RU2217515C1 - Способ получения слитков из сплавов на основе тугоплавких металлов - Google Patents
Способ получения слитков из сплавов на основе тугоплавких металлов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2217515C1 RU2217515C1 RU2002113272A RU2002113272A RU2217515C1 RU 2217515 C1 RU2217515 C1 RU 2217515C1 RU 2002113272 A RU2002113272 A RU 2002113272A RU 2002113272 A RU2002113272 A RU 2002113272A RU 2217515 C1 RU2217515 C1 RU 2217515C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ingot
- vacuum arc
- ingots
- remelting
- making
- Prior art date
Links
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 21
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 239000003870 refractory metal Substances 0.000 title claims abstract description 9
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 17
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 17
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000010313 vacuum arc remelting Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000000365 skull melting Methods 0.000 claims description 4
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 7
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 239000002893 slag Substances 0.000 abstract 3
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 abstract 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 9
- 210000003625 skull Anatomy 0.000 description 7
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 6
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 6
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910001257 Nb alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 3
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 3
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002887 superconductor Substances 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000756 V alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано в промышленном производстве высококачественных слитков, содержащих тугоплавкие компоненты, в том числе для изготовления сверхпроводников. Предложен способ получения слитков из сплавов на основе тугоплавких металлов, содержащих компоненты, температура плавления которых превосходит температуру плавления сплава не менее чем в 1,2 раза, включающий получение слитка путем вакуумного дугового переплава расходуемых электродов в кристаллизатор и вакуумный дуговой гарнисажный переплав расходуемых электродов в тигель с последующей разливкой в изложницу, при этом расходуемые электроды для вакуумного дугового гарнисажного переплава получают путем поперечной резки слитка, полученного вакуумным дуговым переплавом, на не менее чем две мерные части, причем мерные части, отрезанные от концов слитка, в процессе вакуумного дугового гарнисажного переплава ориентируют неотрезанными торцами слитка вниз. Технический результат - получение высококачественных слитков на основе тугоплавких металлов с высокой химической однородностью и отсутствием дефектов усадочного происхождения. 2 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для получения однородных по химическому составу слитков из сплавов на основе тугоплавких металлов путем вакуумного дугового гарнисажного переплава (ВДГП) в сочетании с вакуумным дуговым переплавом (ВДП).
Известен способ получения слитков на основе тугоплавких металлов путем ВДГП с разливкой накопленного в тигле расплава в изложницу, при котором расходуемый электрод собирают из соответствующих шихтовых компонентов [1].
Недостатком данного способа является наличие в теле слитков локальной химической неоднородности в виде участков, обогащенных тугоплавким компонентом, если температура плавления его не менее чем в 1,2 раза превосходит температуру плавления сплава, вызванной недостаточным временем выдержки расплава в тигле перед разливкой, особенно его части, соответствующей последним порциям расходуемого электрода. Увеличение же времени выдержки расплава в тигле без сплавления расходуемого электрода приводит к резкому уменьшению количества сливаемого металла.
Известен способ получения слитков из сплавов на основе тугоплавких металлов и сплавов, при котором слиток, полученный ВДГП, подвергают переплаву в ВДП [2].
Недостатком данного способа также является наличие в теле слитков ВДП из сплавов, содержащих компоненты, температура плавления которых превосходит температуру плавления сплава не менее чем в 1,2 раза, локальной химической неоднородности в виде участков, обогащенных тугоплавким компонентом, особенно в зонах, соответствующих верху и низу слитка ВДП.
Наиболее близким по технической сущности способом, выбранным в качестве прототипа, является способ выплавки сплавов на основе титана в ВДГП, при котором применяют расходуемые электроды, полученные предварительным переплавом в ВДП [3] - прототип.
Недостатком данного способа является наличие в теле слитка ВДГП локальной химической неоднородности в виде участков, обогащенных тугоплавким компонентом, температура плавления которого не менее чем в 1,2 раза превышает температуру плавления сплава, что вызвано недостаточным временем растворения тугоплавкого компонента при ВДП, особенно в частях слитка ВДП, соответствующих началу и окончанию плавки, проводящихся на пониженной мощности. Попадание этих включений в расплав, находящийся в тигле при последующем ВДГП, непосредственно перед разливкой, то есть к моменту окончания сплавления расходуемого электрода, приводит к их фиксации в расплаве и затем в теле слитка ВДГП, что снижает качество получаемых из этих слитков изделий, особенно микропрофильных.
