×
10.03.2013
216.012.2d8e

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЛИТКА ИЗ СПЛАВОВ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к металлургии цветных металлов и сплавов. Расплав металла подают в область действия электромагнитного поля индуктора 1, которое удерживает расплав от растекания в области кристаллизации. Непосредственно на расплав подается охлаждающая жидкость 6. В результате воздействия электромагнитных сил расплав приводится в движение по траектории 5, что уравнивает условия охлаждения слитка по всему сечению. Для обеспечения ускоренной кристаллизации расплава радиус сферы, вписанной в отливаемый объем слитка, должен составлять не более 20 мм. Выбор частоты электромагнитного поля производят по зависимости где γ - электропроводность расплава, r - радиус сферы, вписанной в отливаемый объем слитка, µ - магнитная постоянная. Обеспечивается повышение качества слитков за счет получения мелкокристаллической структуры с размером зерен менее 20 мкм. 2 ил., 1 табл.
Основные результаты: Способ получения слитка из сплавов цветных металлов, включающий подачу расплава металла в индуктор, воздействие на расплав и удержание расплава от растекания в области кристаллизации переменным электромагнитным полем заданной частоты, охлаждение слитка путем подачи охлаждающей жидкости непосредственно на поверхность расплава и кристаллизацию слитка, отличающийся тем, что частоту электромагнитного поля выбирают, исходя из выражения где γ - электропроводность расплава;r - радиус сферы, вписанной в отливаемый объем слитка, составляющий не более 20 мм;µ - магнитная постоянная.

Изобретение относится к металлургии цветных металлов и сплавов и может быть использовано при производстве слитков.

Из существующего уровня техники известен способ модифицирования структуры литого металла, включающий ускоренную кристаллизацию на поверхности водоохлаждаемых валков-кристаллизаторов с последующей деформацией закристаллизовавшейся части (RU 2257419 C1, МПК C22F 1/04, 2005 г.).

Кристаллизация на поверхности валков с последующей деформацией позволяет получить высокие скорости охлаждения и, как следствие, измельчение зерненного строения слитка, однако требует сложной системы механических узлов, что приводит к усложнению всего процесса.

Наиболее близким к заявляемому способу является способ получения слитка, включающий подачу расплава в индуктор, воздействие на расплав и удержание расплава от растекания в области кристаллизации переменным электромагнитным полем заданной частоты, охлаждение жидкости непосредственно на поверхности расплава и кристаллизацию слитка (SU 1375403А1, МПК B22D 11/01, 1988 г.).

Недостатком данного способа является то, что слитки, получаемые в процессе литья, имеют неоднородную структуру в объеме, так как скорость кристаллизации расплава на поверхности и в сердцевине слитка существенно различается (поверхность - 50 мкм, сердцевина 85 мкм).

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение качества сплава, выражаемое в равномерном по сечению измельчении зерненного строения получаемого полуфабриката.

Поставленная задача решается тем, что в способе получения слитка из сплавов цветных металлов, включающем подачу расплава в индуктор, воздействие на расплав и удержание расплава от растекания в области кристаллизации переменным электромагнитным полем заданной частоты, охлаждение слитка путем подачи охлаждающей жидкости непосредственно на поверхность расплава и кристаллизацию слитка, согласно изобретению, частоту электромагнитного поля выбирают, исходя из выражения

где

γ - электропроводность расплава;

rсл - радиус сферы, вписанной в отливаемый объем слитка, составляющий не более 20 мм;

µ0 - магнитная постоянная.

На фиг.1 схематично представлено устройство для реализации предлагаемого способа получения слитка из сплавов цветных металлов, на фиг.2 - структура сплава 01417М.

Представленное устройство содержит индуктор 1 и охладитель 2.

