Метод вакуумно-дугового переплава

Вопрос №23.

Развитие машиностроения и приборостроения предъявляет возрастающие требования к качеству металла: его прочности, пластичности, газосодержанию.

Улучшить эти показатели можно уменьшением в металле вредных примесей, газов, неметаллических включений. Для повышения качества металла используют обработку металлов синтетическим шла­ком, вакуумную дегазацию металла, элек­трошлаковый переплав (ЭШП), вакуумно-дуговой переплав (ВДП), переплав метал­ла в электронно-лучевых и плазменных печах и другие способы.

Вакуумно-дуговой переплав при­меняют в целях удаления из металла газов и неметаллических включений. Процесс осуществляется в вакуумно-дуговых пе­чах с расходуемым электродом (рис. 2.15). В зависимости от требований, предъяв­ляемых к получаемому металлу, расходуемый электрод изготовляют механиче­ской обработкой слитка, выплавленного в электропечах или установках ЭШП. Рас­ходуемый электрод 3 закрепляют на водоохлаждаемом штоке 2 и помещают в кор­пус 1 печи и далее в медную водоохлаждаемую изложницу 6. Из корпуса печи откачивают воздух до остаточного давле­ния 0,00133 кПа.

При подаче напряжения между рас­ходуемым электродом - катодом 3 - и затравкой - анодом 8 - возникает дуга. Выделяющаяся теплота расплавляет ко­нец электрода; капли 4 жидкого металла, проходя зону дугового разряда, дегазиру­ются, заполняют изложницу и затверде­вают, образуя слиток 7. Дуга горит между расходуемым электродом и жидким ме­таллом 5 в верхней части слитка на про­тяжении всей плавки. Сильное охлажде­ние слитка и разогрев дугой ванны метал­ла создают условия для направленного затвердевания, вследствие чего неметал­лические включения сосредоточиваются в верхней части слитка, а усадочная рако­вина в слитке уменьшается. Слитки ВДП содержат мало газов, неметаллических включений, отличаются высокой равно­мерностью химического состава, повы­шенными механическими свойствами. Из них изготовляют ответственные детали турбин, двигателей, авиационных конст­рукций. Масса слитков достигает 50 т.