Способ изготовления графитовых тиглей для плавки титана

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 50 1 г 27 В 14/10; С 22 В 9/20 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ А ВТОРСКОМ ИДЕТЕЛЬСТВУ СУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) (57) 1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯГРАФИТОВЫХ ТИГЛЕИ ДЛЯ ПЛАВКИТИТАНА, например в гарнисажных печах,включающий нанесение на внутреннюю рабочукг поверхность графитового тигля покрытия из тугоплавкого и жаростойкогоматериала, отличающийся тем, что, с цельюувеличения срока эксплуатации тигля, повышения механических свойств отливок и ЯО 1109570 облегчения процесса извлечения гарнисажа из тигля, покрытие наносят нз сплава титана, содержащего 3 - 15 мас. % кислорода, и подвергагот последугощему насыщению углеродом до 0,1 - 3 мас.ПО.2. Способ по и. 1, отлгиающиасяг тем, что сплав титана с кислородом наносят толщиной О,1 - 0,5 мм на предварительно нагретую до 250 - 300 С поверхность тигля с помощью газопламенного металлизатора.3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что насьпцение покрытия углеродом осуществляют от графитового тигля оплавлением нанесенного слоя сплава титана с кислородом электрической дугой от нерасходуемого электрода при плотности тока дуги 5 8 Агсм в вакууме при давлении не выше 110 мм рт.ст. или в среде инертного газа.И.)обрстеис (тгносится к снс (ц 2,)ь,5) электростаг)лургии, связанной с производ- СтВОМ фаСОЦЦЫХ ОТЛИВОК ИЗ тнта 1 ОБЬ;Х СЦГ)с)- вов, в гярнисажных печах.ПРИМЕНЕНИЕ МетаЛЛИЧССКИХ тИГЛСР 1,(Лс: плавки титана с водяным охлаждением изаа локальцых проплавлений стенок тигл 5. приводит к тому, что гарнисаж нс Бес(да МДЯЕТС 51 ИЗВ 1 ЕЧЬ ИЗ ТИГ 151 И НЕ ИСК,Н)Сц(1 возможность Загрязнешя расплава материалом тигля, а главное, имеется повышсцЦ 251 ВЗ)ЫВООНЯСНОСТЬ 112 Б 1;1 ЬНО-Зс 11 ИБОЧНОЙ установки. Применясмыс различные и- темы датчиков, сигнализаторов и нромс;куточных тсплоперсдающих полостей с инсргными газами нс могут ГР)рацтиро 5;ь безо- цаснОЙ и устойчиВОЙ р 200 ты стано 31 1 ББИналичи 5 боль 3 их ) д(.,шы : т. НГ 015)х 12 НР 5 КСНИИ, ТЯК Кс)К .1 с 1 Б 1(.НИ( Бс)Г 5 13 плотностях тока порядка 20 Л,сх 1 и Быпс, а ТЯКЖЕ ВЕЗИДХ ТОГО, 1 ТО ВРЕМ 51 НРОЖОс) Е превышает цескольких микросекунд.