Способ получения изделий

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯ К АетОРСКОМЮ СВИДЕтЮЛЬСтВЮ Союз СоветскихСоциалистическихРеспубпик(61) Дополнительное к авт. сеид.ву 22) Заявлено 01. 08.76 (21) 2390665/22 02 соединением заявкиЯ 1) М. Кл, С 21556 В 22 П 27/04 с при Государственный комитет Совета Инннстров СССР оо делам нзооретеннй и открытий(45) Дата опубликования описаиня 8,0 ч, ФЗ.(72) Авторы изобретен ов иГ. Н. Шв) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗДЕПИ тка 1 с по ла 1=1 Ю съеме термоэмиссионностн будет удаляться пото верх.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 крнсталлизирующегося 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 моно- кристаллических изделий эти вопросы еще больше усложняются,Известен также способ получения полых заготовок из стали и 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. 21. Однако указанный 2способ 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 геок метрических форм и размеров при применениитонкого регулирования процесса и предотвращение взаимодействия расплава с материалом стенок форм .и изложниц. Это достигается тем, что поверхностный слой кристаллизуют охлаж. П дением за счет термоэлектронной эмиссии вусловиях напряжения величиной 40 - 500 В, причем электрод выполняют по форме поверхности получаемого изделия.Способ основан на следующем. Известно,что поверхность нагретых тел эмиттирует электроны,. плотность потока которых описывается формулой Ричардсона:606883 формула изобретения Источники информ,ации, принятые во внимание прн экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР206809, 45 кл. Г 27 В 14(04, 1963.2. Авторское свидетельство СССР487134,кл, С 2 С 5(56, 974. Составитель С ЛзигоевТехред О. Луговая Корректор С. Патрушева . Тираж 716 Подписное Редактор Н. КориенкоЗаказ 2538/ 8 ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР но делам изобретений и открытийдостигающий значительных величин (приблизительно 10 Вт(см ).Формула Ричардсона справедлива при определенных 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 компенсации объемного приповерхностного 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 направлениЬ.. По предлагаемому способу за счет интенсивного теплосъема в микрослоях поверхн 1 стей расплава инициируются процессы кристал-. лизации, приводящие к отверждению получаемой металлической заготовки вблизи электрода - изложницы.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 непроисходит.Использование предлагаемого способа получения изделий из металлов с температурой 5плавления не ниже 600 С обеспечивает по сраванению 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 нтехнологической оснастки;5получение с применением процессов литьямонокристаллических изделий;регулирование скорости охлаждения черезуправление термоэмиссионным током охлаждения;обеспечение независимости скорости охлаждения от температуры коллектора, а такжевозможности увеличения скоростей охлаждения, что принципиально невозможно в известных способах охлаждения вне печи;обеспечение возможности охлаждения при 25 условиях, когда температура коллектора вЫшетемпературы эмиттера. Способ получения изделий из .материаловс 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 З 5 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 то ка