Способ получения изделий

Способ получения изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О ll N C A H N g ))))) Q) QQ3

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Респубпик

e aarOSe OW CI @ TI @ IÞ

{б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено01. 08.76 (21) 2390665/2202 (е)е у, Кл

)

С 21 Q 5/56

В 22 П 27/04 с присоединением заявки № (23) Пркоритет— (43) Опубликовано15.05. 78Бюллетень № 18 (45) Дата опубликования описання&0ч. A. ."

Государственный комитет ьовото Мнннстров СССР оо делам нзооретеннй и открытий (53) УДК 621.365.2:

:669.187.2 (088.8) (72) Авторы изобретения

П. М. Бологов и Г. H. Шебалин (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗИЕЛИЙ

3 .Изобретение относится к металлургии черных, цветных и тугоплавких металлов и может быть использовано при получении изделий, в том числе заготовок, деталей или узлов с использованием процессов литья, электрошлакового переплава, зонной плавки и других процессов, связанных с охлаждением металлов. .Известны многочисленные способы получения изделий сложной конфигурации, когда в.качестве формообразующей поверхности используют, например, литейные формы (11.

Недостатками способов являются трудность предотвращения физико-химического взаимодействия крксталлизирующегося расплава с материалом стенок форм и изложниц, а также трудности, связанные с нарушением качества получаемых изделий как по составу, так и по внешней геометрии. При производстве монокристаллических изделий эти вопросы еще больше усложняются.

Известен также способ получения полых заготовок из стали н сплавов переплавом расходуемых электродов с отжатием жидкого металла от дорна, заключающийся в том, что отжатне жидкого металла от стенок дорна осуществляют пропусканием через дорн электрического тока, противоположного по направлению току переплава. (2). Однако указанный

2 способ не позволяет получать изделия более широкой номенклатуры (не только полые). Это обусловлено невозможностью, во многих случаях, создания противотоков по материалу расплава и изложницы, например дорна. Способ не обеспечивает регулируемость процесса. и .не может быть применен для получения изделий точной геометрии.

Целью изобретения является повышение качества изделий с обеспечением заданных геометрических форм и размеров при применении тонкого регулирования процесса и предотвращение взаимодействия расплава с материалом стенок форм .и изложниц. Это достигается тем, что поверхностный слой кристаллизуют охлажП дением за счет термоэлектрониой эмиссии в условиях напряжения величиной 40 — 500 В, причем электрод выполняют по форме поверхности получаемого изделия.

Способ основан на следующем. Известно, )то поверхность нагретых тел эмиттирует электроны,. плотность потока которых описывается формулой Ричардсона:

= А ° Т ен) в

При съеме термоэмиссионного тока 1 с поверхности будет удаляться поток тепла q=l )р, 606883

Формула изобретения

Составитель С. Дзигоев

Техред О. Луговая Корректор С. Патрушева .

Тираж 716 Подписное

Редактор Н. Корненко

Заказ 2538/IS

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР но делам изобретений и открытий

I I 3035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проек1иаи, 4 достигающий значительных величин (приблизительно 10 Вт/см ).

Формула Ричардсона справедлива при определеиных условиях и техническое использование эмиссионного охлаждения будет эффективно: при температурах эмиттирующих поверхностей выше 550 — 600 С; при очень малых (микронных) зазорах между эмиттером электронов и вторым электродом— коллектором электронов или в условиях компенсациии объем ного при поверхностного заряда ионизированным паром собственно охлаждаемого металла, щелочных металлов, длектроположительных ионов любых паров н тазов; при приложении управляющего напряжения между эмиттером и коллектором, которое обеспечивает диапазон воздействия от максимально возможного термоэмиссионного охлаждения до подогрева в случае реверса тока и превращения коллектора в эмнттер, аэмиттера в коллектор.

При температуре коллектора 500 С илн при превышении температуры эмиттера над температурой коллектора в 400 — 500 С возможно применение синусоидального тока, так как эффективность теплопередачи в прямом и ооратном направлениях будет несоизмерима. В зависимости от задачи возможно импульсное воздействие по заданной программе по часготе и мощности импульсов и их направленито. . По предлагаемому способу за счет интенсивного теплосъема в микрослоях поверхностей расплава инициируются процессы кристал-. лизации, приводящие к отверждению получаемой металлической заготовки вблизи электрода — излож ни цы.

Пример, Проводят сравнительную эксйернмеитальную проработку процесса переплавления диска из молибдена диаметром 10 мм и толщиной 1 мм на электронно-лучевой установке вблизи электрода, установленного с зазором 0,2 — 0,5 мм с подключенным. элек.трическим напряжением-(днск — «минус»; электрод — «плюс») -60 — 100 В и без него. Параметры режима переплавления в обоих случаях остаются постоянными.. При отсутствии электронного охлаждения расплава происходит

«проседание» диска и замыкание его на электрод. При электронном охлаждении плотность термоэмиссионного тока пары «расплав — электрод» составляет 100 А/см в расчете на поверхность расплава. «!!роседения» диска не происходит.

Использование предлагаемого способа получения изделий из металлов с температурой

5 плавления не ниже 600 С обеспечивает по сравО нению с известными способами следующие преимущества: возможность получении заготовок н изделий широкой номенклатуры; обеспечение заданных точных геометрических форм заготовок н размеров изделий; сохранение структурных характеристик материала изделий; повышение срока службы изложниц н технологической оснастки;

5 получение с применением процессов литья монокристаллических изделий; регулирование скорости охлаждения через управление термоэмиссионным током охлаждения; обеспечение независимости скорости охлаждения от температуры коллектора, а также возможности увеличения скоростей охлаждения, что принципиально невозможно в известных способах охлаждения вне печи; обеспечение возможности охлаждения при

25 . условиях, когда температура коллектора вЫше температуры эмиттера.

Способ получения изделий из .материалов с электронной проводимостью, например металлов илн полупроводников, путем регулнруе. мого охлаждения материалов, нагретых до 0,2 — 1,5 температуры плавления, отличающийся тем, что, с целью повышения качества

З5 изделий н устранения взаимодействия материала изделия с формообразующей стенкой, между. формообразующей стенкой н обрабатываемым материалом прикладывают электрическое напряжение 40 — 500 В н регулируют процесс формообразования величиной эмиссионного то40 ка

Источники информ,ации, принятые во внимание прн экспертизе:

l. Авторское свидетельство СССР № 206809, 45 кл. F 27 В 14/04, 1963.

2. Авторское свидетельство СССР № 487134, кл. С 2! С 5/56, !974.