Мармер, Мурованная, Васильев – Электропечи для термовакуумных процессов (1991) (1074336), страница 16
Текст из файла (страница 16)
Этот метод основан ""применении слабоспеченных (агломерированных) пористых брике: ";: дпя которых исходной шнхтой служат порошки и различного вида ""ды тугоплавких металлов. Сечение брикетов может быль 50 х 'мм, длина — до 1000 мм. -„,':.':1вкие электроды первоначально переплавляются в электронно-луче- печах и затем в вакуумных дуговых печах [851. -.,::Кристаллпзатор является важным элементом конструкции вакуум- ' дутовых и электронно-лучевых печей.
,':По конструкции кристаллизаторы можно разделить на два типа «дристаллизатор с неподвижным поддоном (глухой кристаллизатор); .:;;кристаллизатор с вытягиванием слитка (рис. 2.2). ,! Прн плавке в кристаллизатор с неподвижным поддоном, характердля вакуумного дугового переплава сталей и титана, жидкий металл .~',в)ектропа поступает в кристаллизатор, остающийся неподвижным в ие всей плавки, и там застывает, образуя слиток.
,',„Стенки н поддон кристаллизатора омываются охладнтелем и пере; т ему тепло расплавленного металла. Прн этом необходимо учнты;, что кристаллизатор является одним полюсом„к которому под, . чен источник питания, н по кристаллизатору всегда идет полный 83 рабочий ток переплава. Кристаллизатор также подвергается значитель ным сжимающим усилиям, создаваемым вследствие перепада давления между разрежением в печи и атмосферным дплением. Кристаллизатор с неподвижным поддоном состоит иэ поддона, внут, ренней гильзы и наружного кожуха. Между ними образуется полость для протока охладителя, например воды.
Поскольку гильза кристалли. затора подвергается одновременному воздействию механических и тею лэвых нагрузок, она изготовляется из меди илн хромистой бронзы, ко. юрая имеет более высокие прочностные характеристики. Гильзы нз хро. многой бронзы имеют толщину стенок 35-40 мм, а поддоны — 60.. 100 мм 186].
В верхней части кристаплизатора расположен флапец, через который подводится ток при его прижатии к вакуумной камере, Фланцы изготовляются из меди или бронзы и иногда упрочняются стальными прокладками, так как именно фланцы воспринимают основ. ные статические и динамические нагрузки. Плавка в кристаллнзатор с вытягиванием слитка получила распространение при вакуумном ду. гоном переплаве тугоплавких металлов, при котором необходимо низкое давление в зоне горения дуги, и при электронно. лучевом переплаве. По мере расплавленна расходуемого электрода увеличивается высота слитка, а при этом подвижный поддон опускается в камеру-холе. дютьник, где и остывает.
Схема такого кристаллизатора значительно сложнее схемы глухого кристаллнзатора и применяется реже. Кристаллизаторы для электронно-лучевого переплава изготовляют в виде внутренней медной гильзы со стенками 10 — 16 мм. Гильза заключена в кожух иэ нержавеющей стали.
Отношение высоты гильзы к ее внутреннему диаметру составляет 1: 1,5 [871. Обычно кристаллизаторы бывают круглого сечения, однако иногда применяют кристаллнэаторы прямоугольного нли квадратного сечения. Выплавка слитков такого сечения позволяет отказаться от горячей деформщин цилиндрического слитка в сляб, что имеет экономические преимущества 183) . Глухие кристаллизаторы и кристаллизаторы с вытягиванием слитка применяются для получения слитков различных металлов н сила. вов.
Конструкдия глухих кристаллизаторов проще, чем с вытягиванием слитка за счет отсутствия механизма вытяжки. Однако при вакуумном дуговом переплаве тугоплавких металлов, при электроннолучевом переплаве, т. е. в случаях, когда в зоне плавлении металла необходимо поддерживать постоянное низкое остаточное давление, целесообразно применять кристаллизаторы с вьпягиванием слитка. В этом случае уровень хпппсого металла поддерживается постоянным и откачка выделяющихся газов проходит беспрепятственно. Глава г|еегья. ТЕРМОВАКУУМНЫЕ ПРОЦЕССЫ И ЭЛЕКТРОПЕЧИ ДЛЯ ТЕРМООБРАБОТКИ, СПЕКАНИЯ, ПАЙКИ И ПЛАВКИ ЧЕРНЫХ МЕТАЛЛОВ 3.1.
Отжиг ';,развитие вакуумной техники, с одной стороны, и повышение гребо" к качеству термической обработки сталей и сплавов, с другой, "''' ели к тому„что эа последние годы начали широко испольэовать: термовакуумные процессы применительно к железу, сталям и м. :.' Конструкционные, жаропрочные и коррозионностойкие стали и ы содержат различные легирующие металлы, в том числе; Сг— ' ' 40%, Мо — до 6%, 1У вЂ” до 18%, Ч вЂ” до 2%, г(Ь вЂ” до 1%, Т| — до 5%, до 1%, в основном определяющие поведение сталей в вакууме. ства этих металлов и их соединений приведены в э 1.5 и 1.7.