Способ получения слитка из сплавов цветных металлов осуществляют следующим образом. Индуктор 1, питаемый током заданной частоты, создает переменное электромагнитное поле. Охладитель 2 предназначен для подачи на расплав охлаждающей жидкости. Расплав металла 3 подается в область действия электромагнитного поля индуктора 1. Под действием электромагнитного поля в жидком металле 3 наводятся вихревые токи, взаимодействие которых с магнитным полем приводит к возникновению электромагнитных сил. Потенциальная составляющая электромагнитных сил 4 удерживает расплав металла от растекания и позволяет исключить использование дополнительных форм для удержания, а вихревая составляющая приводит объем металла в движение по траектории 5. Посредством охладителя 2 непосредственно на расплав подается охлаждающая жидкость 6, за счет чего происходит ускоренная кристаллизация расплава металла 3 в зоне 7. Вынужденная конвекция, обеспечиваемая движением расплава металла по траектории 5, уравнивает условия охлаждения по всему сечению слитка. Расплав непрерывно затвердевает, образуя твердую фазу 8 слитка, и отводится из зоны действия электромагнитного поля.

Для обеспечения высокого коэффициента теплоотдачи с поверхности расплава рекомендуется использовать в качестве охладителя 2 спрей-охладитель. Высокий коэффициент теплоотдачи при использовании такой конструкции охладителя объясняется сбиванием паровой пленки, образуемой за счет вскипания охлаждающей жидкости при контакте с расплавом металла.

Выбор частоты электромагнитного поля производится с учетом электропроводности расплава и требований к геометрическим размерам получаемого слитка из условия

где

γ - электропроводность расплава;

rсл - радиус сферы, вписанной в отливаемый объем слитка;

µ0 - магнитная постоянная.

Экспериментально было определено, что для получения эффекта ускоренной кристаллизации от быстрого охлаждения алюминиевого сплава радиус вписанной в отливаемый слиток сферы не должен быть более 20 мм. При увеличении радиуса больше указанного будет появляться неравномерность структуры в сечении по мере удаления от внешней поверхности, связанная с ухудшением условий охлаждения.

Таким образом, например, для получения слитка радиусом 5 мм из алюминиевого сплава 01417М на него воздействуют переменным электромагнитным полем с частотой

где

γ=22·106 - электропроводность алюминиевого сплава 01417М в жидком состоянии (Ом·м)-1;

rсл=0,005 - радиус сферы, вписанной в отливаемый объем слитка, м;

µ0=4·π·10-7 - магнитная постоянная, Гн/м.

Устойчивое формирование слитка обеспечивается за счет выполнения двух условий:

1. положение зоны кристаллизации 8 должно быть в области наибольшей концентрации электромагнитных сил, например, для цилиндрического индуктора, на половине высоты индуктора;

2. необходимость соблюдения равенства электромагнитного давления (отношение электромагнитной силы к поверхности, на которую эта сила действует), создаваемого индуктором, и гидростатического давления, создаваемого объемом жидкого металла. Управление положением зоны кристаллизации при литье в цилиндрический индуктор возможно путем изменения скорости поступательного движения слитка.

Величина гидростатического давления зависит от высоты столба жидкого металла над зоной фазового перехода. Величина электромагнитного давления зависит от величины тока в индукторе. Следовательно, для обеспечения устойчивого формирования слитка заданной формы необходимо либо поддерживать постоянной высоту столба жидкого металла при постоянной величине тока, либо регулировать величину тока в индукторе при изменении высоты столба жидкого металла.

Данным способом из алюминиевого сплава 01417М были получены образцы радиусом 5 мм для исследования микроструктуры. Образцы имели мелкокристаллическую структуру с размером зерен от 10 до 15 мкм (фиг.2 и таблица 1).

Таблица 1
Размеры эвтектической составляющей сплава 01417М
d, мкм 5 10 15 20
n/N·100% 20 45 25 5
N - общее число замеров, n - количество значений структурной составляющей в определенном интервале размеров

Предлагаемый способ имеет следующие преимущества:

- позволяет получать отливки с размером зерна менее 20 мкм;

- удержание расплава электромагнитными силами позволяет исключить конструктивные элементы для создания формы полуфабриката;

- отсутствие промежуточного контакта (формы) между охлаждающей жидкостью и расплавом позволяет получить высокий коэффициент теплоотдачи с поверхности слитка и значительно увеличить скорость кристаллизации;

- воздействие на расплав электромагнитным полем позволяет создать профиль движения металла в объеме его жидкой фазы на поверхности зоны кристаллизации, обеспечивающий выравнивание условий охлаждения по сечению получаемого слитка.