Тигельные узлы с рафитовой Оолипонкой (вставкой) являкгс более бсзона- НЫМИ От ПрОЖОГа И НОЭ 0 у 12 ШЛ ШИН)К(Е црименение в промышленности. ,.Д 15)ко присутствие графита предьявляет особо новыщснные требования Б отн(нцении техно)Оии ведеци процес 2 плавления, Б час ги стабилизма(ии и поддержания гярнцсяжа Б О(П ИМаЛЬНЫХ ЦРЕДЕЛЯХ, Из-:52 нотеИЯ- цой возможИсти науглероживаци. )сгС.- ствис химического:ригоряния тита;32 и ГРафИТОВОЙ ОбЛИЦ)БКИ ТИГ 153 )СТс 1(Т 5 1( решенной задача свобод(0 го уда,н нн) г:)- цисажа из тигля.Известен способ 3,5 О 03.05раф.) - товых тиглей для нл 3 вки титана;его сн3- 30 Б, Бклоч 210 н(иЙ нацссснис на 51 м(реннн) рабос(у 10 цоверхнос ь Графитово 0 тн, 5 и ирол ит(1 Ч(кого у лсрода и карб(да т.- тана 1. Примененс РЗВестноГО тиГ,51 дг 15 БыПГЯВКИ Ра:3 ЛР ЧНЫХ НО Х ИМРс(СКО) У СОС с БУ титановых сплавов, особенно в цроизво,(- СтнсЦ 1 ЫХ УСЛОВИЯХ, ОГРаНИЧЕНО И:5 с)тРМ.,0- ЦО ВСГЕДСТВИЕ ОТСЪ)ТСТБИ 53 В 0 ЧССГ 5 Ц) металлургической и литейной нромыц(,сцности )циксльно 0 Обо(довсни 51 д,5 ) н."0 Г- нения крупных тиглей проНлен(к) 0 3232- чсния пиролитическим угеродом из газовой фазы и дороговизны этого цроцес. Тонкий поверхностный слой карбида титана (3-6 микрона) может быть э(фектив( и работоспособен для одной двух 1(бол- ших плавок титана. Однако тончайший поверхностный слой карбида титана Гс 0 ОНИ- ляется и растворяется Б кидком титан( и Гн 0 положительное действие быстро исчезс. Увеличение толщины покрытия приводит к его отслаиванию от графита виду различия коэффициентов лиейцо о рясцирсция Титан, затвердевший в таком тигле в виде;Ро)ЬИ(л( ЫХ Гс(Р:ИЯЖЦЫХ ЦС КЙ (До)уц 0) ь и Гросота В нанесении. химичссК 251 СТОР КОГ) Ь К ТИТЯНМ Б 1 РОЦС ССС 1 ССК(1 Ь- кх,3 с 51 тко Б н 1 2 Бок, Дг Ит(1 ь 1 с Я ТОЙ кость 1)0 Т 5 ОНИЛ(ЦИЯ), Г)С.5 ОТ(РИс. Н(ИЦЬХ (Овойсв нс )хожс.1 Яиболее 6.)Них 0 тсхничской суц.ОСТИ И ДОСТИ ГС(1 М Эфекг 51 Б,15 СТС 51 1.О) ,3 ОТОБ. 111.5)с 1(,)То 3 Ь)Х Т:1,СИ .,)с 1 НЛ 2153(И Т 1 Тс(ЦЯ, БК,102 Н)31 Й сиСС 1 И(. НЯ Внутрен)юю рнбочу(о но 5 рх 0 т.,рафит 01 ого тигг) цокоьтия;)з т, гопл;вкогоЖс) РОСТОЙ Ко 0 Г)1 с)Т( Р И с),. 1 Кс(Ч(.ТВ(. Т)- . 0), с Б Ко 0 )1 ЯТСРН Я, и ( Цо, НЗХ ЮТ ОЮ 1 СЬ) ).) 1 ) 1, )Я . с 1 , 3, 1 5: 3 2с И Т ) : (3 3 сИ )О, (Е И . Т ВЯ 31: Я и . (. 0 КИСЬ 10 ОСР.ЛГИ 51 12 С 0 И ОКИСИ 20.) (М 2.К.