of titanium alloys |
-
1991
- 1991-06-24 RU SU914948364A patent/RU2015845C1/en active
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР N 1452664, кл. B 22F 3/20, 1989. * |
| Плавка и литье титановых сплавов под ред. Добаткина В.И., М.: Металлургия, 1978, с.264-271. * |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2284360C2 (en) * | 2004-12-24 | 2006-09-27 | ОАО "Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение" (ВСМПО) | Method of production of consumable electrode for making ingots manufactured from titanium alloys |
| RU2365464C2 (en) * | 2007-11-06 | 2009-08-27 | Открытое акционерное общество "Чепецкий механический завод" (ОАО ЧМЗ) | Method of manufacture of consumable electrode from sponge metal |
| RU2440428C2 (en) * | 2010-04-12 | 2012-01-20 | ОАО "Корпорация ВСМПО-АВИСМА" | Continuous pressing method of consumable electrodes for melting of large-size ingots of titanium alloys |
| RU2613832C1 (en) * | 2015-10-21 | 2017-03-21 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Method for consumable electrode producing from alloys based on titanium and aluminium intermetallic compounds |
| RU2671521C2 (en) * | 2016-12-20 | 2018-11-01 | Андрей Борисович Бондарев | Method of manufacturing an electrode of titanium sponge, alloying components, wastes of titanium alloys |
| CN107674989A (en) * | 2017-09-08 | 2018-02-09 | 重庆金世利钛业有限公司 | A kind of overall preparation method of electrode for titanium alloy vacuum consumable smelting |
| CN107674990A (en) * | 2017-09-18 | 2018-02-09 | 重庆金世利钛业有限公司 | A kind of preparation method of the titanium alloy of element containing high-melting-point entirety consutrode |
| CN107674990B (en) * | 2017-09-18 | 2018-08-07 | 重庆金世利钛业有限公司 | A kind of preparation method of the titanium alloy of element containing high-melting-point entirety consutrode |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101497129A (en) | Semi-solid-state injection molding method of magnesium alloy | |
| RU2015845C1 (en) | Method for manufacture of consumable electrode for melting of high-alloy titanium alloys | |
| EP1501647B1 (en) | Method and device for the weight-controlled filling of ingot molds in non-iron casting machines | |
| CN1817512A (en) | Semi-solid injection moulding method and device for magnesium alloy | |
| CN107674989A (en) | A kind of overall preparation method of electrode for titanium alloy vacuum consumable smelting | |
| RU2733620C2 (en) | Method for manufacturing a workpiece from brass without lead admixture or with low content of lead and a workpiece made using this method | |
| US1950356A (en) | Method of making improved cutting and forming tools and wearresisting surfaces | |
| CN115505766A (en) | A kind of titanium alloy consumable electrode, its preparation method and application | |
| CN107217164B (en) | A kind of preparation method of titanium alloy large-sized homogeneous ingot casting | |
| US4077108A (en) | Process for producing dense machinable alloys from particulate scrap | |
| CN107674990A (en) | A kind of preparation method of the titanium alloy of element containing high-melting-point entirety consutrode | |
| CN110509192B (en) | Metal glass bonding agent and preparation method thereof, grinding wheel and preparation method and application thereof | |
| US3849123A (en) | Incorporation of solid additives into molten aluminum | |
| KR20090061773A (en) | Metal chip compression molding apparatus and compression molding method | |
| RU2269586C9 (en) | Method of preparation of master alloys and deoxidizers | |
| CN119859755B (en) | Consumable electrode for multi-element high-temperature titanium alloy smelting and preparation method of titanium alloy ingot | |
| RU2829238C1 (en) | Method of producing an article from an alloyed iron-aluminium alloy | |
| RU2020772C1 (en) | Consumable electrode of vacuum electric-arc furnace | |
| RU2233895C1 (en) | Method of production of expendable electrodes | |
| RU2636212C1 (en) | Method of producing titanium master alloy for aluminium alloys | |
| EP1489161B1 (en) | Method for the production of high-concentration manganese mini-tablets for alloying aluminum baths and device for implementing said method | |
| US2659137A (en) | Composite alloy | |
| RU2365464C2 (en) | Method of manufacture of consumable electrode from sponge metal | |
| CN215587081U (en) | Raw meal ball screening and filling system | |
| US2659136A (en) | Composite alloy |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| REG | Reference to a code of a succession state |
Ref country code: RU Ref legal event code: MM4A Effective date: 20090625 |