Системы и способы для литья металлических материалов

(51) 27 3/04 (2006.01) 27 11/12 (2006.01) 22 1/00 (2006.01) 22 21/00 (2006.01) 22 9/16 (2006.01) 22 9/22 (2006.01) 27 3/14 (2006.01) МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(57) Определенные варианты воплощения оборудования плавления и литья включают плавильное пространство пространство рафинирования, соединяющееся по текучей среде с плавильным пространством, и приемный резервуар,соединяющийся по текучей среде с пространством рафинирования, приемный резервуар, включающий первую зону выпуска, определяющую первый канал расплавленного материала, и вторую зону выпуска,определяющую второй канал расплавленного материала и по меньшей мере один источник энергии для плавления, ориентированный для направления энергии в приемный резервуар и регулирования направления потока расплавленного материала по первому каналу расплавленного материала и по второму каналу расплавленного материала. Также раскрываются способы литья металлического материала.(74) Русакова Нина Васильевна Жукова Галина Алексеевна Ляджин Владимир Алексеевич(54) СИСТЕМЫ И СПОСОБЫ ДЛЯ ЛИТЬЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Оборудование для плавления и литья,включающее плавильное пространство пространство рафинирования, соединяющееся по текучей среде с плавильным пространством приемный резервуар, соединяющийся по текучей среде с пространством рафинирования, содержащий первую зону выпуска в первом расположении в приемном резервуаре, и вторую зону выпуска во втором расположении в приемном резервуаре, и по меньшей мере одну электронно-лучевую пушку, которая обеспечивает регулирования направления потока расплавленного материала путем выборочного направления электронов в первую зону выпуска в первом расположении,или во вторую зону выпуска во втором расположении,причем приемный резервуар дополнительно содержит первый канал расплавленного материала,определенный в упомянутом первом расположении,когда по меньшей мере одна электронно-лучевая пушка выборочно сконфигурирована и используется для направления электронов в первую зону выпуска,обеспечивая поток расплавленного материала в первой зоне выпуска, и второй канал расплавленного материала,определенный в упомянутом втором расположении,когда по меньшей мере одна электронно-лучевая пушка выборочно сконфигурирована и используется для направления электронов во вторую зону выпуска, обеспечивая поток расплавленного материала во второй зоне выпуска, причем первый канал расплавленного материала проходит в первом направлении в приемном резервуаре, а второй канал расплавленного материала проходит во втором направлении в приемном резервуаре, причем первое направление не параллельно второму направлению. 2. Оборудование для плавления и литья по п.1,отличающееся тем, что плавильное пространство,пространство рафинирования и приемный резервуар расположены в оболочке, в которой могут поддерживаться условия вакуума. 3. Оборудование для плавления и литья по п.1,отличающееся тем, что дополнительно содержит первую литейную форму, которая может быть расположена для приема расплавленного материала,текущего по первому каналу расплавленного материала. 4. Оборудование для плавления и литья по п.3,отличающееся тем, что дополнительно содержит вторую литейную форму, которая может быть расположена для приема расплавленного материала, текущего по второму каналу расплавленного материала. 5. Оборудование для плавления и литья по п.4,отличающееся тем, что первая литейная форма и вторая литейная форма могут перемещаться в положение и из положения, в котором литейные формы могут принимать расплавленный материал с приемного резервуара. 6. Оборудование для плавления и литья по п.1,отличающееся тем, что по меньшей мере одна электронно-лучевая пушка расположена над приемным резервуаром и делает возможным течение расплавленного материала,когда электронный пучок испускается по меньшей мере одной электронно-лучевой пушкой. 7. Оборудование для плавления и литья по п.1,отличающееся тем, что положение приемного резервуара фиксируется относительно пространства рафинирования. 8. Оборудование для плавления и литья по п.4,отличающееся тем, что приемный резервуар расположен таким образом, что расплавленный материал может течь с приемного резервуара в первую литейную форму или вторую литейную форму, в зависимости от положения и уровня мощности по меньшей мере одной электроннолучевой пушки. 9. Оборудование для плавления и литья по п.1,отличающееся тем, что в основном Т-образная конфигурация образуется относительными положениями пространства рафинирования и приемного резервуара. 10. Оборудование для плавления и литья по п.9,отличающееся тем, что приемный резервуар включает противоположные концы, и тем, что желоб предусмотрен на каждом конце. 11. Оборудование для плавления и литья по п.1,отличающееся тем, что приемный резервуар включает третью зону выпуска в третьем расположении в приемном резервуаре, причем по меньшей мере одна электронно-лучевую пушка обеспечивает регулирование направления потока расплавленного материала путем выборочного направления электронов в первую зону выпуска в первом расположении, или во вторую зону выпуска во втором расположении, или в третью зону выпуска в третьем расположении,причем приемный резервуар содержит третий канал расплавленного материала,определенный в упомянутом третьем расположении,когда по меньшей мере одна электронно-лучевая пушка выборочно сконфигурирована и используется для направления электронов в третью зону выпуска,обеспечивая поток расплавленного материала в третьей зоне выпуска. 