Способ получения слитка из сплавов цветных металлов, включающий подачу расплава металла в индуктор, воздействие на расплав и удержание расплава от растекания в области кристаллизации переменным электромагнитным полем заданной частоты, охлаждение слитка путем подачи охлаждающей жидкости непосредственно на поверхность расплава и кристаллизацию слитка, отличающийся тем, что частоту электромагнитного поля выбирают, исходя из выражения где γ - электропроводность расплава;r - радиус сферы, вписанной в отливаемый объем слитка, составляющий не более 20 мм;µ - магнитная постоянная.
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЛИТКА ИЗ СПЛАВОВ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЛИТКА ИЗ СПЛАВОВ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЛИТКА ИЗ СПЛАВОВ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 11-20 из 69.
27.06.2013
№216.012.5262

Способ поиска шумоподобных сигналов с минимальной частотной манипуляцией

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в системах радионавигации и радиосвязи для кодовой синхронизации приемников шумоподобных сигналов с минимальной частотной манипуляцией. Технический результат - сокращение времени поиска шумоподобных сигналов при высокой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486683
Дата охранного документа: 27.06.2013
10.07.2013
№216.012.538b

Устройство для нанесения покрытий на порошки

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к устройству для нанесения покрытий на порошки. Может применяться в металлургии при производстве композиционных материалов, содержащих мелкодисперсные и нанопорошки. Устройство содержит вакуумную камеру с системой откачки,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486990
Дата охранного документа: 10.07.2013
27.08.2013
№216.012.6487

Способ получения прозрачной проводящей пленки insno

Изобретение относится к области тонкопленочных технологий, в частности технологии получения тонких пленок оксида индия-олова (ITO), и может быть использовано при производстве электролюминисцентных дисплеев и мониторов с сенсорным экраном. Осуществляют экстрагирование Sn и In из водных растворов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491372
Дата охранного документа: 27.08.2013
10.10.2013
№216.012.7416

Способ дистанционного обследования объектов электрических сетей

Изобретение относится к области спутниковой радионавигации и может быть использовано для определения координат мест локальных повреждений объектов электрических сетей при диагностических работах на электрических сетях без вывода их из эксплуатации. Технический результат - расширение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495375
Дата охранного документа: 10.10.2013
27.10.2013
№216.012.7824

Пульсовый оксиметр

Изобретение относится к медицинской технике. Пульсовый оксиметр содержит блок красного излучателя (1), блок инфракрасного излучателя (2), фотоприемник (3), блок синхронизации (7), блок вычислителя (6) и блок индикации (10). Пульсовой оксиметр дополнительно содержит аналого-цифровой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496418
Дата охранного документа: 27.10.2013
10.11.2013
№216.012.7f28

Способ определения погрешности формирования псевдодальности навигационного сигнала

Способ определения погрешности формирования псевдодальности навигационного сигнала, по которому устанавливают сигнал с несущей частотой f, равной несущей частоте имитируемого навигационного космического аппарата, с помощью имитатора навигационных сигналов, измеряют значения задержек сигнала с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498225
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.12.2013
№216.012.897e

Устройство для теплоизоляции скважины в многолетнемерзлых породах

Изобретение относится к газовой и нефтяной промышленности, в частности к охлаждающим устройствам буровых скважин, и предназначено для эксплуатации скважин в районах кавернозных, многолетнемерзлых пород (ММП). Техническим результатом предложенного изобретения является предотвращение образования...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500880
Дата охранного документа: 10.12.2013
10.12.2013
№216.012.89c0

Устройство для бестраншейной замены трубопровода

Изобретение относится к устройствам для бестраншейной замены трубопроводов при ремонте и реконструкции подземных инженерных коммуникаций. Устройство содержит труборазрушающий рабочий орган с двумя дисковыми ножами, расширитель для увеличения диаметра скважины, приспособление для крепления...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500946
Дата охранного документа: 10.12.2013
10.12.2013
№216.012.89e5

Стенд для градуировки тензоэлементов

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к тензометрии. Технический результат заключается в расширении области практического применения стенда и тензоэлемента, обеспечении мобильности стенда. Стенд для градуировки тензоэлементов содержит динамометр ДНУ, тензоэлемент,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500983
Дата охранного документа: 10.12.2013
27.12.2013
№216.012.91b5

