Способ и устройство для получения отливок из трудноплавких карбидов тяжелых металлов

Способ и устройство для получения отливок из трудноплавких карбидов тяжелых металлов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

М 25830

ПАТЕНТ НА ИЗОБРЕТЕНИЕ

ОПИСАНИЕ способа и устройства для получения отливок из трудноплааких карбидов тяжелых металлов.

К патенту ин-ной фирмы „Горнонромышленные заводы Вальрам, Отделение — Металлообрабатывающие заводы" (Gewerkschaft Wallram, AbteHung MetaHwerke), в r. Эссене-Руре, Германия, заявленному

16 июля 1925 года (заяв. свид. ¹ 3743).

Действительные изобретатели ин-цы Отто Кауфельс (ОИо Kaufels) и Герман Фойгтлендер (Hermann Voigtlander).

0 выдаче патента опубликовано 31 марта 1932 года.,Действие патента распространяется на 15 лет от 31 иарта 1932 года.

Предлагается способ для получения отливок из карбидов вольфрама и других металлов, при которых продукт не был бы хрупким и сильно кристаллическим, т.-е. не представлял бы собой бикарбид (WC) с избытком свободного углерода. Для этого необходимо вести процесс так, чтобй| получался монокарбид (ЮяС) — вещество значительно более твердое. Для осуществления последнего предлагаются — следующие средства: первое — исходный материал . составляет чистый вольфрам или чистый вольфрам с прибавкой угольного порошка, или вольфрамовый ангидрид с угольным порошком, или карбид вольфрама с металлическим вольфрамом, при чем во всех случаях углерода должно быть в смеси столько, чтобы его не хватало для образования даже монокарбида.

Недостающее количество углерода должно быть поглощено жидкой массой из угольной плавильной формы (тигля) и из литейной формы. При этом, по мере насыщения углерода, точка плавления понижается, вследствие чего расплавленная масса оказывается перегретой. Плавление прессованной болванки происходит в струе водорода или другого восстановительног нейтрального газа. Второе средство со стоит в том, что расплавленная смесь берется в виде прессованных плиток, которые соприкасаются со стенками плавильной угольной формы возможно меньшими площадями. Третье средство — в таком ведении процесса, при котором болванка превращается не в жидкотекучую, а в труднотекучую или тестообразную @ассу.

Четвертое средство — прекращение нагревания в момент расплавления.

На фиг. 1 схематического чертежа изображен вертикальный разрез печи для получения отливок из трудноплавких карбидов тяжелых металлов; фиг. 2 — изображает вертикальный разрез видоизмененной формы ее же; фиг. 3 — вертикальныф разрез печи с расположенной снаружи еелитейной формой; фиг. 4 — разрез через рассматриваемую часть горизонтально расположенной печи; фиг. 5 — такой же разрез через печь с расположенной снаружи литейной формой; фиг. 6 — форму выполнения печи, соответствующей, в существенных чертах, печи по фиг. 3, с отформованием заодно в литейной форме тела подлежащего изготовлению инструмента; фиг. 7 — разрез горизонтально расположенной печи, особо приспособленной для литейного производства; фиг. 8— разрез плавильной формы, йригодной для печи по фиг. 7, с некоторым видоизменением устройства последней; фиг. 9— разрез вертикальной печи с приспосо.лением для открывания выпускного отверстия; фиг. 10 — тот же разрез . печи по фиг. 9, но с измененным уст ойствоь нижней части печи.

Самой природой всех известных до сих пор способов для получения отливок из трудноплавких карбидов тяжелых металлов обусловливается получение в качестве конечного продукта бикарбида (напр., WC c содержанием около 6,20о C) e более или менее значительным количеством свободного углерода (графита). Означенный бикарбид не является еще, однако, самой твердой формой карбида и упомянутые выше отложения графита делают его еще более мягким и хрупким, Монокар. бид (ЧУ С с содержанием около 3,1 о С) является значительно более твердым и механически более прочным, по своей твердости (9, 8) необычайно близко приближаясь к твердости алмаза. Полученсые до сих пор бикарбиды еще дапункают шлифовку их карборундом; полу-. чаемый же по данному способу монокарбид может, наоборот, сам шлифовать карборунд.