Техническим результатом данного изобретения является получение высококачественных слитков из сплавов на основе тугоплавких металлов, отличающихся высокой химической однородностью и отсутствием дефектов усадочного происхождения.
Технический результат достигается тем, что предложен способ получения слитков из сплавов на основе тугоплавких металлов, содержащих компоненты, температура плавления которых превосходит температуру плавления сплава не менее чем в 1,2 раза, включающий получение слитка путем вакуумного дугового переплава расходуемых электродов в кристаллизатор и вакуумный дуговой гарнисажный переплав расходуемых электродов в тигель с последующей разливкой в изложницу, при этом расходуемые электроды для вакуумного дугового гарнисажного переплава получают путем поперечной резки слитка, полученного вакуумным дуговым переплавом, на не менее чем две мерные части, причем мерные части, отрезанные от концов слитка, в процессе вакуумного дугового гарнисажного переплава ориентируют неотрезанными торцами слитка вниз.
Способ поясняется фиг.1 и 2.
Результаты приведенных заявителем экспериментов по получению слитков сплавов Тi - 1 мас.% V, Nb - 20 мас.% V, Т - 1 мас.% W и Nb - 48 мас.% Тi, приведенные в таблице 1, показывают, что при выплавке сплава Ti-1%V с к=1,15 (к - отношение температур плавления тугоплавкого компонента и сплава) методом ВДП+ВДГП обогащенные ванадием включения в теле слитка полностью отсутствуют независимо от расположения расходуемых электродов при ВДГП.
При выплавке слитков сплава Nb-20%V (к=1,2) тем же методом и ориентации на заключительной стадии (ВДГП) расходуемых электродов из частей, отрезанных от концов слитка ВДП, неотрезными (исходными) торцами вверх (в направлении - от гарнисажа) в теле слитка ВДГП обнаружены включения диаметром до 0,7 см, обогащенные ниобием до 67%, которые исчезают только после выдержки расплава в тигле при ВДГП без сплавления расходуемого электрода не менее 9 секунд. Это, в свою очередь, приводит к снижению количества сливаемого расплава в 1,3 раза. При этом ориентация торцев электродов, вырезанных из середины слитка ВДП, безразлична.
В то же время при ориентации отрезанных от концов слитка ВДП частей неотрезными (исходными) торцами вниз (в направлении - к гарнисажу) удалось полностью избежать включений, обогащенных тугоплавким компонентом в сплавах Nb - 48 мас.% Ti (к=1,2) и Ti - 1 % W (к=1,96), без снижения количества сливаемого расплава.
Примером осуществления предлагаемого способа является получение слитков из сплава Nb - 48 мас.% Тi, применяемого в производстве сверхпроводников, при котором первый переплав осуществляли в ВДП типа ДКВ-3.2 в кристаллизатор диаметром 29 см, используя в качестве расходуемого электрода слиток Nb диаметром 13 см и длиной 200 см, к которому по образующей приваривали прутки Ti диаметром 5 см. ВДП сформированного таким образом электрода, масса которого составила 385 кг, проводили в течение 60 мин с распределением мощности во времени: 10 мин - 100 кВт (начало плавки); 45 мин - 520 кВт (рабочий режим); 5 мин - 80 кВт (окончание плавки).
Полученный после ВДП слиток диаметром 28 см, длиной 100 см, массой 381 кг разрезали на 3 части длиной по 33 см и массой по 125 кг каждая. Полученные таким образом расходуемые электроды подвергали ВДГП, ориентируя при этом отрезанные от концов слитка ВДП части неотрезными (исходными) торцами вниз, в направлении - к гарнисажу, а срединую часть - произвольно. ВДГП проводили в медный водоохлаждаемый тигель с внутренним диаметром 40 см с гарнисажем из сплава Nb - 48 мac.% Ti. Чистовые слитки, выплавленные из мерных частей, резали на продольные темплеты, которые затем подвергали шлифовке и травлению с целью определения их микроструктуры. Визуальный просмотр шлифов показал полное отсутствие в них включений, обогащенных тугоплавким компонентом (Nb).
