Электронно-лучевая плавка с целью вакуумного рафинирования осуществляется, как правило, в медный водоохлаждаемый кристаллизатор с использованием промежуточной емкости путем горизонтальной подачи переплавляемого материала. Переплавляемые материалы могут быть в виде слитков, кусковой шихты, стержней и различных отходов, например прессованной стружки.
С помощью электронно-лучевой плавки получают высокочистые слитки тугоплавких и высокореакционнных металлов и сплавов вольфрама, титана, молибдена, ниобия, гафния, циркония, никеля, меди, кобальта, железа, высококачественные жаростойкие и жаропрочные сплавы, а также интерметаллиды: Ti3AI, TiAl, Ni3AI, NiAI и др.
НПП "ЭЛТЕХМАШ" осуществляет рафинирующий электронно-лучевой переплав металлов и сплавов Заказчика, а также выплавку металлов и сплавов необходимого химического состава.
Размеры выплавляемых слитков и слябов:
слитки:
-диаметр: от 60 до 138 мм;
-длина: до 1900 мм;
слябы:
-сечение: до 140x160 мм;
ЭЛЕКТРОННО - ЛУЧЕВОЙ ПЕРЕПЛАВ
ОТХОДОВ БЫСТРОРЕЖУЩИХ СТАЛЕЙ
НПП "ЭЛТЕХМАШ" освоена промышленная технология электронно-лучевого переплава отходов быстрорежущих сталей и получения товарных слитков для последующего изготовления из них инструмента. Используемое НПП "ЭЛТЕХМАШ" электронно-лучевое оборудование позволяет переплавлять в вакууме отходы быстрорежущей стали (отработанный инструмент, отходы инструментального производства), получать цилиндрические слитки диаметром от 60 до 130 мм и слябы сечением до 140x160 мм и длиной до 2000 мм.
|
| Инструмент, изготовленный из отходов быстрорежущей стали |
Технологические и экономические преимущества:
- процесс переплава и формирования слитков происходит за один технологический цикл без последующей термомеханической обработки (ковки, отжига);
- возможность переплава кусковой шихты;
- быстрая смена оснастки для изготовления слитков необходимых размеров;
- высокое качество получаемых слитков после вакуумного переплава;
- получение небольших партий товарных слитков.
НПП "ЭЛТЕХМАШ" производит слитки и слябы из быстрорежущей стали и осуществляет переплав отходов инструментального производства Заказчика. Производительность оборудования составляет до 50 т слитков быстрорежущей стали в год.
ПОЛУЧЕНИЕ МИШЕНЕЙ ДЛЯ МАГНЕТРОННОГО РАСПЫЛЕНИЯ
Электронно-лучевые технологии плавки, испарения, последующей конденсации в вакууме и промышленное оборудование, разработанное и эксплуатируемое НПП "ЭЛТЕХМАШ", позволяют получать мишени для магнетронного распыления практически из любых металлов, металлических сплавов, интерметаллидов.
|
|
| Слитки металлов после электронно-лучевого переплава | Внешний вид изготовленной мишени длиной 1550 мм, шириной 120 мм и толщиной 12 мм из никеля, хрома |
Технические данные заготовок для мишеней, получаемых с помощью электронно-лучевой плавки:
-материал мишеней: Ni, Co, Fe, Al, Ti, Cu, Nb, Cr, Zr, Mo и сплавы на их основе;
-чистота - не менее 99,5%;
-форма выплавляемых заготовок - цилиндрическая (диаметр - от 60 до 138 мм); плоская прямоугольная сечением 140х до 160; длина до 1900 мм.
Технические данные мишеней, получаемых с помощью электронно-лучевого испарения и последующей конденсации в вакууме:
-чистота- до 99,9%;
-толщина осаждаемого слоя, мм - 3-8;
-форма и максимальные размеры, мм:
| круглая (диаметр) | до 800 |
| плоская прямоугольная | 600x600 |
| цилиндрическая: | - |
| длина | до 400 |
| диаметр | 220 |
Преимущества:
Получение распыляемого рабочего слоя высокой чистоты с хорошей адгезией к медной подложке-носителю за один технологический цикл.
Области применения:
Магнетронные системы распыления и получения тонких пленок различного назначения.
