Установка для изготовления заготовок методом послойной кристаллизации металла на затравку

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 5 С 22 В 9/22 БРЕТЕ ЕТЕЛЬСТВУ тье.4-11 6 онноя поапл ГО Аеци аль ости к тся к с в част ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИ К АВТОРСКОМУ(56) Германн Э. Непрерывное лиМ.: Металлургиздат, 1961, с.11Бадиленко Г.Ф. и др. Электрлучевая установка для нанесеникрытий на металлическую ленту.Проблемы специальной электромегии. Киев, ИЭС им. Е.О.ПатонаАН УССР, 1987, Р 2. с,44, 45.(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯТОВОК МЕТОДОМ ПОСЛОЙНОЙ КРИСТАПЦИИ МЕТАЛЛА НА ЗАТРАВКУ(57) Изобретение относиной электрометаллургии80160 2электронна -лучевым установкам. для получения плоских длинномерных заготовок методом послойной кристаллизации жидкого металла на поверхность движу щейся затравки. Цель изобретения - получение плоских заготовок. Установка, содержит, вакуумную камеру 1, тигель 2 для жидкого металла, механизмы вертикального перемещения и подпитки тигля жидким металлом с приводами 6 и 8, механизм горизонтального перемещения затравки относительно тигля 2, систему электронно-лучевого нагрева с электронными пушками 41 и 42. Плоские заготовки получают за счет того, что тигель 2 выполнен со сквозными диаметральнымипазами, выполненными в его верхней торцовой части для размещения в них затравки. Кроме того, механизм перемещения затравки выполнен с возможностью воз1602879 вратно-поступательного перемещениязатравки в пазах 4 и 5 относительнотигля 2 за счет снабжения установкигидроцилиндрами 12 и 13, связаннымис затравкой, Кроме того, установкаснабжена водоохлаждаемыми профильными валками, закрепленными в вакуум" Изобретение относится к специальной электрометаллургии, в частностик электронно-лучевым установкам дляполучения плоских длинномерных заготовок методом послойной кристаллизации жидкого металла на движущуюсязатравку.Цель изобретения - получение плоских заготовок.На Фиг. 1 показана схема установки для изготовления заготовокметодом послойной кристаллизации,вертикальное сечение; на фиг. 2 то же, горизонтальная проекция; нафиг. 3 - узел тигля с затравкой иохлаждающими пластинами, продольноесечение; на фиг, 4 - то же, поперечное сечение.Установка содержит вакуумную камеру 1, тигель 2 с водоохнаждаемымистенками 3, в которых выполнены двадиаметрально противоположных паза4 и 5, механизм вертикального перемещения тигля, включаюший привод 6и передачу 7 винт - гайка, механизмподпитки тигля, содержащий привод 8и передачу 9 винт - гайка, подвижныйэлемент которой перемешает материал10 подпитки, механизм воэвратнопоступательного перемещения затравки11, выполненный в виде двух гидроциаиндров 12 и 13, поршни 14 и 15 которых посредством штоков 16 и 17 изахватов 18 и 19 соединены с затравкой 11. Рабочие полости 20 и 21 гидроцилиндров соединены двумя параллельными магистралями с блоком 22давления, причем в одной магистралиустановлены обратные клапаны 23 и24, а в другом - электромагнитныеклапаны 25 и 26 и дроссели регулирующие 27. и 28,Затравка 11 представляет собойплоскую пластину, изготовленную излистового материала. По обе стороныот тигля 2 установлены с воэможностью контактирования с кристаллизую 15 20 25 30 35 40 45 50 ной камерес возможностью взаимодействия с закристаллизовавшимися назатравке слоями 29 металла и с возможностью перемещения совместно стиглем 2, а также охлаждаемыми пластинами, прикрепленными к боковымповерхностям затравки. 4 ил. щимися слоями 29 на затравке 11 во" доохлаждаемые валки 30-35, размещенные с двух сторон затравки 11 и с ее торцов и связанные с тиглем 2. Установка снабжена также охлаждаемыж пластинами 36 и 37, расположенными над тиглем и служяцими для зашемления между ними затравки 11 по всей длине, причем внутренние полости пластин 36 и 37 соединены гибкими шлангами 38 с регулятором 39 расхода охлаждающей среды, поступающей из блока 40 давления. Система электронно-лучевого нагрева установки включает в себя электронные пушки 41 и 42.Установка работает следующим образом.