Оро,(с 1, И ИО, 30,) ЯН),0,С Х",.;и ЕХХ 12 ц(ГНИЮ Хгслеро-,ОМ 30 (,1.40, .1 2 С.11 рс)"(512 Б тт 2 ня ки 10 роО, 320- сят Го,1(щ ои 0,1- 0. мх ця рс,(5 с)р)5)сль(н: нагр(тую до 250-300"(: повсрхц(сть ти.1 ( ц)(оц ЬН)301,1 с,).( Нц 0,)0с,) 11за Гор(.1 рох(с ого наыщснис цокрьия ГггсРо, ОМ ОС)Ц(ЕТ 1)Г 5110 Т ОТ Раф 33 ГОВОГО ТИГЛЯ(,1 с 15, (Е 3( Х Нац ННО 0 . 10с 3 вс) ТИси 2 КИСЛ)РО 0 ЭЛсКТРИ ИС КОИ Д) ГОИ ОТ;НертноО Газа.132;сссцис пля)32Р 23 ос. н;(ствляютрас:ылсция нроволоки марк;1 В Г-,-00с ю;01(ью 230 вых мсталли заторов тина 55 ЧГ 1-2, (Ч - :3 иг(и )531 - раоота(01 ц( цас(;СТЛСНС Б ОКИСЛИГС 1 ЬЦОИ ГЯЗОВОИ СРСДС.К 2:.Т БС ОК 1 СЛТЕ,15 ТТс 12 1 НОЛЬ:10 ТСгОЙ ТИТс 1 НОВОГО СПГ 1 с 1 Е)ы 12 ЕОС 51 1 н с Г 1 с 3- фитовую иоверность, нагретую ло 250- 300 С. Кыр(ониздцик покрытия из титанового сплава цы поверности графитового тигля цроизволят путем его нагрева от э.1 сктролуги графитового или вольфрамового электрола при плотности тока 5 - 8 Л,с 1 в вакууме при остаточном давлении норядка 1 10- - 1 10 мм рт.ст., или в срелс инертного газа. В результате карбонизапии инертность сплава титаны с кислоролоч возрастает и титаЕювый гырнисаж нс ириорает к покрытиЕо. В результате карбонизации ос- разуется качественно новое защитное покрытие, которое пропитывает 3 овсрцостный слой пористой грдфитовой облицовки на глубину 3-5 мм и повышает эксплуытыци- ОЦЕЕУК) СТОЙКОСТЬ ТИГЛЯ 32 СЧСТ СОЗЛсЕИ 51 жаростойкоо и;Ес скл(шцоо к окислению покрытия ИО ВссЙ 1200 чсй ИОВер."ности Гр 2- фитОБОи Ооли(Овки. СЕОЙ сплавы титдня с кисг 10 ролом толцицой 1 снсе 0,1 Н ИО:3- ВО,ЕЯСТ с лостдтчиой ндлежностью оосспсчить качественную защиту по рабочс и иовер- ности графитового тигля ввиду иовышен 1 юй цористости графита, который цри оилвлении слоя титана элсктролугой может полностью его Впитать. Слой величиной (10 лее 0,5 мм в процессе нагрева электрол гой из-зд низкой тецлопрое)олности и относитс льно больной толщи 1 ы ласт трещины и отслаива(.тся От 1 Рд(рЕГГЗ,ЕО рзсиляв;1(.1 я.Нагрев графит(вой 00,ицовки перел иокреТЕС ниже тс чпс рдтуры 250 С лсст низкук степень СЕЕсцлся с меты,.3(И- сшЕыч с,юсм. 1 овышеЕшс тс(рдтуры свыше 300=С иривол 3 Г и окислсцик) графита, ндрушс цик контакта с мсгел- ГЦ 13 с 3 ЦЕОЦЦЫМ (ЛОС Зс 1 (.