Заявляемый способ позволил получить высококачественные слитки из сплава Nb - 48 мас.% Тi, используя при этом весь слиток первого переплава (ВДП), что позволило повысить выход в годное на 22% и снизить трудозатраты на 6,9% по сравнению с прототипом.
Достигнутые результаты свидетельствуют о решении поставленной технической задачи путем создания способа получения высококачественных слитков из сплавов, содержащих тугоплавкие компоненты, с одновременным повышением технико-экономических показателей процесса.
Предложенный способ может быть применен в промышленном производстве высококачественных слитков, содержащих тугоплавкие компоненты, в том числе для изготовления сверхпроводников.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Неуструев А. А. , Ходоровский Г.Л. "Вакуумные гарнисажные печи", М. "Металлургия", 1967 г., с.81;
2. Курдюмов А. В., Пикунов М.В. и др. "Производство отливок из сплавов цветных металлов", М. "Металлургия", 1986 г., с.403;
3. Неуструев А. А. , Ходоровский Г.Л. "Вакуумные гарнисажные печи", М. "Металлургия", 1967 г., с.39 - прототип.
1. Неуструев А. А. , Ходоровский Г.Л. "Вакуумные гарнисажные печи", М. "Металлургия", 1967 г., с.81;
2. Курдюмов А. В., Пикунов М.В. и др. "Производство отливок из сплавов цветных металлов", М. "Металлургия", 1986 г., с.403;
3. Неуструев А. А. , Ходоровский Г.Л. "Вакуумные гарнисажные печи", М. "Металлургия", 1967 г., с.39 - прототип.
Claims (1)
- Способ получения слитков из сплавов на основе тугоплавких металлов, содержащих компоненты, температура плавления которых превосходит температуру плавления сплава не менее чем в 1,2 раза, включающий получение слитка путем вакуумного дугового переплава расходуемых электродов в катализатор и вакуумный дуговой гарнисажный переплав расходуемых электродов в тигель с последующей разливкой в изложницу, отличающийся тем, что расходуемые электроды для вакуумного дугового гарнисажного переплава получают путем поперечной резки слитка, полученного вакуумным дуговым переплавом, на не менее чем две мерные части, причем мерные части, отрезанные от концов слитка, в процессе вакуумного дугового гарнисажного переплава ориентируют неотрезанными торцами слитка вниз.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002113272A RU2217515C1 (ru) | 2002-05-20 | 2002-05-20 | Способ получения слитков из сплавов на основе тугоплавких металлов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002113272A RU2217515C1 (ru) | 2002-05-20 | 2002-05-20 | Способ получения слитков из сплавов на основе тугоплавких металлов |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2217515C1 true RU2217515C1 (ru) | 2003-11-27 |
| RU2002113272A RU2002113272A (ru) | 2003-12-10 |
Family
ID=32027887
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002113272A RU2217515C1 (ru) | 2002-05-20 | 2002-05-20 | Способ получения слитков из сплавов на основе тугоплавких металлов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2217515C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2317343C2 (ru) * | 2005-10-14 | 2008-02-20 | ОАО "Корпорация ВСМПО-АВИСМА" | Способ получения слитков |
| CN113832363A (zh) * | 2021-08-18 | 2021-12-24 | 湖南金天钛业科技有限公司 | 钛合金铸锭及其制备方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2300221A (en) * | 1939-04-14 | 1942-10-27 | High Duty Alloys Ltd | Extrusion of metal articles |
