Химический состав лигатуры ВНАЛ
Ванадий тугоплавкий металл, введенный в шихту даже в виде порошка, в слитках как правило остается в виде нерастворившихся полностью включений. Поэтому ванадий вводят в прессованный электрод в форме лигатуры ВНАЛ, которая имеет низкую температуру плавления и плотность близкую плотности титана, что обеспечивает быстрое и полное растворение лигатуры в расплаве. Чтобы довести химический состав сплава по кислороду до заданного значения вводят лигатуру АКТ. Перед использованием в шихте чистых металлов и лигатуры, их размельчают. Хрупкие металлы и лигатуры дробят на щековых или молотковых дробилках на куски не более 25 мм. После дробления лигатуры АКТ берут пробы на содержание алюминия и определение кислорода. Лигатура поступает в шихтовой отдел в закрытой таре с биркой, сопроводительным паспортом. На бирке указывается марка лигатуры, номер плавки, дата, масса, подпись и штамп ОТК. Лигатура АКТ должна соответствовать образцам сравнения, утвержденным специалистом. Лигатура не должна содержать: остатки «короны» от слитка, пористые и окисленные поверхности литниковой и донной части слитка, конденсат с образующей слитка. Лигатуру ВНАЛ изготавливают в виде кусков, максимальным размером не более 90 мм или в дробленном виде одного класса крупности. Лигатура не должна содержать: шлаковых, металлических и неметаллических включений, непроплавленных кусков шихты. Качество поверхности кусков лигатуры должно соответствовать образцам сравнения. Лигатура упаковывается в металлические барабаны, массой не более 300 кг. Хранят лигатуру в закрытых складских помещениях в упаковке. Срок хранения не более трех лет. По истечению срока проводится проверка на соответствие химического состава и образцам сравнения. В шихте сплава ВТ6 – стружки 10%, куски и обрезь 20%. Предварительно отходы необходимо измельчить и удалить с их поверхности слой, содержащий повышенное количество газовых примесей. Для этого листовые отходы предварительно травят, измельчают на механических ножницах до размеров 70х70 мм и затем обезжиривают. Кусковые отходы куют и рубят в нагретом состоянии на куски размером не более 60х60х60 мм. При плавке используют стружку без видимых цветов побежалости. Стружку рубят до размеров не долее 70 мм и подвергают магнитной сепарации для удаления окислов, твердосплавных резцов, которые попадают в стружку при токарной обработке титановых сплавов и не расплавившись, могут образовать в слитке инородные включения. Приготовление расходуемых электродов Основной способ приготовления расходуемых электродов для вакуумно-дуговой плавки – полунепрерывное порционное прессование компонентов шихты в проходную коническую втулку-матрицу. Прессование ведут на мощных горизонтальных или вертикальных гидравлических прессах. Применение вертикальных прессов предпочтительнее, так как в этом случае распределение компонентов шихты по горизонтальному и вертикальному сечению электродов более равномерное. Шихта (губка, легирующие, оборотные отходы) представляет собой смесь сыпучих кусковых материалов, значительно отличающихся друг от друга по форме, плотности, номинальной массе, размером, сцепляемости, коэффициенту трения между собой и с материалом матрицы – втулки. Шихтовые материалы сбрасываются с весом автоматического дозатора одновременно, по шихтопроводу в смеситель. После засыпки всей порции смеситель поворачивается в строго вертикальное положение и затем в другую сторону (в сторону втулки) на 30-45О к горизонту, не прекращая вращения. Перемешивание продолжается в течении всего единичного цикла прессования предыдущей порции, то есть 1-2 минуты. Пресс-штемпель посредством пресс-шайбы толкает шихту в конусную матрицу, которая установлена в направляющей втулке. Порция шихты спрессовывается, пресс-штемпель отводится в исходное положение и загружается очередная порция шихты. Для уменьшения усилий прессования матрица подогревается до 250-300ОС. Для того чтобы порции шихты в электроде соединялись между собой, пресс-шайба имеет фигурную поверхность торца. Последнюю порцию шихты прессуют плоской пресс-шайбой. Одно из основных условий получения прочного электрода – достижение достаточного удельного давления прессования – 3,0 – 3,5 т/см2, а в конце цикла прессования – не менее 1,4 т/см2. Плотность готового электрода 3,8-4,0 гр/см3. Метод получения однородных по составу, прочных и ровных электродов длиной до 5500 мм в условиях вертикального прессования на мощных прессах усилием 100МН позволил подготовить основу для выплавки крупногабаритных слитков первого и второго переплавов с массой 2000-5000 кг из одного целикового прессованного электрода.[3] Плавление расходуемых электродов Титан – при температуре плавления высокоактивный металл, который взаимодействует с кислородом и азотом воздуха, поэтому для приготовления титановых сплавов неприменима технология открытой плавки. Плавление ведут в вакуумно-дуговых печах. Вакуумно-дуговая плавка в настоящее время получила широкое распространение, а вакуумные печи являются наиболее распространенными агрегатами, позволяющими выплавить такие тугоплавкие металлы, как титан, молибден, ниобий и др. При вакуумно-дуговой плавке металл плавится за счет тепла, выделяемого электрической дугой, которая горит между электродом и жидкой ванной. Для плавки используется постоянный ток. В настоящее время для улучшения качества переплава широко внедрен знакопеременный соленоид. Для подавляющего большинства сплавов применяется двойной переплав. Он необходим для выплавки слитков высококачественных сплавов. Современные печи 1 и 2 переплава мало чем отличаются. Оба переплава можно осуществить на одной и той же печи, если их укомплектовать набором кристаллизаторов различного диаметра. Схема технологического процесса плавки: 1 - загрузка расходуемого электрода в подготовленный литейный комплект; 2 - центровка электрода в проточке на поддоне и клиньями у фланца изложницы; 3 - установка собранного комплекта на печь и приварка расходуемого электрода к огарку; 4 - плавление электрода; 5 - разборка комплекта после охлаждения. Прессованный электрод загружают в кристаллизатор и центрируют на поддоне. Электрод центрируется так чтобы наибольшее отклонение от соосности между электродом и поддоном было не более 5 мм. Центровка верхнего торца электрода относительно стенок изложницы осуществляется с применением трех алюминиевых клиньев. Собранный литейный комплект загружается в печь. Контактные поверхности верхнего фланца изложницы и нижнего фланца камеры должны плотно стыковаться. Далее прессованный электрод сваривают с огарком. Огарок, используемый при плавке, подбирается той же марки сплава, что и расходуемый электрод. После приварки электрода к огарку, печь вскрывается, удаляются клинья, производится осмотр приварки. После осмотра печь герметизируют и вакуумируют насосами 2ДВН – 1500, ARPW – 15000. Остаточное давление в печи должно соответствовать данным, приведенным в таблице 2.6.
Таблица 2.6
|