Предлагаемое изобретение дает возможность получения простым способом монокарбида(%2С) или, вообще, вещества с. произвольным содержанием углерода.

При способе, являющемся предметом предлагаемого изобретения, исходным или начальным материалом является чистый, высоко восстановленный вольфрам или же какой-либо другой трудноплавкий металл в виде мелкого порошка или же в мелкокристаллической форме.:Металл этот смешивается с соответствующим, определяемым заранее, количеством измельченного в виде порошка углерода, будучи, впрочем, иногда применяем и без добавления угля, при чем из названной смеси или соответственно из одного только порошка вольфрама образуется путем прессования тело, которое вводится в служащую для него плавильною формою угольную или графитовую трубку и вместе с нею вставляется в электрическую печь с сопротивлениями в виде угольных или графитовых труб, снабженную угольными или графитовыми зажимами для подводки тока

Под упомянутой прессованной (из вольфрама и углерода или, соответственно, из одного - только всльфраща) болванкой в плавильной форме помещается лите ный канал, ведущий к выполненной, например, из угля или графита, литейной форме, полость которой имеет точное очертание подлежащего отливке изделия. Если теперь нагревать в струе водорода помещенную в плавильной форме прессованную болванку до совершенного плавления, то расплав- ленный материал пЬ литейному каналу сейчас же перетекает в форму. При помощи соответствующих приспособлений, это перетекание в форму сопровождается подачей какого - либо сигнала снаружи электрической печи или отмечается каким нибудь видимым снаружи образом, после чего, сейчас же или же по истечении некоторого заранее определенного промежутка времени, прекращается подведение тока, благодаря чему с полной надежностью предотвращается дальнейшее или вообще черезмерное поглощение углерода жидким металлом при применении

Ю

/ литейнои формы из угля или графита.

Литейный канал начинается наверху в виде воронки,. так что прессованная болванка опирается на края этой воронки лишь очень узкой поверхностью. акое устройство преследует цель предотвратить слишком сильное поглощение болванкой углерода, которое могло бы привести к образованию более мягкого бикарбида (WC).

Первое средство. — Плавление прессованной болванки происходит в струе водорода или какого - либо другого восста-. навливающего нейтрального газа. При- менение в виде порошка высоко восстановленного вольфрама является, поэтому, особенно выгодным, ибо иначе, в процессе плавления возникли бы восстановляющие газы, которые могли бы сделать продукт пористым или, по крайней мере, менее плотным . Количество углерода, подлежащего прибавлению к вольфрамовому или, какому-либо другому металлическому порошку, может быть регулируемо по желанию. Вообще говоря, количество это должно быть химически экви- ( валентно количеству применяемого воль- фрамового порошка, так чтобы его как раз j хватило для превращения всего вольфра- ма в вольфрамовый карбид. На практике

-это количество должно еще подвергнуться некоторой эмпирической поправке в зависимости от рода, формы и величины применяемых приспособлений, так как прессованная болванка обычно поглощает углерод как из плавильной, так и из литейной формы и при том как до, так и во время и после плавления. Количество этого последнего углерода может быть . вычитаемо из количества, подлежавшего ! ! первоначально прибавлению к вольфрамовому порошку. Как уже выше было замечено, для образования означенных прессованных болванок может приме- . няться также и один только порошок воль- фрама в чистом виде, в зависимости от величины ожидаемого при плавлении по- глощения углерода и от продукта, кото- .

1 рый желают получить.

Второе средство. — Для сокращения по- глощения углерода во время процесса плавления и отливки до возможно мень-, шей величины, применяется такое устрой-, ство, чтобы прессованная болванка соприкасалась с плавильной формой, по- воэможности, только по краям.

Третье применяемое для этого средство состоит в таком ведении плавильного процесса, при котором прессованная болванка превращалась бы не в жидко- текучую, а в труднотекучую или тесто- образную массу, которая .действием давления, создаваемсго либо механическим

- путем, либо каким-нибудь газом или жидкостью, либо, наконец, какими-нибудь, центробежными силами, вдавливалась бы в атом состоянии через лйтейный канал в расположенную внутри или снаружи печи литейную форму, благодаря, чему в то.же время удается получить однородное плотное литье.