| GB1191193A (en) * | 1968-05-20 | 1970-05-06 | Kobe Steel Ltd | A method of producing an Alloy from High Melting Temperature Activated Metals |
| SU382724A1 (ru) * | 1971-11-22 | 1973-05-25 | ||
| EP0499389A1 (en) * | 1991-02-12 | 1992-08-19 | Titanium Metals Corporation | Method and assembly for consumable electrode vacuum arc melting |
| RU2154683C1 (ru) * | 1999-08-16 | 2000-08-20 | Государственный научный центр Российской Федерации Всероссийский научно-исследовательский институт неорганических материалов им. акад. А.А. Бочвара | Способ получения слитков вакуумной дуговой гарнисажной плавкой |
-
2002
- 2002-05-20 RU RU2002113272A patent/RU2217515C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2300221A (en) * | 1939-04-14 | 1942-10-27 | High Duty Alloys Ltd | Extrusion of metal articles |
| GB1191193A (en) * | 1968-05-20 | 1970-05-06 | Kobe Steel Ltd | A method of producing an Alloy from High Melting Temperature Activated Metals |
| SU382724A1 (ru) * | 1971-11-22 | 1973-05-25 | ||
| EP0499389A1 (en) * | 1991-02-12 | 1992-08-19 | Titanium Metals Corporation | Method and assembly for consumable electrode vacuum arc melting |
| RU2154683C1 (ru) * | 1999-08-16 | 2000-08-20 | Государственный научный центр Российской Федерации Всероссийский научно-исследовательский институт неорганических материалов им. акад. А.А. Бочвара | Способ получения слитков вакуумной дуговой гарнисажной плавкой |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| НЕУСТРУЕВ Л.А. и др. Вакуумные гарнисажные печи. - М.: Металлургия, 1967, с.39. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2317343C2 (ru) * | 2005-10-14 | 2008-02-20 | ОАО "Корпорация ВСМПО-АВИСМА" | Способ получения слитков |
| CN113832363A (zh) * | 2021-08-18 | 2021-12-24 | 湖南金天钛业科技有限公司 | 钛合金铸锭及其制备方法 |
| CN113832363B (zh) * | 2021-08-18 | 2022-07-05 | 湖南金天钛业科技有限公司 | 钛合金铸锭及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH04314836A (ja) | チタン・アルミニウムを主成分とした合金を製造する方法及び装置 | |
| CN113444890A (zh) | 高质量大吨位电渣锭的补缩生产方法 | |
| JP2006138015A (ja) | 銅系析出硬化形合金の製造方法 | |
| CN107385244B (zh) | 一种电子束层覆诱导凝固技术高纯化制备镍基高温合金的方法 | |
| RU2217515C1 (ru) | Способ получения слитков из сплавов на основе тугоплавких металлов | |
| JPH04131330A (ja) | 純チタン又はチタン合金材の製造方法 | |
| JP2006281291A (ja) | 活性高融点金属合金の長尺鋳塊製造法 | |
| JP2989060B2 (ja) | 低酸素Ｔｉ−Ａｌ系合金およびその製造方法 | |
| JPH06287661A (ja) | 高融点金属溶製材の製造法 | |
| RU2152447C1 (ru) | Способ электрошлакового переплава компактных материалов | |
| RU2238991C1 (ru) | Способ электронно-лучевого переплава металлов и сплавов | |
| RU2762460C1 (ru) | Способ получения слитков особочистой меди | |
| JPH05125523A (ja) | ターゲツト材とその製造方法 | |
| JPH0995743A (ja) | 溶製金属系材料の製造方法及び溶製金属系材料並びに電子ビ−ム溶解設備 | |
| RU2184161C1 (ru) | Способ получения слитков из сплавов, содержащих тугоплавкие компоненты | |
| RU2238992C1 (ru) | Способ получения ниобиевых слитков | |
| JP2009113061A (ja) | ＴｉＡｌ基合金の鋳塊製造方法 | |
| RU2154683C1 (ru) | Способ получения слитков вакуумной дуговой гарнисажной плавкой | |
| KR20170046704A (ko) | 표면 결함이 발생하기 어려운 열간 압연용 티타늄 주조편 및 그 제조 방법 | |
| RU2191836C2 (ru) | Способ получения слитков | |
| RU2770807C1 (ru) | Способ получения заготовки из низколегированных сплавов на медной основе | |
| JP2000190064A (ja) | 鋳塊の改質方法 | |
| JPH10265214A (ja) | シリコンの精製方法 | |
| US5156689A (en) | Near net shape processing of zirconium or hafnium metals and alloys | |
| RU2307722C2 (ru) | Способ получения высокооловянистой бронзы |