Способ легирования металлов и сплавов

Изобретение относится к области металлургии, в частности к легированию металлических расплавов, и предназначено для создания изделий из металла с заранее созданными свойствами. В способе осуществляют ввод легирующих металлов путем установки над металлическим расплавом высоковольтного электрода-стержня, выполненного из легирующих металлов и обращенного к расплаву острым концом, и формирования электроискровых разрядов между расплавом и упомянутым стержнем с равномерным распределением легирующих металлов на поверхности расплава в виде спиральных вихревых структур, образованных ионизированными микрокаплями от электроискровых разрядов. Изобретение позволяет равномерно распределять легирующие элементы на поверхности металлического расплава. 1 ил.

 

Изобретение относится к области легирования металлов и сплавов и предназначено для создания изделий из металла с заранее созданными свойствами.

Известно, что электроискровая обработка металлов имеет многочисленный перечень патентов (около 1000 патентов) на электроискровую обработку твердых металлов. Однако эти патенты предназначены для нанесения твердых поверхностных покрытий на металлы и прямого отношения к легированию не имеют хотя бы потому, что разряды осуществляют не над расплавом, а над твердым материалом.

Известна также научная работа [1], подтверждающая факт места попадания микракапель из жидкости легирующего материала от электроискровых разрядов и расположения их в виде спиральных вихревых структур.

Известен патент [2] по легированию металлов и сплавов, при котором расплавленный металл продувают инертным газом и введением в него легирующих добавок. Однако такой способ не обеспечивает равномерного распределения легирующих элементов в расплав металла.

Известен патент [3] на способ легирования металлов и сплавов, при котором одновременно распыляют металл и легирующие элементы. Такой способ более эффективен, чем продувка расплавленного металла инертным газом, содержащим легирующие добавки. Однако и такой способ не вносит равномерную информацию о легирующих добавках в расплавленный металл и требует огромных энергетических затрат на распыл всех компонентов.

В качестве прототипа выбран патент [4] на способ легирования, включающий введение в расплав легирующих компонентов в составе порошковой смеси путем продувки смеси транспортирующего газа. Однако и этот способ не обеспечивает равномерного распределения информации о легирующих добавках и требует большого расхода легирующего материала.

Особенность такого способа легирования металлов и сплавов осуществляется путем равномерного распределения легирующих элементов в расплаве.

К особенностям вновь предложенного способа можно отнести то, что над расплавом легируемого материала устанавливают высоковольтный электрод-стержень, выполненный из легирующего материала, стержень выполняют с острым концом, обращенным к легирующему расплаву, а между легирующим расплавом и стержнем осуществляют электроискровые разряды, причем места попадания микракапель из жидкости легирующего материала от электроискровых разрядов располагают в виде спиральных вихревых структур.

На рис. 1 схематично изображена установка, работающая по предлагаемому способу. Она предусматривает расположение над расплавом легируемого материала 1 высоковольтного электрода-стержня 2, выполненного из легирующего материала, стержень выполняют с острым концом, обращенным к легирующему расплаву 1, а между легирующим расплавом и стержнем осуществляют электроискровые разряды 3, причем места попадания микракапель из жидкости легирующего материала от электроискровых разрядов располагают на поверхности легируемого материала 1 в виде спиральных вихревых структур 4. Для осуществления разрядов электрод-стержень подключают к одному полюсу высоковольтного источника 5, а в качестве противоэлектрода выбирают легирующий расплав 1.

Достоинством такого способ является то, что легированные добавки поступают в легирующий расплав не в виде твердых частиц, а в виде ионизированных жидких капель мельчайшего размера и что электроискровые разряды располагают на легируемом материале в виде спиральных вихревых структур.

Последний эффект проявляется при обработке всех твердых и жидких металлов и при любом типе высоковольтного энергетического оборудования [1].

Источники информации

1. Шкилев В.Д и др. О проявлении самоорганизации в плазме искрового разряда. Вестник Российской академии естественных наук, 2012, том 12, №1, с. 31-35.