ПРОИЗВОДСТВО ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ
Предприятием "ЭЛТЕХМАШ" освоено производство титановых сплавов специального назначения:
а) жаропрочных титановых сплавов с химическим составом, который приведен в таблице 1:
Таблица 1
|
Содержание элементов, % мас. |
|||
|
Ti |
Al |
Si |
Zr |
|
основа |
6,5 – 7,5 |
1,5 -1,8 |
3-5 |
б) титановых сплавов медицинского назначения с химическим составом приведенным в таблице 2:
Таблица 2
|
№ |
Ti |
Nb |
Si |
Zr |
|
1 |
осн. |
11-13 |
0,9-1,1 |
1,9-2,2 |
|
2 |
осн. |
11-13 |
0,9-1,1 |
3,9-4,2 |
|
3 |
осн. |
11-13 |
0,9-1,1 |
5,9-6,2 |
|
4 |
осн. |
11-13 |
0,9-1,1 |
9,9-10,2 |
|
5 |
осн. |
11-13 |
0,9-1,1 |
14,8-15,2 |
|
6 |
осн. |
18-20 |
0,9-1,1 |
1,9-2,2 |
|
7 |
осн. |
18-20 |
0,9-1,1 |
3,9-4,2 |
|
8 |
осн. |
18-20 |
0,9-1,1 |
5,9-6,2 |
|
9 |
осн. |
18-20 |
0,9-1,1 |
9,9-10,2 |
|
10 |
осн. |
18-20 |
0,9-1,1 |
14,8-15,2 |
ПРОИЗВОДСТВО КОНДИЦИОННЫХ СЛИТКОВ ИЗ ОТХОДОВ ЖАРОПРОЧНЫХ СПЛАВОВ
Отходы жаропрочных сплавов в литейном производстве представляют собой технологически неизбежный остаток исходного сплава, не вошедший в массу годных отливок. Важность проблемы рафинирования отходов жаропрочных сплавов состоит в том, что в процессе получения лопаток из исходных материалов на предприятиях-производителях ГТД накапливается значительное количество отходов, вызванных браком литья, браком форм, наличием прибылей и т.д. Высокая стоимость первичных жаропрочных сплавов обусловила появление тенденции использования при шихтовке плавок для литья лопаток отходов литейного производства, что позволяет снизить себестоимость продукции.
Научно-производственным предприятием «ЭЛТЕХМАШ» разработана оригинальная промышленная электронно-лучевая технология переработки жаропрочного сплава ЖС-26ВИ. Химический анализ полученных слитков после механической обработки диаметром 95-97 мм и длиной 300-320 мм приведен в таблице 1.
Указанные в таблице данные подтверждают полное соответствие химического состава слитков требованиям ТУ 1-92-177-91. Электронно-лучевой переплав (ЭЛП) приводит к существенному снижению таких вредных примесей, как сера, фосфор, кислород и азот. По своему качеству слитки после ЭЛП превосходят исходный материал (заготовки сплава Ø80 ЖС26-ВИ) производства ОАО «СМ Компания», (г. Ступино, РФ), полученный в вакуумной печи методом равноосной кристаллизации.
Таблица 1
|
Место отбора пробы |
Содержание элементов, % мас. |
|||||||||
|
C |
Cr |
Co |
W |
Al |
Ti |
Mo |
Fe |
Nb |
V |
|
|
Верх |
0,137 |
4,70 |
8,96 |
11,50 |
6,10 |
1,02 |
1,00 |
0,06 |
1,43 |
0,90 |
|
Середина |
0,129 |
4,94 |
9,03 |
11,53 |
5,74 |
0,90 |
1,00 |
0,06 |
1,64 |
0,91 |
|
Низ |
0,132 |
4,94 |
9,03 |
11,53 |
5,74 |
0,90 |
1,00 |
0,06 |
1,64 |
0,91 |
|
|
||||||||||
|
Нормы ТУ1-92-177-91 |
0,12- 0,17 |
4,3- 5,3 |
8,7- 9,3 |
11,2- 12,0 |
5,6- 6,1 |
0,8- 1,2 |
0,8- 1,2 |
<0,5 |
1,4- 1,8 |
0,8- 1,2 |
(продолжение таблицы 1)
|
Место отбора пробы |
Содержание элементов, % мас. |
||||||
|
Ni |
Si |
Mn |
S |
P |
O2 |
N2 |
|
|
Верх |
основа |
<0,2 | <0,3 |
0,003 |
0,003 |
0,00068 |
0,00109 |
|
Середина |
основа |
<0,2 | <0,3 |
0,003 |
0,003 |
0,00070 |
0,00106 |
|
Низ |
основа |
<0,2 | <0,3 |
0,003 |
0,003 |
0,00074 |
0,00105 |
|
|
|||||||
|
Нормы ТУ1-92-177-91 |
основа |
<0,2 |
<0,3 | <0,005 |
<0,010 |
<0,002 | <0,002 |
Слитки сплава ЖС26-ВИ после ЭЛП, полученные из возвратных отходов, прошли полный цикл испытаний на ОАО «Мотор-Сiч»
(г. Запорожье) и в настоящее время используются в качестве исходных материалов при литье лопаток газовых турбин.
