Электрод для получения сплава переменного состава
Владельцы патента RU 2628720:
Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения" АО "НПО "ЦНИИТМАШ" (RU)
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для получения путем переплава электродов сплавов переменного состава, используемых для исследований их свойств, а также для изготовления изделий, отдельные части которых находятся в различных эксплуатационных условиях. Электрод содержит два соединенных между собой элемента, выполненных из металла основы получаемого сплава и образующих по длине электрода внутреннюю полость с изменяющейся площадью поперечного сечения, в которой размещен компонент, вводимый в состав сплава, причем первый элемент выполнен в виде полого цилиндра с днищем и верхней крышкой с отверстием, а второй элемент, размещенный внутри первого элемента, выполнен в виде усеченного конуса, снабженного в верхней части цилиндрическим стержнем, проходящим через отверстие в крышке. Изобретение позволяет создать конструкцию электрода, упрощающую технологию его изготовления, а также повышающую равномерность распределения вводимого компонента в виде отдельных металлов, ферросплавов, карбидов, карбонитридов, боридов и окислов в сплав переменного состава, получаемого переплавом упомянутого электрода 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к области получения стали специального состава и может быть использовано для получения путем переплава электродов сплавов переменного состава, используемых для исследований их свойств, а также для изготовления изделий, отдельные части которых находятся в различных эксплуатационных условиях.
Использование технологии получения сплава переменного состава за одну технологическую операцию переплава электрода позволяет резко уменьшить объем и повысить точность изысканий оптимальных составов материалов и исследований их свойств.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является электрод для получения сплава переменного состава, содержащий корпус в виде двух соединенных между собой стержней, выполненных из металла основы получаемого сплава, между которыми сформирована внутренняя полость в виде профильных канавок с изменяющейся площадью поперечного сечения, выполненных в одном из стержней, а компонент, вводимый в состав получаемого сплава, в виде порошка расположен в профильных канавках. При этом порошкообразные компоненты, вводимые в состав получаемого сплава переменного состава, могут размещаться в полости электрода в пастообразном состоянии и закрепляться в них с помощью различных связующих или наносится методом напыления (SU 589794, С21С 5/56, опубликовано 30.01.1983).
Данный электрод обеспечивает при его последовательном расплавлении получение сплава переменного состава. Однако изготовление такого электрода трудоемко, поскольку требует изготовления по меньшей мере двух профилированных стержней из металла основы, которые при соединении образуют полость с изменяемой по длине электрода площадью сечения. Кроме того, установленные в полости канавок металлические вкладыши из вводимого в сплав компонента в процессе плавки могут проваливаться в металлическую ванну, что приводит к нарушению равномерности распределения компонента в сплаве переменного состава.
Целью изобретения является создание конструкции электрода, упрощающей технологию его изготовления, а также повышающей равномерность распределения вводимого компонента в виде отдельных металлов, ферросплавов, карбидов, карбонитридов, боридов и окислов в сплаве переменного состава, получаемого расплавлением электрода.
Технический результат достигается тем, что электрод содержит два соединенных между собой элемента, выполненных из металла основы получаемого сплава и образующих по длине электрода внутреннюю полость с изменяющейся площадью поперечного сечения, в которой размещен компонент, вводимый в состав сплава, причем первый элемент выполнен в виде полого цилиндра с днищем и верхней крышкой с отверстием, а второй элемент, размещенный внутри первого элемента, выполнен в виде усеченного конуса, снабженного в верхней части цилиндрическим стержнем, проходящим через отверстие в крышке.
Технический результат также достигается тем, что вводимый в состав сплава компонент размещен во внутренней полости в виде спеченного порошка или в литом состоянии.
Изобретение может быть проиллюстрировано примером с использование фиг. 1, где
1 - первый элемент электрода;
2 - второй элемент электрода;
3 - вводимый компонент сплава (в литом состоянии или в виде спеченного порошка);
4 - цилиндрический стержень.
5 - крышка с отверстием;
6 - днище.
Первый элемент электрода 1, образующий корпус в виде полого цилиндра, его крышку с отверстием 5 и днище 6, а также второй элемент 2 в виде усеченного конуса, снабженного цилиндрическим стержнем 4, размещенным в его верхней части, выполнены из металла основы сплава переменного состава. Элементы электрода преимущественно изготавливают литьем, что значительно сокращают трудоемкость изготовления электрода.
Днище 6 может быть одновременно изготовлено с полым цилиндром или соединено с ним с помощью сварки.
При изготовлении электрода элемент 2 вставляют в элемент 1, после чего устанавливают крышку 5 с отверстием для прохождения цилиндрического стержня 4.
После этого в образованной по длине электрода внутренней полости с равномерно изменяющейся площадью поперечного сечения размещают дополнительный компонент сплава переменного состава. Дополнительный компонент вводят во внутреннюю полость или в виде порошка, или в виде расплава до ее заполнения. Для исключения просыпания порошка на дно металлической ванны в процессе переплава его подвергают предварительному спеканию при температуре 0,7-0,9 от абсолютной температуры плавления металла порошка. Спекание превращает непрочную заготовку из порошка в прочное спеченное тело со свойствами, приближающимися к свойствам литого металла, которое исключает просыпание и прочно фиксирует взаимное положение элементов 1 и 2 при переплаве электрода. Затвердевший расплав также надежно фиксирует взаимное положение элементов 1 и 2.
После этого устанавливают крышку 5 с отверстием и соединяют ее сваркой с полым цилиндром цилиндрическим стержнем 4.
При изготовлении справа переменного состава методом электрошлакового переплава происходит равномерное расплавление цилиндрического электрода, обеспечивающее равномерное распределение вводимого компонента (компонентов) в получаемом сплаве переменного состава.
1. Электрод для получения сплава переменного состава, содержащий два соединенных между собой элемента, выполненных из металла основы получаемого сплава и образующих по длине электрода внутреннюю полость с изменяющейся площадью поперечного сечения, в которой размещен компонент, вводимый в состав сплава, отличающийся тем, что первый элемент выполнен в виде полого цилиндра с днищем и верхней крышкой с отверстием, а второй элемент, размещенный внутри первого элемента, выполнен в виде усеченного конуса, снабженного в верхней части цилиндрическим стержнем, проходящим через отверстие в крышке.
2. Электрод по п. 1, отличающийся тем, что вводимый в состав сплава компонент размещен во внутренней полости в виде спеченного порошка или в литом состоянии.
