Запорожский национальный технический университет

Переработка технологического возврата сплава ВЖЛ12Э-ВИ проводилась на вакуумной установке УППФ-3М с применением термовременной обработки, состоящей в нагреве расплава выше определенной критической температуры и выдержке при ней для гомогенизации и выведения нежелательных примесей.

Плавка велась в корундовом тигле емкостью 15 кг. Для предотвращения кипения расплава в плавильной камере создавалась среда аргона с давлением 115 мм рт. ст. Расплав перегревался выше ликвидуса более чем на 400⁰С, до температуры порядка 1850 ^оС, выдерживался в течении 5…10 минут после чего температура понижалась до температуры заливки (1400…1450 ^оС). Расплав заливали в металлический разборной кокиль, предварительно разогретый до температуры 700…800 ^оС при остаточном давлении не более 5·10^-1 мм рт. ст. После заливки кокиль выдерживали в вакууме около 10 мин. после чего вынимали слиток.

Цветной люм-контроль тимплета полученного слитка показал, что он практически весь вдоль своей оси поражен усадочной раковиной и множественными точечными свечениями, характерными для газовой пористости.

Данный дефект проявлялся на всех проведенных плавках. Полученные слитки были признаны не пригодными для дальнейшего использования при производстве ответственных отливок из жаропрочных никелевых сплавов.

Для устранения проявившихся дефектов был принят ряд изменений в технологическом процессе изготовления слитков.

- Для получения эффекта направленной кристаллизации при заливке кокиля использовали керамическую заливочную чашу. Диаметр выпускного отверстия определялся экспериментально. Заливочную чашу изготавливали из регенерированного электрокорунда. Расплав заливали в металлический разборной кокиль, без предварительного подогрева.

- Для уменьшения усадочной раковины в кокиле предусмотрели прибыльную часть. Так же использовали экзотермические утепляющие вставки для подогрева расплава в верхней части системы кокиль-чаша, улучшения питания кристаллизирующиеся части слитка, и выведения усадочной раковины в прибыль.

Проведением ряда плавок с использованием покупных экзотермических вставок и заливочных чаш собственного производства было получено 5 слитков, из которых изготовили поперечные тимплеты. Визуальный осмотр показал, что усадочная раковина полностью выведена в прибыльную часть слитка. Изучение поверхности тимплета при ультрафиолетовом свечении показало значительное уменьшение газовой пористости.

Использование заливочной чаши с выпускным отверстием диаметром около 8 мм, привело к равномерному наполнению кокиля, что обеспечило эффект направленной кристаллизации. Изменение выпускного отверстия чаши дало возможность регулировать скорость заливки расплава и соответственно скорость кристаллизации и наполнения полости кокиля.

Экзотермическая вставка обеспечила подогрев последних порций расплава в прибыльной части слитка, и улучшила подпитку жидким расплавом кристаллизирующегося слитка.

В результате проведенной работы достигнут желаемый эффект направленной кристаллизации, благодаря чему стало возможным выведение газов и неметаллических включений из тела слитка в прибыльную часть слитка.

Сочетание эффектов равномерного заполнения кокиля, направленной кристаллизации и использование утеплительной вставки позволило устранить газовую пористость и усадочную раковину. Полученные слитки, после комплекса исследований, были признаны качественными и соответствующими предъявляемым требованиям.

МОДЕЛИРОВАНИЕ ОПЕРАЦИЙ КОНТРОЛЯ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ ПРОЦЕССЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

Василевский В.В., магистр, руководитель доц.Поляков М.