В качестве четвертого средства предлагаемое изобретение предусматривает быстрое и, в особенности, своевременное охлаждение отливаемой части: а) помощью выключения тока, производимого сейчас же или через точно определенный промежуток времени после совершенного введения расплавленной массы в литейную форму (мгновенное выключение с применением реле установки и выдержки времени или же без них); б) помощью охлаждения литейной формы, производимого либо таким образом, что форма эта располагается снаружи печи, либо (кроме того) путем особенно энергичного охлаждения каким-либо действительным охлаждающим средством.

Опыты показали, что отлитые снаружи печи болванки из вольфрамового карбида обладали черезвычайно мелким, равномерным, не грубокристаллическим строением, благодаря тому, что поглощение углерода было недостаточно значительным для образования заметных или более или ме-. нее крупных количеств более мягкого и более грубого по своему строению бикарбида.

Если при описываемом способе применять несколько болванок различного состава и с различными точками плавления, например, таким образом, чтобы самая нижняя болванка имела самую низкую точку плавления и обладала приме.сями, сообщающими материалу большую тягучесть и вязкость при меньшей твердости, а самая верхняя болванка обладала, наоборот, наивысшей точкой плавления, и после расплавления и охлаждения давала бы материал наивысшей твердости, но меньшей вязкости, то помощью одной единственной операции отливки можно, например, получить инструмент с ковким или тягучим телом и черезвычайно твердой, но хрупкой режущей частью, если при этом означенная режущая часть будет расположена в верхней части формы. Следует при этом по-заботиться только о том, чтобы отдель ные точки плавления отстояли не слишком далеко друг от друга и чтобы со- став прессованных болванок изменялся известным постепенным образом.

Другой прием для получения инструмента с ковким телом и твердой режущею частью заключается в том, что в литейную форму заформовывают некоторую оправу, например, в виде трубы желаемого сечения из стали или какоголибо трудноплавкого металла, и при том таким образом, чтобы требующаяся ре жущая часть внизу несколко выступала из -трубы. Стекающая вниз расплавленная масса заполняет собой как форму для режущей части инструмента, так и часть упомянутой трубы, сплавляется с внутренней стенкой этой последней и пристает в охлажденном состоянии черезвычайно крепко к этой предохранительной оболочке, которая обладает большим коэфициентом расширения, чем расплавленная масса, и при охлаждении действует наподобие стягивающего, вследствие своей увадки, кольца. Нижний край трубы после охлаждения может быть под вергнут некоторой обработке, благодаря которой инструмент будет казаться состоящим из одного куска. Кроме того, в своей верхней части труба может быть еще выкладываема углем или лучше графитом, так чтобы в середине ее оставался свободным только узкий, тонкий канал для литья. После отливки, угольная обкладка может быть снова удалена и заменена металлом. Прессованные болванки могут, также состоять из нескольких, например, концентрических слоев различного состава, хотя бы в таком виде, что наружные, более подве,рженные поглощейию углерода, слои содержат относительно больше свободного металла (вольфрама и т. а.), чем внутренние слои, для которых это поглощение является более затруднительным. Наоборот,"" и внутренним слоям может придаваться такой состав, чтобы облегчалось образование ! в отливаемом изделии ковкого или тягучего тела. При этом могут быть применяемь1 несколько. литейных каналов, расположенных, например, концентрическим образом.

Как показали произведенные изобретателем опыты, литейная форма отнюдь не должна быть располагаема непременно внутри печи, но может быть помещаема также и снаружи ее, в особенности в том случае, если применяются прессованные болванки из чистого вольфрама, Обстоятельство это вытекает из нижеследующих соображений, установленных и использованных для практических цедей впервую в связи с предлагаемым изобретением.

Прессованные болванки из чистого вольфрама плавятся только при ЗЖО . Так как болванки эти во время своего расплавления и вытекания из плавильной формы поглощают все более и более углерода и переходят при этом в жидкие виды или спупени карбидов, точка плавления которых с увеличением содержания углерода все более и более понижается (так например, бикарбид ФС с содержанием углерода около 6% имеет точку плавления только около 2.600 ) то расплавленный материал уже при поддержании температуры в 3,200 подвергается все большему и большему перегреву. К этому присоединяется еще повышение температуры, вследствие освобождения теплоты от образования вольфрамового карбида.