2. Патент РФ №2082765 Способ легирования металлов и сплавов.

3. Патент РФ №2276206 Способ легирования металлов и сплавов.

4. Патент РФ №2534183 Способ легирования металлов и сплавов.

Способ легирования металлического расплава, включающий ввод в расплав легирующих металлов, отличающийся тем, что ввод легирующих металлов осуществляют посредством высоковольтного электрода-стержня, выполненного из легирующих металлов и установленного над металлическим расплавом острым концом к нему, при этом формируют электроискровые разряды между расплавом и упомянутым стержнем с равномерным распределением легирующих металлов на поверхности расплава в виде спиральных вихревых структур, образованных ионизированными микрокаплями от электроискровых разрядов.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к металлургическим технологиям в области редких и цветных металлов и представляет собой способ получения лигатуры алюминий-гадолиний. Способ включает восстановление фторида гадолиния расплавленным алюминием из шихты, содержащей фторид гадолиния, хлорид калия, хлорид и фторид натрия.

Изобретение относится к области металлургии алюминия, в частности к технологии внепечного модифицирования, и может быть использовано для получения слитков из алюминиевых сплавов повышенного качества для изготовления изделий авиакосмической и автомобильной промышленности.

Изобретение относится к области металлургии, преимущественно к плавке и литью сплавов цветных металлов, и предназначено для изготовления композиционных материалов на основе алюминиевого сплава с низким коэффициентом термического расширения для деталей автомобилестроения.

Изобретение относится к получению гранул пенометалла. Способ включает смешивание порошка металла с водорастворимой, не смачиваемой металлом солью, имеющей температуру плавления, большую температуры плавления металла.

Изобретение относится к изготовлению распыляемой композитной мишени, содержащей фазу сплава Гейслера Co2FeSi, которая может быть использована при производстве микроэлектроники.

Изобретение относится к производству алюминия, в частности к получению титансодержащих алюминиевых сплавов и лигатур, и может быть использовано в алюминиевой, авиационной, автомобильной и других отраслях промышленности, изготавливающих модифицированные деформируемые и литейные алюминиевые сплавы и изделия из них.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к способам получения листов из алюминиевых сплавов на основе системы алюминий-магний-марганец, применяемых для изготовления ряда ответственных конструкций в судостроении, авиационной и ракетной промышленности, в вагоностроении для скоростных поездов, а также для изготовления корпусов автомобилей.
Изобретение относится к изготовлению твердосплавных гранул, включающий смешивание порошков карбида вольфрама и кобальта, пластифицирование полученной смеси с использованием растворенного в бензине каучука, прессование, размол, ситовое разделение на фракции с отсевом гранул размером до 400 мкм и не менее 130 мкм, смешивание отсеянных гранул с порошком более мелкодисперсной инертной не спекаемой засыпки, отжиг, выделение спеченных гранул путем ситового отсева инертной порошковой засыпки.
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве лигатур на основе меди, никеля, магния и алюминия. При производстве лигатуры шихтовые материалы в виде гранул чистых металлов размером от 1 до 10 мм, таких как никель, медь и магний смешивают в требуемых пропорциях и подвергают брикетированию, при этом размер гранул каждого компонента уменьшается пропорционально увеличению температуры его плавления.

Изобретение относится к получению композиционного металломатричного материала, армированного сверхупругими сверхтвердыми углеродными частицами. Способ включает приготовление смеси порошков металла и фуллеритов и ее прессование при давлении 5-8 ГПа и температурах 800-1000°С с обеспечением образования сверхтвердых углеродных частиц.
Изобретение относится к области металлургии, а именно к производству углеродсодержащих высококачественных сталей, таких как корпусные, роторные, высокопрочные, броневые, подшипниковые, инструментальные, специальные.