Способ определения летучих фитонцидов

Изобретение относится к области аналитической химии, а именно к определению летучих фитонцидов в воздухе хвойного леса методом газожидкостной хроматографии. Способ заключается в том, что пропускают воздух хвойного леса со скоростью 40-100 мл/мин в течение 60-180 мин через склянку Дрекселя...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502994
Дата охранного документа: 27.12.2013
Показаны записи 11-20 из 71.
20.06.2013
№216.012.4e60

Устройство для фокусировки типа "линза люнеберга"

Изобретение относится к области конструирования направленных антенн, а именно к конструированию устройств для фокусировки при приеме-передаче радиоволн сантиметрового и миллиметрового диапазонов. Техническим результатом является возможность осуществления фокусировки электромагнитной волны вдоль...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485646
Дата охранного документа: 20.06.2013
27.06.2013
№216.012.5037

Грузоподъемный механизм

Изобретение относится к подъемному оборудованию, используемому для подъема-опускания груза на различных видах транспорта, в складах и производственных помещениях. Грузоподъемный механизм содержит основание с горизонтальным полым штырем, внутри которого размещен толкатель с роликами, шарнирно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486128
Дата охранного документа: 27.06.2013
27.06.2013
№216.012.5133

Газостатический подшипник

Изобретение относится к области машиностроения и может применяться в радиальных опорах шпиндельных узлов металлорежущих станков и другого оборудования с быстроходными роторами при использовании в качестве смазывающей среды как газов, так и жидкостей. Газостатический подшипник содержит корпус с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486380
Дата охранного документа: 27.06.2013
27.06.2013
№216.012.5262

Способ поиска шумоподобных сигналов с минимальной частотной манипуляцией

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в системах радионавигации и радиосвязи для кодовой синхронизации приемников шумоподобных сигналов с минимальной частотной манипуляцией. Технический результат - сокращение времени поиска шумоподобных сигналов при высокой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486683
Дата охранного документа: 27.06.2013
10.07.2013
№216.012.538b

Устройство для нанесения покрытий на порошки

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к устройству для нанесения покрытий на порошки. Может применяться в металлургии при производстве композиционных материалов, содержащих мелкодисперсные и нанопорошки. Устройство содержит вакуумную камеру с системой откачки,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486990
Дата охранного документа: 10.07.2013
27.08.2013
№216.012.6487

Способ получения прозрачной проводящей пленки insno

Изобретение относится к области тонкопленочных технологий, в частности технологии получения тонких пленок оксида индия-олова (ITO), и может быть использовано при производстве электролюминисцентных дисплеев и мониторов с сенсорным экраном. Осуществляют экстрагирование Sn и In из водных растворов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491372
Дата охранного документа: 27.08.2013
10.10.2013
№216.012.7416

Способ дистанционного обследования объектов электрических сетей

Изобретение относится к области спутниковой радионавигации и может быть использовано для определения координат мест локальных повреждений объектов электрических сетей при диагностических работах на электрических сетях без вывода их из эксплуатации. Технический результат - расширение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495375
Дата охранного документа: 10.10.2013
27.10.2013
№216.012.7824

Пульсовый оксиметр

Изобретение относится к медицинской технике. Пульсовый оксиметр содержит блок красного излучателя (1), блок инфракрасного излучателя (2), фотоприемник (3), блок синхронизации (7), блок вычислителя (6) и блок индикации (10). Пульсовой оксиметр дополнительно содержит аналого-цифровой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496418
Дата охранного документа: 27.10.2013
10.11.2013
№216.012.7f28

Способ определения погрешности формирования псевдодальности навигационного сигнала

Способ определения погрешности формирования псевдодальности навигационного сигнала, по которому устанавливают сигнал с несущей частотой f, равной несущей частоте имитируемого навигационного космического аппарата, с помощью имитатора навигационных сигналов, измеряют значения задержек сигнала с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498225
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.12.2013
№216.012.897e

Устройство для теплоизоляции скважины в многолетнемерзлых породах

Изобретение относится к газовой и нефтяной промышленности, в частности к охлаждающим устройствам буровых скважин, и предназначено для эксплуатации скважин в районах кавернозных, многолетнемерзлых пород (ММП). Техническим результатом предложенного изобретения является предотвращение образования...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500880
Дата охранного документа: 10.12.2013
+ добавить свой РИД