Таким образом, если, например, поглощение углерода продолжается до совершенного образования вольфрамового бикарбида, то расплавленная масса на своем пути к расположенной снаружи печи литейной форме может охладиться на 600, не переходя при этом в твердое состояние. Но даже,и в том случае, когда процесс ведется таким образом, что образуется лишь монокарбид вольфрама, получающийся при этом перегрев расплавленной массы оказывается настолко значительным, что масса эта, не застывая,, может быть переводима в расположенную снаружи плавильной печи литейную форму.

Понижение точки плавления может происходить еще и в расположенной вне печи литейной форме, если эта последняя состоит из угля или графита и если стекающая в нее расплавленная масса еще способна к поглощению углерода. При этом получается непрерывно замедляющееся застывание и превосходное заполнение формы, а кроме того, вследствие вызываемого поглощением углерода увеличения объема, и черезвычайно плотное, лишенное пузырей, литье, в особенности, если при помощи соответствующих средств например, посредством укладки угольной формы внутри формы из стали или т. и, принимаются меры к тому, -чтобы уголь ная форма не могла поддаться деформации.

Отмеченный выше способ перегревания расплавленной массы действием постепенно увеличивающегося поглощения углерода позволяет применять всевозможные способы литья, в особенности же такие, которЫе оказываются трудно проводимыми другим образом. (литье помощью ручных тиглей, помбщью открывания выпускного отверстия и т. п .). Особо удобным оказывается при этом известный сам по себе способ центрофугирования, состоящий в том, что расплавленный материал подвергается действию центробежных сил, вследствие чего различные составные части означенного материала группируются концентрически, соответственно своим удельным весам, и в таком виде доводятся до застывания. В качестве особенно выгодного обстоятельства, предлагаемое изобретение использует при этом тот факт, что части расплавленной массы, обладающие наивысшей точкой плавления, обладают в то же время. и наивысшим удельным . весом или что, вообще говоря, температура плавления и уделный вес равномерно убывают с возрастанием содержания углерода. Перегруппировка отдельных составных частей существенным образом облегчается при этом, благодаря увеличению жидкотекучести расплавленной массы в направлении к . середине, где центробежные силы имеют меньшую величину, а также потому, что обладающие большим удельным весом и более высокой точкой плавления части расплавленной массы прокладывают себе путь сквозь находящиеся на несколько большем расстоянии от средины труднотекучие соседние составные части. с большой легкостью, благодаря присущей названным первым частям в каждом данном месте более высокой собственной центробежной силе, вследствие чего происходит чистое концентрическое разделение составных частей по содержанию в них, углерода. Согласно предлагаемому изобретению, помощью означенного способа оказывается возможным отделить простой карбид вольфрама от бикарбида и всех могущих образоваться промежуточных соединений.

При предлагаемом способе, подвод угле- рода может производиться, целиком или отчасти, уже в связанном состоянии, для чего: а) в качестве начального или исходного материала берется бикарбид вольфрама. к которому добавляется эквивалентное или

-приблизительно эквивалентное количество обращенного в мелкий порошок вольфрамовогО металла или же такого же вольфрамового монокарбида (W C), в зависимости от конечного продукта, который желательно получить, или же б) в качестве на Ьльного или исходного материала берется вольфрамовый ангидрит, к которому, с одной стороны, добавляется измельченный в порошок уголь, в количестве, необходимом для превращения названного ангидрида в какой-нибудь из вольфрамовых карбидов (WC или W>C), а, с-другой стороны, примешивается, в состоянии мелкого порошка, вольфрамовый металл или же вольфрамовый монокарбид (или же оба вместе) в таком количестве, чтобы получался желаемый сплав, принимая в расчет происходящее во время процесса расплавления и последующей отливки поглощение углерода из печи и литейной формы.

Если начальным материалом является

BoAbcppBMoBbIH бикарбид, то этот последний приводится общеизвестным образом в состояние мельчайшего порошка, к которому может быть примешано такое количество превращенного в порошок высоковосстановленного металлического вольфрама, какое требуется для превращения вольфрамового бикарбида в более богатый металлом вольфрамовый монокарбид, если принять во внимание свободный углерод, могущий содержаться, в начальном материале, а также количество углерода, неизбежно подлежащее поглощению во время процесса нагревания и расплавления. Оба порошка подвергаются основательному перемешиванию и затем либо прессованию в угольных формах, либо превращению под сильным давлением в прессованные болванки. Болванки эти вводятся уже описанным выше образом в электрическую печь с сопротивлениями в виде угольной или графитной трубы и с угольными или графитными зажимами для подвода тока, в ка-, ковой печи болванки эти подвергаются нагреванию и расплавлению до образования вольфрамового монокарбида, после чего, сейчас же после расплавления, производится литье в приготовленные заранее формы.