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к производству низкоуглеродистых демпфирующих сталей с внепечной обработкой и разливкой на установках непрерывной разливки стали.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для получения модифицированной лигатуры неодим-железо для постоянных магнитов неодим-железо-бор.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к составам сплавов, используемых для легирования стали. Сплав содержит, мас.%: ванадий 30,0-35,0; углерод 0,5-1,0; хром 8,0-10,0; ниобий 8,0-12,0; селен 0,5-1,0; железо - остальное.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для внепечной обработки металлургических расплавов с помощью порошковой проволоки. Порошковая проволока состоит из металлической оболочки и наполнителя из механической смеси порошков магния и пассивирующей добавки.

Изобретение относится к области металлургии, а конкретно к внепечной обработке жидкой стали в сталеразливочном ковше. Устройство для внепечной обработки жидкой стали в сталеразливочном ковше содержит верхний и по крайней мере один нижний электрод, токоподвод и трубопровод подвода инертного газа.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при внепечной обработке стали до получения стали с содержанием углерода менее 0,05 мас.%. Способ включает стадии образования шлака на расплавленной стали, доведения вакуума над комбинацией шлака и расплавленной стали до величины менее 5 мм рт.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству стали в дуговых электросталеплавильных печах. В способе осуществляют выплавку стали в печи, выпуск стали в сталь-ковш при температуре стали 1620-1690°С в течение 3-6 мин, во время выпуска присаживают карбид кальция в количестве 0,1-3,0 кг на тонну стали в стальных емкостях, содержащих карбид кальция в количестве 5-30 кг фракционным составом не более 30 мм, присаживают кремний и марганецсодержащие ферросплавы в количестве до 50 кг на тонну стали, известь в количестве до 12 кг на тонну стали, после чего сталь отдают на последующую внепечную обработку.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для производства высоколегированной стали в комплексе для производства стали с множеством производственных участков, включающих одну электрическую дуговую печь, ковшовую металлургическую печь и участок вакуумной дегазации.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при производстве низкоуглеродистых сортов феррохрома. В способе используют шихту в виде гомогенезированной смеси измельченных материалов при соотношении (%): хромового концентрата, извести и ферросилиция 75% (45-44):(40-44):(15-12) соответственно, производят выпуск феррохрома из электропечи при содержании углерода 0,08-0,20% и его вакуум-кислородное обезуглероживание в ковше до содержания углерода 0,03-0,01%.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при внепечной обработке стали марки 3сп в ковше атомарным азотом. Осуществляют легирование расплава стали с обеспечением процесса самораспространяющегося синтеза нитридных нанофаз легирующих элементов, при этом обработку расплава стали атомарным азотом осуществляют введением карбамида (NH2)2CO при температуре расплава 1650°С с расходом карбамида, составляющим 0,4-1,8 кг/т стали и скоростью подачи его в расплав стали 5,0-8,0 кг в минуту, причем карбамид в расплав вводят в виде наполнителя порошковой проволоки с одновременной подачей алюминиевой катанки из расчета 1,2 кг/т стали. Изобретение позволяет повысить прочность, пластичность и хладостойкость сталей для строительной индустрии путем снижения металлоемкости строительных конструкций до 20-25% и гарантированной эксплуатации в климатических условиях до –65°С, а также за счет экономии до 50-60% дорогих легирующих элементов. 3 табл.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к легированию металлических расплавов, и предназначено для создания изделий из металла с заранее созданными свойствами. В способе осуществляют ввод легирующих металлов путем установки над металлическим расплавом высоковольтного электрода-стержня, выполненного из легирующих металлов и обращенного к расплаву острым концом, и формирования электроискровых разрядов между расплавом и упомянутым стержнем с равномерным распределением легирующих металлов на поверхности расплава в виде спиральных вихревых структур, образованных ионизированными микрокаплями от электроискровых разрядов. Изобретение позволяет равномерно распределять легирующие элементы на поверхности металлического расплава. 1 ил.

Наверх