Способ получения отливок из тугоплавких материалов

(72) Авторы изобретени 1) Заявитель дена Ленина физико-фгех им, А, ф, Иоффе(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИ ИЗ ТУГОПЛАВКИ ОТЛИВОКМАТЕРИАЛО лаваова иост предлагаемомувок из тугоплав которому плавку кяпее вьцтивание различных магут в поле одых полях, Плав 1Изобретение относится к способам индукционного нагрева, а именно к плавке во взвешенном состоянии, и может быть использовано для получения отливок из тугоплавких химически активных электро- проводящих материалов.Известен способ плавки во взвешенном состоянии, согласно которому взвешивают в магнитном поле, расплавляктг, а затем выливают синхронным уменьшением амплитуды поля в каждой точке плавильного объема индукгора 1,Недостатком такого способа является то, что при выливании расплава происходит рассогласование параметров поля, и расплав в процессе выпивания касаеься витков индуктора, выводя его из строя,Наиболее близок кспособ получения отлиматериалов, согласноматериала и последурасплава осуществляют ной конфигурации, а выливание распосуществляют уменьшением амплитудыполя при одновременном изменении егоконфигурации, устраняющем рассогласние параметров поля 21,Недостатком известного способа является невысокое качество отливки, обусловленное неоднородностью ее струк- ,туры. Неоднородность структуры возникает иза постепенного заполнения расплавом кристаллизатора, так как расплаввыливают из индуктора тонкой струей.Кроме того, постепенное заполнениеаллиэатора снижает производительь литья в целом,Целью изобретения является повьппение качества отливки и производительности литья в целом.Поставленная цель достигается тем,что согласно способу получения отливокиз тугоплавких материалов, включаощемурасплавление материала во взвешенном. состоянии в электромагнитном поле ии 958037 4дуктора и последующее выливание расплава в кристаллизатор, выливвние расплавленного во взвешенном состоянииматериала осуществлякг воздействиемдополнительного противофазного магнитоного поля, создающего под нижней поверхностью расплава суммарное поле гиперболической геометрии, симметричноеоси индуктора.Воздействие дополнительного противофазного магнитного поля создает поднижней поверхностью расплава совместно с. полем индуктора результируюшееиоле гиперболической геометрии, быстроослабевающее к оси индуктора. Под рвсплавом вокруг оси симметрии образуетсяпространственная областьослабленно 1 ополя с минимумом магнитной индукции,равном нулю. Через эту область расплавбеспрепятственно выливается в кристаллизатор, практически одновременно заполняя его. Эксперименты поквзыввкг,что время выливвния расплава по сравнению с прототипом, уменьшается болеечем в пять раэ,:, что повышает производительность способа в целом, в одновременное заполнение расплавом криствллизвторв повышает качество отливкииз-за улучшения однородности ее структуры,На фиг, 1 схематически изображеныиндуктор, его конфигурация поля, и взвешенный в нем расплав; нв фиг. 2 - индуктор, гиперболическая геометрия магнитного поля под нижней поверхностьюрасплава, расплав в начальной фазе выливания; на фиг. 3 - индуктор и расплав, взвешенный в нем, (индуктор состоит из трех секций, нижняя из которыхвыполнена с возможностью ее короткогозамыкании; показана геометрия магнитного поля, в которой взвешен расплав);на фиг, 4 - индуктор, расплав в начальной стадии и гиперболическая геометрияполя под расплавом, созданная короткимзамыканием нижней секции.Предлагаемый способ реализован, виндукторе, состоящем из трех соосныхкруговых витков 1, 2, 3 позицией 4обозначено гиперболическое магнитноеполе; 5 - расплав во взвешенном состоянии, 6 - кристаллизвтор.П р и м е р 1; Расплав титановогосплава массой порядка 200 г взвешивают в индухторе, состояшем из трех соосных круговых витков 1, 2, 3; Повиткам 1 и 2 протекают противоположно. направленные в каждый моменг временитоки частотой 220 кГц, Виток 3 в процессе расплавления материала во взвешенном состоянии обесточен, Токи в витках 1 и 2 создают геометрию поля 4,необходимую для устойчивого удержаниярасплава 5 во взвешенном состоянии,Для выливания расплава 5 в кристаллизатор 6 по витку 3 от автономногоисточника пропускают ток, находяшийсяв противофазе току витка 2, В резуль тате результирующее магнитное полепод расплввом резко ослабляется, приобретая гиперболическую геометрию поля4, и расплав 5 быстро выливается вкристаллизвтор 6.15 П р и м е р 2, Расплав ванадия массой 220 г взвешивают в индукторе, состоящем из круговых соосных секций 1,2 и 3, причем секция 3 выполнена с возможностью ее короткого замыкания. Частота тока 220 кГц. В процессе расплавления материала в индукторе токи в секциях 2 и 3 совпадают по фазе и образуют совместно с током секции 1 геометрию поля 4, в которой расплав 5 устойчиво удерживают во взвешенном состоянии.Выливание расплава осушествляют коротким замыканием секции 3, в результате которого секция 3 сначала обесточивается, а затем в ней возникает ток,индуктированный полем тока секции 2.Противофазные магнитные поля этих токов, складываясь, дают суммарное поле4 гиперболической геометрии, резкоослабленное под нижней поверхностью рвс.35плввв 5, и последний беспрепятственно, выливается в криствллизатор 6.Использование предлагаемого способа получения отливок из тугоплавких материалов обеспечивает по сравнению сизвестными способами повышение качества отливки, получаемой без внутреннихи поверхностных дефектов, Кроме того,повышается производительность способаполучения отливок в целом, так как 45время выливания взвешенного расплявауменьшается по сравнению с извесгнымиспособами более, чем в 5 раэ.Использование предлагаемого способаполучения отливок из тугоплавких материалов перспективно для литья деталейсложной формы, которую трудно получитьмеханической обработкой, из химическиактивных электропроводяших материалов,например из титановых сплавов.Формула изобретенияСпособ получения отливок из тугс- плввких материалов, включаюший расплавление материала во взвешенном состоя988037 нии в электромагнитное поле индукгораи последующее выливание расплава вкристаллизатор, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что, с целью повышения качесчва отливок и производительносги способа, 3вылнввние расплавленного во взвешенномсостоянии материала осуществляют воздействием дополнительного противофазного магнитного поля, создающего под нижней поверкностью расплава суммарноеполе гиперболической геометрии, симметричное оси индуктора,С Источники информвщщ,принятые во внимание при экспертизе1, Смирнов В; В. и Коркин И. В., Плавка во вжешенном состояния алектропроводяших образцов больпас объемоь и масс. - Известия АН СССР, "Металлы, 1978, М 1, с. 89-95.2. Смирнов В. В. и Коркин И. В. Регулирование процесса плавки во взвешенном состоянии. - Известия АН СССР, Металлист, 1978, % 2, с, 100-104.958037 Составитель Т, Королеваимохина Техред М.Тепер Корре О, Била Редакт Заказ 6682 филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул, Проектная