Описанный способ может быть видоизменяем в том смысле, что к обращен- ному в порошок вольфрамовому бикарбиду, вместо металлического вольфрама или на ряду с последним добавляется соответствующее количество обращенного в мелкий порошок вольфрамового манокарбида, с которым поступают также, как указано выше, благодаря чему получается продукт, представляющий собой сплав вольфрамового монокарбида и вольфрамового бикарбида и обладающий более мелким и более плотным с гроением, чем бикарбид, при одновременном отсутствии в нем неизбежных в других слу-. чаях отложений графита, Если при предлагаемом способе исходить из ангидрида или окиси вольфрама, из которой вольфрамовый бикарбид полу- чается в других случаях обычно помощью восстановитель ного процесса, то обращенные в порошок ангидрид или окись вольфрама смешиваются с достаточйым для образования вольфрамового бикарбида количеством измельченного в порошок углерода, при чем, кроме того, прибавляется потребное для образованйя бикарбида вольфрамового монокарбида количество высоковосстановленного, превращенного в мелкий порошок, вольфрамового металла, принимая во внимание количество угля, подлежащее позже поглощению во время процесса нагревания или плавления, а также или вольфрамОвый монокарбид в количестве, необходимом для образования желаемого сплава из моно- и бикарбида, Ф

Означенная смесь затем либо подвергается прессованию в угольнь1х формах, либо превращается в прессовайные болванки и, как описывалось выше, нагревается в электрических печах с сопротивлениями в виде угольной или графитовой трубы и с угольными же или графитовыми зажимами для подвода тока.

Дальнейший процесс протекает таким образом, что при более низкой темпе. ратуре сначала происходит BoccTBHQBAeние ангидрида или окиси вольфрама,, с образованием при этом вольфрамового бикарбида, после чего при дальнейшем повышении. температуры этот последний вместе с металлическим вольфрамом превращается в вольфрамовый монокарбид нли же, вместе с этим монокарбидом, дает желаемый сплав.

Дальнейшая форма выполнения рассматриваемого видоизменения предлагаемого способа состоит в том, что порошок металлического вольфрама или же порошок вольфрамового монокарбида (ила же оба вместе) вводятся прессованием, например, на самый низ угольной формы, и таким же образом вводятся помощью прессования, в отдельности, в ту же форму порошок вольфрамового бикарбида или же необходимые,для el о изготовления ангидрид или окись вольфрама, в смеси с угольным

1 порошком. При нагревании этой формы в печи расплавляется сначала вольфрамовый бикарбид, температура плавления которого составляет около 2.600 . При дальнейшем нагревании расплавляется также порошок карбида или монокарбида. вольфрама, образующий с расположенной над нйм или под ним массой монокар бид вольфрама или же сплав обоих карбидов. В случае, если, как было упомянуто выше, применяются прессованные болванки, то: при рассматриваемой форме выполнения предлагаемого способа, например, нижние болванки прессуются из порошка вольфрама или же порошка вольфрамового монокарбида, верхние же из порошка. вольфрамового бикарбнда (или наоборот „ после чего расплавление происходит также при двух стадиях температуры. Так как с расплавлением в данном случае связывается еще и литье в форму, то обе расплавляемых массы подвергаются при этом еще тесному перемешиванию друг с другом, благодаря чему преврашение происходит еще легче. При описанных способах могут применяться также контактные металлы, оказываюшие только посредСтвующее действие при поглощении или обмене углерода.

Наконец, в качестве начального материала могут применяться, преимущественно или исключительно, также другие; тяжелые металлы и их карбиды.

Независимо от того, исхбдят ли при. предлагаемом способе из порошка вольфрамового металла, из вольфрамовых

1 карбйдов или же из ангидрида вольфрама смотря по свойствам, которые желательно придать конечному продукту, к прессованной болванке можно примешивать

/ известные добавления, действующие либо в виде простых примесей, либо же только или же вместе с тем в качестве контактных веществ, как, например, железо, вольфрам, молибден, ванадий, хром и т. и.