э ',!'":,::3эаимодействие газов со сплавами как при атмосферном давлении, " ' "'и в вакууме представляет сложный процесс, поскольку на поверх- сплава могут появляться сложные оксидные, нитрилные и карые фазах 'лЗ 1881 указано, что подбором состава окружающей среды можно жать окисления сталей, легированных Со, Н1, Мо, %, Мп.
Сг, Бь же показывается, что состав защитного газа является вполне ' "ределенным дпя каждой марки стали илн дпя груш.ы сталей со сравВйтельно узким концентрационным интервалом основных легируюметаллов. Поэтому регулирование состава защитного газа прн енин марки стали может представлять значительные трудности. ,:т Улучшение свойств обрабатываемых изделий,, снижение трудоемко- ~' технологического процесса за счет уФр|апй|)ей| таких операций, 'чеак травление, очистка, промывка, сушка; мейаническая обработка "Взолностью или частично), привели к широкому внедрению технолообработки стали в вакууме. К этим технологическим процессам дует в основном отнести отжиг различного назначения (гомогенируюший, рекристаплизацнонный, дпя снятия напряжений, дегаза;:фцонный), отпуск, особенно высокотемпературный.
Светлая поверх)5Й|сть иэделий может быль получена или сохранена при высокотемпера.";~урной обработке путем создания условий, пра|ятствующих образо,з!(шию оксидов„а также эа счет испарения ипи восстановления оксидов. ",: Требования к беэокислитепьному нагреву при термообработке в '„|общем неоднозначны. Они зависят от назначения термообрабатывае'!,'-.'~ев|х изделий, от места данного процесса в общем технологическом : .'„|чикле. В одних случаях требуется отсутствие отслаиваюшейся окали- В'::| :~$ы, в других — отсутствие видимых тонких оксидных пленок (после85 шчощее восстановление которых привело бы к дополнительному газо.
отделению, что, например, для узлов электронных приборов недо11у, стнмо). Наличие пленок может препятствовать качественной сверк деталей. В отдельных случаях тонкие видимые оксидные пленки на поверхности иэделий допустимы, но они должны равномерно покры. вать поверхность, так как от этого зависят корроэионные свойства ме. галлов. Поэтому прн внедрении в промышленность термообработкл в вакууме или в защитных средах с целью получения светлой поверх.
ности весьма важным фактором является объективная оценка степени окисления поверхности. В отличие от лабораторных условий, где могут быть применены сравнительно сложные методы исследования (массовый, внтерферен. цнонный, рентгенографическнй, изотопный), для изученяя окисления в промышленной практике аще всего исполъзуетсл визуальная оценка состояния поверхности, которая, хотя и позволяет ориентировочно установить границы видимого окисления, однако не дает объективного и многократно воспроизводимого критерия для выбора параметров термообработки, а также для сравнений эффективности различных защитных и нейтрютьных сред и вакуума. Для этой цела может быль применена простая в эксплуатации установка для определения степени потемнения цоверхностя оптическим методом Р) Степень потемжния определяется по формуле гэ - гз и= .
100%, ээ где Гэ — условная температура, характеризующая яркость иэображения нагреваемой нити оптического пнрометра, совпадающая по яркости с исходной поверхностью прн ее облучении световым источником; гэ — то же, но после термообработки, Всли замеренная яркость после термообработки выше исходной т.
е. набшодаетсн осветление поверхности, значение л отрицательно, прн потемнении поверхности — положителыю. Из сопоставления результатов визуальной и оптической оценки с учетом точности измерения поверхность со степенью потемнения менее 2% считают смтлой. Степень потемнения поверхности в зависимости от температуры нагрева прн определенном давлении и временя выдержки для некоторых сталей представлена на рис. 3.1 (область свеклой поверхности заштрихована). Предварительная экспериментальная проверка ставит целью определение влияния температуры, давления и длительности выдержки на химический состав н свойства иэделий и выявление минимальных припусков. Нерэюееющие и ллролрочные сплавы.
В качестве примера, выявляющего влияние вакуумной термообваботкн на свойства жаропрочных л, '/. 'тй !:,;. Уй ут, :,;" ор с", ар тл (й 1г, р,о фД -9 р Щ Р1 "'.3.1. Температурная заиисимоссь степени потемнения поверхности прн наале. ':0,1 Па: «~~,.— листовые образцы, вылеркка 5 ч; б — цнлинлрияеские образцы, аылеркка '*с '" ей, авторами было проведено исследование нагрева в вакууме лри ых условиях охлаждения сталей: ХН65ВМТЮ, 20Х13, 15Х11МФ . Режимы термообработки н характер полученной поверхности прны в табл. 3.1. Образцы представляли собой цилиндры диаметром ,высотой 50 мм с шероховатостью боковой поверхности %~ 7.
Вакуум''- термообработка образцов проводилась на установке, состоящей ;,вагрузочной камеры, камер нагрева и охлаждения. Камера нагрева й футерована высокоглиноземистым шамотным кирпичом. На ах камеры диаметром !00 х 270 мм размещен зигзагообразный ватель из сплава Х20Н80 13~ . ;„':;-':Вьщо опробовано естественное охлаждение при давлении 1,3 — 0,13 Па ; "ун давлениях 5 . 10а и 9,3 . 104 Па аргона марки А, технического борта 1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