Исходный материал 1 О (слиток) размещается на подвижном элементе механизма подпитки тигля 2. Затравка 1 защемляется между двумя охлаждаемыми пластинами 36 и 37, размещается между охлаждаемыми валками 30-35, устанавливается в радиальных газах 4 и 5 тигля 2 и закрепляется в захватах 18 и 19 штоков 16 и 17 гидроцилиндров 12 и 13. С помощью электронных лучей 41 и 42 исходный материал 10 в тигле подвергается плавке. Одновременно во внутренние полости валков 30-35, стенки 3 тигля 2 и пластины 36 и 37 подается охлаждающая вода. Путем регулирования протока воды через пластины 36 и 37 устанавливается температура торцовой поверхности затравки 11, соответствующая режиму послойной кристаллизации. Кроме того, пластины 36 и 37 препятствуют депланации затравки от действия температурных напряжений, Включением блока 22 давления осуществляется периодическая подача рабочей среды под давлением в полости 20 и 21 гидроцилиндров 12 и 13, осуществляющих возвратно-поступательное перемещение затравки: при подаче рабочей среды в полость 20 гидроцилиндра 12 поршень 14 смешается. 1. Установка для изготовления заготовок методом послойной кристаллизации металла на затравку, содержащая вакуумную камеру с размещеннымв ней тиглем для жидкого металла,механизмы вертикального перемешенияи подпитки тигля жидким металлом, механизм горизонтального перемещениязатравки относительно тигля, системуэлектронно-лучевого нагрева, о т "л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью получения плоских заготовок, вверхней торцовой части тигля выполнены сквозные диаметральные пазыдля размещения в них затравки, причем механизм перемещения затравкивыполнен с возможностью возвратнопоступательного перемещения затравки в пазах относительно тигля.2. Установка по и. 1, о т л и -ч а ю щ а я с я тем, что; с цельюполучения заданного профиля слоеви их охлаждения, она снабжена водоохлаждаемыми профильными валками,закрепленными в вакуумной камере свозможностью взаимодействия с нижнейторцовой частью затравки перемещения совместно с тиглем,3, Установка по пп. 1 и 2, о т -л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью предотвращения деформации затравки и регулирования ее температуры, она снабжена охлаждаемыми пластинами, прикрепленными к боковым поверхностям затравки,5 16028 влево, увлекая за собой затравку 11, одновременно с этим перемещается в ту же сторону поршень 15 второго гидроцилиндра 13, сброс рабочей среды из полости 21 которого в блок 22 давления осушествляется через электромагнитный клалан 26 и дроссель 28; регулирующий проток рабочей среды, поскольку обратный клапан 24 закрыт. 10При подаче рабочей среды в гидро- цилиндр 13 через -обратный клапан 24 электромагнитный клапан 26 закрыт, а электромагнитный клапан 25 открыт, вследствие чего происходит сброс ра бочей среды из полости 20 гидроцилиндра 12, Дроссели 27 и 28 отрегулированы на такой расход рабочей среды, когда осуществляется некоторое торможение перемещения затравки 11, 20 в результате чего затравка находится в натянутом состоянии, что особенно важно при изготовлении заготовок иэ затравок, имеющих малую жесткость,Перемещением тигля 2 в направлении затравки 11 последняя вводится в соприкосновение с жидким металлом 43, уровень 44 которого вследствие уменьшения величины сил поверхностного натяжения под действием электронных лу чей пушек 41 и 42 в зоне их воздействия на расплав металла повышается и становится выше расположения пазов 4 и 5, чем обеспечивается контактирование затравки 11 с металлом, в резуль- З 5 тате чего начинается кристаллизация слоев металла 29 на торце затравки 11, совершающей возвратно-поступательные движения. По мере послойной кристаллизации металла на затравке осушествля О ется перемещение тигля 2 в направлении от затравки 11, чем поддерживается постоянный контакт уже закристаллизовавшихся слоев 29 металла на затравке с поверхностью жидкого металла в тигле. 45 Одновременно с этим осуществляется поддержание уровня металла в тигле путем подачи материала 10 механизмом подпитки на плавку. Контактированием охлаждаемых валков 30-35 с кристалли зующимися слоя"и 29 металла осуществляется получение заданного профиля заготовки и повышение скорости процесса кристаллизации. Кроме того, обеспечивается гарантированное прохождение затравки сквозь пазы 4 и 5 в тигле 2, выполняющие роль своеобраз" ных фильер.Таким образом, установка позволяет получать плоские заготовки с эакрис таллизованным слоевым соединением требуемого материала, что особенно важно для инструментальной промьппленности, в частности для получения износостойких вил Формула изобретения1602879 Фиг 1 рректор С,Шевку Редактор И. Ки ец Подписное КНТ СССР изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. ина, 101 Закаэ 3361ВНИИПИ Государ оставитель И.Чепикова . Т ехр ед М, Дидык венного комитета по изобретен 113035, Москва, Ж, Раушска м и открытиямнаб д, 4/5