Железо, например, действует главным образом в виде контактного вещества и при начале расплавления обычно уже снова испаряется, если только примесь железа или равноценного с ним металла была настолько невелика, что точка плавления понизилась сравнительно с точкой плавления вольфрама лишь незначительно; наоборот, железо действует в качестве составной части сплава и не испоряется, если добавление его было настолько зна чительным, что точка, плавления оказалась значительно пониженной (как известно, точка плавления сплавов расположена . ниже, чем в обладающей наивысшей точкОй плавления составной части сплава).

Молибден поглощает углерод и обнаруживаетдя (при известных условиях, вместе с металлическим молибденом) в конечном продукте. Избыток вольфрама сообщает конечному продукту большую прочность, избыток ванадия — большую вязкость.

Подобные добавления ванадия являются, в особенности, важными для изготовления из вольфрамовых и других карбидов режущих инструментов всякого рода, так как эти последние, на ряду с большой твердостью, должны обладать также значительной вязкостью и тяжестью. Ванадий можно прибавлять в виде феррованадия или же в виде чистого ванадия и. с его помощью придавать получаемому конечному продукту весьма разнообразные степени твердости и вязкости. При избыточном прибавлении ванадия, твердые кристаллы вольфрамового карбида как бы укладываются внутри тягучего ванадия, являющегося, так сказать, вязким цементом для отдельных твердых кристаллов и образующего вместе с ними сплав. Действие контактных веществ может заключаться также в очистке применяемых исходных материалов от могущих быть им присущими примесей, в виде кислорода или окиси, так . что означенные контактные вещества могут действовать в качестве плавней или восстановительных средств.

Роль таких плавней играют, главным образом, некоторые легкие металлы, например, алюминий, магний, натрий и т. д. ЧрезI: вычайно пригодными для указанной цели являются, в особенности, алюминий и маг-! ний. Будучи примешаны в незначительном процентном отношении, они освобождают

1 служащие исходным материалом металлические порошки (вольфрам и др.), а также другие порошко образные металлические примеси (например, ванадий) от последних остатков кислорода и образуют вместе

f с названными веществами окиси, кото-! рые либо снова испаряются при темпе1 р атур е, недостигаюшей температуры обра-!

1зования карбидов,,либо же, при недостаточно высокой температуре, плавают сверху расплавленной массы, в виде шлаков. Очищенная таким образом сплавлен-! ная масса обнаруживает при остывании большую сцепляющую силу молекул между ! собой, а, следовательно, дает в резуль1 тате и большую прочность и вязкость.

Является, однако, целесообразным, чтобы вся совокупность названных выше примесей не превосходила 40О о, ибо, как показали опыты изобретателя, сплавы вольфрамовых карбидов с содержанием вольфрама, меньшим 60%, не обладают, уже сколько-нибудь выдающейся тверI достык и должны быть в этом смысле улучшаемы помощью других примесей, например, бора, титана, хрома, кобальта и мангана, что опять-таки связано с неудобствами (ломкость или хрупкость и т. п.).

Примеси, в количестве меньшем 40%, оказываются для поставленной выше цели вполне достаточными, так как благодаря высокому удельному весу образующего карбид металла (вольфрама, молибдена и т. д.), а также благодаря большею частью значительно меньшему удельному весу добавляемых металлов, объемное отношение отдельных составных частей ока" зывается весьма благоприятным. Сплав из, примерно, 60% по весу вольфрамового карбида и около 40% по весу ванадия состоит, например, из 66% по объему ванадия и 34% по объему вольфрамового карбида, так что для укладки очень твердых, но вместе с тем, очень ломких кристаллов вольфрамового карбида, имеется больше чем достаточно вязкой основной ! массы ванадия. Даже при добавлении вана-! дия в количестве от 10 до 20% получаются уже вполне ковкие, вязкие и черезвычайно твердые сплавы. Вопрос,о действии всех этих примесей, в данном случае, впрочем затрагивается только поверхностныи образом.

Предлагаемый способ распространяется также на получение и иных карбидов, кроме вольфрамовых, в особенности же, карбидов тяжелых металлов, в роде мо либдена, титана, урана, хрома, а также карбида, боэа и кремния, обладающих, как известно, также большой твердостью и высокими температурами плавления.