ЧЕТ Цсс. ЕД ОО- рсЕЗОБс 11 П 5 СО и 1 Ся, 1 с 1 пысец 5 с Пи ПО;Ес 1 СТС 5 ПОРИСТЫ И СИЛЬНО Зс 12301)с 1 И- (ЫМ. ОПГЗБЛСИИС Сг 051 13 СП,авс ТИТД Цс 1 С кислоро;Еом цд Плотности тока ниже 0 Л с приводит к цердвЮчерному его проплыв- ЛЕНИЮ, ОбЕдцЕНИЬО уГЛЕрОЛОМ И КуВСГЕИЕЕ- цию времени обработки луговым разрялоч. Покрытие может быть некачественным и пористым. При уве,Еичсции плотности тока свыше 8 А,см не удается получить равномерный по толщине слой оксикарбила, а наличие высокого давления при разрядс луги приводит к местным утонсциям или Нац,1 ЫВЗ М МЕТИЛ.ЕИЗ:1 (ИОННОГО СЛОЯ, КОТОРЫЕ в конечном итоге, отрицательно сказываются на те 11 лоыкку 1 улируеоеци и теплозащитцык свойствах защитного слоя.Применение е)дк чы или инертенй срелы прслуцрсжляст повыненное окисление защитной плсцки. 1 ри лывлении вышс10 мм рт. ст. в процессе нагревания элсктролугой п(жрытис окисляется, что приво;ит к избыточном насыщению его кслорое(о и Нтс рс зд 1 цитцы сБ 01 сте). 11 оцижсиис лав-аГЕ(ни 5 Зс 1 ИрС(с111 рТ. СТ. ИС И Мс(с Г .С Ес 1, ТсК Д К (.БОИСТБс ПОКРЫТИ 51 ЦС И,3)1( НЯ ЮТС 51, с 1 ЛГИ Т( И) НОСТЬ 00 рс 1 ООТКИ НС СРсВ 1(сн 10 БОЗР;СТс 1(.Улчцсцис кдчсствы выплавляемого тиТ)ИЕД ИРОИ(ОЛИТ 051 с 1 ГОЛЫРЯ ПОВЫИ 1(ЦИК) ГЫЗОц,нгности цокрьпия, которое ндлежно прсЛОрдияст рдсЕЕЛЯБ От ВЗаИМОЛЕйетння С ГЫ 10зс) "и, пост 05 ц НО и)истстВюнец 1 И В НОР с,тиг,1 я лджс цри В;Екс норялкд10 мм рт.ст.777 ЕЬ7). 11 д склицовку, вьшолненнук из 15 Гры(Ис 11 с 1 рк 1:)1 -1, С 11010 НЕ 1 К) Гс 330 ВОЕОмстылизя Горд ЧГ, работающего нд с 1110 Г 1( ЦС С КИ С 10 РО,10)1, Иа Н 0(.ЯТ (10 Й (.ПЛ с 1 Вы ТИТ;Ец;3 . Ки(,10 РО;ЕО(1 (С) МЫС.",р) ТО;11 ЦИЕ 0 И . - Е М . В К;11(.(.Т Б (. 1(. Т с 1 Г 1 Г 113 я ц И 0 ц НО Й И И. Ь1 СИО,1 Ь)О Г ПРОБГ 1 ОК ЛИ 2 МСТРОМ 1.6 м, из сп,)двд ВТ00, при этом скорость сс цо;шчи состав 51 с 1 5 ммин. Давлец 3 е смеси шзлуа с КИС,Еоролом лля рыспьЕлсн)ЕЯ 6 2;. Улыснис чсгдллизаторд от повср- НОСТИ Есн ЫЛ(ц И 51 (Н)- 100 ЕМ. ГряфИТОВЫЙ 5 тЕИеги ир(.;, покрГи( НЯГрсВдют ЛО 300 Св тс рч ичсской псч 1 Н. После нднессния 1 СТ 1, .,ИЗ сииОЦ И ОГО СЕ 053 ТЕЕГ(гЬСТДнс 1 В,1 ИБс 301 3ср ИИСсЖ Н Ю ПС"ЕЬ 11(вд- ), Е)ску 1- Р К 1И С ИО 1 ОЦЕЬК) Ц(, Рс 1 С.,0, СОГО ГРс 1 ф 31- ТОБ(О с 5(и РОЛс ПОКРЫТИ ИОЛВСРГсЕ ОТ ОцЛс 1 БЛС И 1 К) При ИГОНос Т Токс 3 с АС) И Ос ТсЕТ(ИО 1;ЕсЕВ 101 П 3 Пор 51 ЛКЫ 10 М(Е рТ. СТ.