Изготовлена также первая партия слитков в количестве 300 кг сплавка ЖС-32, полученных путём электронно-лучевого переплава соответствующих отходов.
ТРУБЧАТЫЕ КАТОДЫ ДЛЯ ИОННО-ПЛАЗМЕННОГО НАНЕСЕНИЯ ЖАРОСТОЙКИХ ПОКРЫТИЙ
На предприятии НПП ЭЛТЕХМАШ освоено производство и начат промышленный выпуск трубчатых заготовок-катодов из сплава Ni-Cr-Al-Y для ионно-плазменного нанесения жаростойких покрытий на установках МАП-1, МАП-2, МАП-3. Внешний вид катодов в исходном состоянии (а) и после механической обработки (б) показан на рис. 1.
|
|
| Рис.1а | Рис.1б |
Электронно-лучевая технология литья трубчатых заготовок позволяет существенно улучшить качество катодов и в конечном итоге наносимых из них покрытий, а также отказаться от их экспортных закупок.
ПРОИЗВОДСТВО ЛИГАТУР
Научно-производственное предприятие «ЭЛТЕХМАШ» производит методом электронно-лучевой плавки в вакууме лигатуры на основе кобальта, никеля, железа, которые широко используются в производстве нержавеющих и легированных сталей, а также суперсплавов:
|
Лигатуры алюминий -железо: |
AlFe10 (10% Fe, Al - ост.); AlFe20 (20% Fe, Al - ост); AlFe25 (25% Fe, Al - ост.); AlFe30 (30% Fe, Al - ост.); AlFe45 (45% Fe, Al - ост); Fe80 (80% Fe, Al -ост.) |
|
Лигатуры кобальт- бор |
CoB15 (15% B, Co -ост.) |
|
Лигатуры кобальт- хром- вольфрам |
CoCrW |
|
Лигатуры кобальт-молибден |
CoMo50 (50% Mo, Co - ост.) |
|
Лигатуры кобальт- ванадий |
CoV65 (65% V, Co - ост.) |
|
Лигатуры медь- цирконий |
CuZr50 (50% Zr, Cu - ост.) |
|
Лигатуры железо- ниобий |
FeNb65 (65% Nb, Fe - ост.) |
|
Лигатуры железо- титан |
FeTi30 (30% Ti, Fe - ост.) |
|
Лигатуры железо- титан- алюминий |
FeTiAl |
|
Лигатуры железо- цирконий |
FeZr80 (80% Zr, Fe - ост.) |
|
Лигатуры никель- алюминий |
NiAl50 (50% Al, Ni - ост.) |
|
Лигатуры никель- бор |
NiB15 (15% B, Ni - ост.) |
|
Лигатуры никель- иттрий |
NiY (8-15% Y, Ni - ост.) |
|
Лигатуры никель- хром |
NiCr20 (20% Cr, Ni - ост.); NiCr50 (50% Cr, Ni -ост.) |
|
Лигатуры никель- гафний |
NiHf30 (30% Hf, Ni - ост.) |
|
Лигатуры никель- лантан |
NiLa50 (50% La, Ni - ост.) |
|
Лигатуры никель- молибден |
NiMo50 (50% Mo, Ni - ост.) |
|
Лигатуры никель- ниобий |
NiNb65 (65% Nb, Ni - ост.) |
|
Лигатуры никель- тантал |
NiTa50 (50% Ta, Ni - ост.); NiTa60 (60% Ta, Ni - ост.) |
|
Лигатуры никель- титан |
NiTi35 (35% Ti, Ni - ост.); NiTi50 (50% Ti, Ni - ост.) |
|
Лигатуры никель- вольфрам |
NiW45 (45% W, Ni - ост.) |
|
Лигатуры никель- ванадий |
NiV60 (60% V, Ni - ост.) |
|
Лигатуры никель- цирконий |
NiZr50 (50% Zr, Ni - ост.); NiZr70 (70% Zr, Ni - ост.) |
|
Лигатуры цирконий- алюминий |
ZrAl14 (14% Al, Zr - ост.) |
|
Лигатуры цирконий- железо |
ZrFe15 (15% Fe, Zr - ост.) |
Лигатуры, полученные из высококачественных исходных материалов, отвечают существующим техническим стандартам.