В особенности, благодаря предлагаемому способу могут быть по желанию регули. руемы в различной степени электрические свойства (сопротивление) карбидов кремния, находящих себе применение, как известно, в качестве нагревательных тел.

Означенные карбиды кремния до сего времени не получались путем плавления и отливки, а добывались одним только процессом спекания.

В нижеследующем, на нескольких примерных формах выполнения, поясняется устройство печи, служащей для осуще(ствления предлагаемого способа. Само собой разумеется, однако, что предлагаемое изобретение не должно быть ограничиваемо означенными примерными формами выполнения, допуская многочисленные разнообразные видоизменения описанных ниже приспособлений;

На фиг. 1 изображена вертикальная печь 1 с угольной или графитовой трубой и угольными или графитовыми зажимами для подведения тока. Выполнение.из графита является, согласно предл агаемому изобретению, предпочтительным, как даюшее лучшие результаты. В печи имеется вставная труба 3 из угля или графита, служащая для вмещения прессованных болванок и исполняющая назначение плавильной формы. Днище этой плавильной формы устроено в виде широкой воронки 5, заканчивающейся литейным каналом 6.

Последний продолжается внутри непосредственно примыкающей к трубе 3 литейной формы 7 из угля или графита, которая помещается внутри печи. В промежуточное пространство между трубой 1 и плавильной формой 3, а также ли тейной формой 7, через канал 8 (котоpbN может быть устраиваем в любом месте трубы 1, например, в ее днище) впускается струя водорода, протекающая в направлении стрелки по кольцевому пространству 9 и входящая через отвер.стия 10 в плавильную форму 3, с тем„ чтобы, поднявшись по узкой кольцевой щели 11, омыть собой болванки и наверху выйти из печи. На самую верхнюю болванку нажимает сделанный из угля или графита поршень 12, который может быть нагружен весом груза 13 или отжиматься. к низу давлением газа, какой-либо жид кости или пружины. Воронке 5 придаются такие размеры, что самая нижняя болванка соприкасается с дном плавильной формы лйшь на очень незначительной поверхности (например, лишь своими краями), что сделано с целью сокращения до возможного минимума поглощения болванками углерода. Кольцевая щель

11 служит для этой же цели. В зависимости от температуры плавления болванок, печь, пропусканием через нее тока, нагревается до 3500 . В течение нескольких минут после включения тока, происходит расплавление болванок; расплавленная масса стекает через воронку 5 и литейный канал б в форму 7, при чем одновременно происходит опусканые поршня

12 вместе с грузом 13. Как только пор:шень 12 достигает самого низкого своего положения, заранее отмечаемого, например, стрелкой на грузе 13, весь расплавленный материал оказывается уже пере-, шедшим в форму 7, после чего произво дится выключение тока, для того, чтобй путем быстрого охлаждения формы и отливаемога тела предотвратить дальнейшее поглощение углерода отливаемым изделием.

Момент выключения тока может быть каждый раз устанавливаем эмпирически помощью соответствующих предваритель-. ных оплотов.

Вместо упомянутого выше указатель ного приспособления или на ряду с ним может быть устраиваемо еще и приспобление для автоматического выключения тока, действующее, например, в зависимости от положения поршня 12, при чем такое приспособление для выключения может работать совместно с особымреле, производя@им выключение через заранее определяемый и устанавливаемый промежуток времени Выключение тока может быть далее сопровождаемо, как это устроено при одной из,приводимых ниже форм выполнения, включением охлажде- j ния, которое, опять-таки, может проис-, ходить лишь просто в зависимости от, I положения поршня 12, либо с некоторым промедлением против этого послд него. I

В последнем случае, целесообразным является такое устройство, чтобы приспо собление для включения тока и приспособление для включения. охлаждения при- водились в действие. одним и тем же реле установки и выдержки времени. Приспособление для выключения тока. рекомендуется выполнять во всех случаях с мгновенным выключением, так как для пблучения всегда однородного продукта необходимо, чтобы происходящий в течение нескольких минут процесс плавления и отливки был точно ограничен во времени.