(яци цроиитЕБ;и:Г оогц 1 цовк ТИГГЕЯ цд Гг ,б И ц, 1 И Обо 311(сЕСТС яТ 1( р ИЛОМ . (1 Я . Р( 3 Гц с 1 Ь И )СГЕОБ 151 И рОБС- ,ЕСИ 51ЕЕ 1)ОЕ, 1 ЦОГ 11 СИЦЫ. ПО ИЗВ(СТ 1 Ом:РС,-ЕДЕДСЧОМУ ЦюсобсЕМ, ЦРИВЕЛСЦЫ Е) т;И- ли111 И 3(лс 1 Ыс:ес 1и)(с и Оказ ывд 10 т, тс) Щ 3( Д ЕС 1 Е)О .1 СТД;51 с, БЬ 3 ЦГЕс 1 Е),1(Н НОГО В ГРс 1(1) И -0 Б(,"Еобли(овкс, изготовлецной по ирел- Л с 3с 1 С,О )С ИОСОО , Зца сИТСЛЬ 10 31)(. ВО(,0 - Лит Кс(с(.ТВО "ЕСТс 1 ЛГЕс 3, ВЫПГ 1 с 3 ВГ 1ННОГО Б ТИ- лс по известнсч способу, как по солержаниО врслны приСсси. тык и по плдстичесКи 1:2 Рс 1 КТРИСТИ Кс 1 1)ЫПЛ ЫВЛС ЦЕОГОСТс 1 ГЕ- ла Ери эксЕЕЛуетециоцно 111 стойкости, преВЫШЗЮПЕЕй СтОйКОСтЬ ИЗБСстНОГО тИГЛя С)0- лсс чс Б 3 рдзс 1. Пр 1 чс 1 Гяреи 1 сдж ИЗ Грд- (1)ИТОБОИ Облц 30)КИ ТИГГ 153 ГСсКО ВЬИЕИМЯ(ТСЯ, и тигслИЕыизсл 1 давильно-здлиь)очнойсТс 1ОВК ПР 110;ЕСЕ ЛГ 153 Пгс 1 ВКИ С П 1 Д БОВ;ЕР- гого 1 мсосте 3 ве, что имел большое зндченис лля произволствснны условий изготовЛСЕЦ 15 Г 1 ТЬ 53.с 1 КИ 1 Обг)2301, ПРЕЛ ЗЯГс 1(МЫ Й спсОб из Отов,1 сци 53 Грзф 1 тоы 11. тиГ 1 с 55 ГарцЕСжць Е.сЕСИ ЛЛ 53 ПЛЗВКИ тцтд 13 ПозВол 51 ст Б 2 3 разе Бегчить с)ок 31 экс ЛДТс 1 ЦЕ И, ТС )1 Сс 1 Ы СОКРсЕТИТЬ ВРСЕЯ И)0 СТ 05) ПсЕИ При (.1 Сцс ТИГ,1 Я, И(КГЮЧИТЬ рдС.ОД ДОРОГОст 051 ЕЕСГЕ титан 01)ОЙ 0 из,т 1 з 1 н 2 Н)ОМЕзЕВОЧНЫЕ ила Е)КИ Г 1)И НЕ)е)К)ДЕ ОТ ОЛ- ной марки снлава к другой, сОкратить 1)ре 1 к 61)сСОНЕС)ГО ЛцтЬЯ На НЛаетИИССКИМ )ЕаРаКТЕ)истикам, св 51 зане 1 ым с нОе)ьнпенным заг)яз- НС.ЕИЕМ ВРЕ;ЕНЫЕт 1 Г)И 51 СС 51 МИ. Теипера- Плотност Сопсрка;пп Голерманис нрТ Величина металлиСолерка ннс пис Пластически характеристики металл лпых прьчесеи ра плавле ин меапиоиого по ол/сч 2 лнзационпомслое,мас.7 слоя по зпавления, чм Относ лицовле, лт тел ное суж ипе но кис 1 реллагасчьй сп 0,035 Особ161 0,011 0,0032 16 55 0,012 0,0025 1 а 065 0,02 0,0020 15 07 С,013 0,0030 1 с 01 30 2 Не пронеряет О,0 О Извлекаетслеско 1 О 0,35 8 275 О, 5 15,0 300 8 032 0 звестныо способ Велич на сл Извлечение не дается безРазрупения граОитов облицовк арб итона0,003 О,ОВ О,О 18 О,ООС 1 0 О 0 о 16 0 0050 Ооа 9,056 0,00 Ези гоев Соств Тсхрсд 1 и:1 а ек Го суда рст ела м изобр сква, Ж - Патент,чзгь С,давлениев полости печипри оплавлснин,мм рт. ст. комитети открШСКдЯ Н од, ул. Коррскго Подписно а СССР тий аб., д. 4/ Проектна