На фиг. 2 изображено видоизменение печи фиг. 1. Части, соответствующие частям печи фиг. 1, обозначены теми же цифрами с добавлением буквы а. Разница, сравнительно с фиг. 1, заключается лишь в особом выполнении вставной трубы, которая в этом случае делается составной из двух частей и состоит из собственно плавильной формы За и угольной или графитовой трубы За .

На фиг. 3 изображено подобное же устройство,но с тем отличием,что литейная форма 76 расположена снаружи печи и соединяется с трубой 3b помощью штыкового затвора. Далее, представлено примерное выполнение охлаждающего приспособления 17 для литейной формы 7b.

Применяемое для охлаждения вещество втекает в отверстие H и вытекает из отверстия Н". Остальные части этой фигуры, насколько они соответствуют частям фиг. 1, означены такими же цифрами, но с добавлением буквы b.

На фиг. 4 печь 1с с графитовой трубой расположена горизонтально, соответственно чему расположены и болванки 4с, плавильная форма Зс и литейная форма 7с графитовой трубы Зс, а также литейные каналы бс. Литейная форма 7с показана устроенной в этом случае внутри печи.

На фиг. 5 представлена дальнейшая форма выполнения, соответствующая, в существенных чертах, печи на фиг. 4, но с расположением литейной формы снаружи печи. Части устройства на фиг. 4 и 5, поскольку они соответствуют частям фиг. 1, отмечены теми же цифрами, как эти последние части, но с прибавлением буквы с на фиг. 4 и буквы d на фиг. 5.

На фиг. 6 цифрой 14 обозначена заформованная труба из ковкого металла, цифрой 15 †угольн обкладка ее, 16— форма для заливаемого в этой трубе инструмента, а именно его твердой режущей части. Формовка может происходить и таким образом, что режущая часть располагается наверху-, а труба .внизу формы. Остальные части этой фигуры соответствуют, в существенных чертах, фиг. 3 и означены теми же цифрами, как и соответствующие им части этой последней фигуры, но с прибавлением буквы е

Дальнейшая форма выполнения печи, еще лучше отвечающая практическим потребностям и отлично приспособленная для осуществления предлагаемого способа в большом масштабе, изображена на фиг. 7.

В этом случае, расплавленный в печи с угольной или графитовой трубой мате- риал отводится в литейную форму, расположенную в любом месте помещения и не находящуюся с печью ни в каком органическом или конструктивном соотношении. Устроенная подобным образом печь не только позволяет производить отливку из расплавленной массы снаружи печи, но, кроме того, дает возможность выполнять произвольное число плавлений за один единственный нагрев печи. Кроме того, предлагаемый способ и связанное с ним новое устройство позволяет установить за плавильным процессом точный оптический контроль и производить надлежащий выбор момента для литья и для прекращения процесса плавления, Большое преимущество предлагаемого устройства заключается также в его простоте, а также в удобстве доступа и обслуживания. Собственно пространстве печи образовано открытой с обоих концов и служащей сопротивлением трубой 18 из угля или, предпочтительно, из графита. По обоим концам трубы устроены прочные зажимы 19, также из угля илй, лучше, из графита, служащие для подведения электрического тока. Цифрой 20 означены подводящие ток кабели, которых может быть один или несколько; цифрой 21 — ка— 10 бруска, содержащим литейную форму 28.

Процесс Отливки производится сле- дующим образом. В плавильную форму

28 .одного или нескольких графитовых брусков 27 вдавливается или впрессовывается садочный плавильный материал.

Этот последний состоит либо из чистого порошка вольфрама, либо же из порошка вольфрама, смешанного с определенным количеством углерода, как это было описано выше. В описываемой печи можно равным образом, перерабатывать загрузочный материал, состоящий из карбидов или ангидридов вольфрама с упоминавшимися ранее добавлениями к ним. Наконец, из той же массы плавильного материала формуется (например, под прессом) еще отдельная лепешка 29, помещаемая; поверх заполненной плавильной формы. 1

Между тем, служащая сопротивлением для печи труба 18 действием включаемого тока доводится в несколько минут до белого каления, и через трубу 26 произ- водится впуск струи водорода, После мо д р массой, следует предпочитать работу лиш с одною плавильной формой. Продолжительность плайления от начала плавления контрольной лепешки 29 до извлечения из печи плавильной формы> зависит как от первоначального состава подверг