12. Оборудование для плавления и литья по п.1,отличающееся тем, что по меньшей мере одна 21 электронно-лучевая пушка выборочно используется для регулирования направления потока расплавленного материала через первый канал расплавленного материала и второй канал расплавленного материала. 13. Оборудование для плавления и литья,включающее плавильное пространство пространство рафинирования, соединяющееся по текучей среде с плавильным пространством приемный резервуар, соединяющийся по текучей среде с пространством рафинирования, приемный резервуар, содержащий первую зону выпуска в первом расположении в приемном резервуаре,вторую зону выпуска во втором расположении в приемном резервуаре,по меньшей мере один источник энергии для плавления, используемый для регулирования направления потока расплавленного материала путем выборочного направления энергии в первую зону выпуска в первом расположении,или во вторую зону выпуска во втором расположении,причем приемный резервуар дополнительно содержит первый канал расплавленного материала,определенный в упомянутом первом расположении,когда по меньшей мере один источник энергии для плавления выборочно сконфигурирован и используется для направления энергии в первую зону выпуска, обеспечивая поток расплавленного материала в первой зоне выпуска, и второй канал расплавленного материала,определенный в упомянутом втором расположении,когда по меньшей мере один источник энергии для плавления выборочно сконфигурирован и используется для направления энергии во вторую зону выпуска, обеспечивая поток расплавленного материала во второй зоне выпуска, причем первый канал расплавленного материала проходит в первом направлении в приемном резервуаре, а второй канал расплавленного материала проходит во втором направлении в приемном резервуаре, причем первое направление не параллельно второму направлению. 14. Оборудование для плавления и литья по п.13,отличающееся тем, что плавильное пространство,пространство рафинирования и приемный резервуар расположены в оболочке, в которой могут поддерживаться условия вакуума. 15. Оборудование для плавления и литья по п.13,отличающееся тем, что дополнительно включает первую литейную форму, которая может быть расположена для приема расплавленного материала,текущего по первому каналу расплавленного материала. 16. Оборудование для плавления и литья по п.13,отличающееся тем, что дополнительно включает вторую литейную форму, которая может быть расположена для приема расплавленного материала,текущего по второму каналу расплавленного материала. 17. Оборудование для плавления и литья по п.16,отличающееся тем, что первая литейная форма и 22 вторая литейная форма могут перемещаться в положение и из положения, в котором литейные формы могут принимать расплавленный материал из приемного резервуара. 18. Оборудование для плавления и литья по п.13,отличающееся тем, что по меньшей мере один источник энергии для плавления расположен над приемным резервуаром и делает возможным течение расплавленного материала, когда энергия испускается по меньшей мере одним источником энергии для плавления. 19. Оборудование для плавления и литья по п.13,отличающееся тем, что положение приемного резервуара фиксируется относительно пространства рафинирования. 20. Оборудование для плавления и литья по п.13,отличающееся тем, что в основном Т-образная конфигурация образуется относительными положениями пространства рафинирования и приемного резервуара. 21. Оборудование для плавления и литья по п.20,отличающееся тем, что приемный резервуар включает противоположные концы, и тем, что желоб предусмотрен на каждом конце. 22. Оборудование для плавления и литья по п.13,отличающееся тем, что приемный резервуар включает третью зону выпуска в третьем расположении в приемном резервуаре, причем по меньшей мере один источник энергии для плавления обеспечивает регулирование направления потока расплавленного материала путем выборочного направления энергии в первую зону выпуска в первом расположении, или во вторую зону выпуска во втором расположении, или в третью зону выпуска в третьем расположении,причем приемный резервуар содержит третий канал расплавленного материала,определенный в упомянутом третьем расположении,когда по меньшей мере один источник энергии для плавления выборочно сконфигурирован и используется для направления энергии в третью зону выпуска, обеспечивая поток расплавленного материала в третьей зоне выпуска. 23. Способ литья металлического материала,включающий подачу расплавленного металлического материала течение расплавленного металлического материала вдоль приемного резервуара,включающего по меньшей мере две зоны выпуска,определяющие различные каналы расплавленного материала,причем различные каналы расплавленного материала проходят в отдельных и не параллельных направлениях в приемном резервуаре, и при этом каждая из зон выпуска приемного резервуара связана с различной позицией литья и выборочный нагрев металлического материала в одной из по меньшей мере двух зон выпуска,направляя тем самым расплавленный металлический материал для протекания по проточному каналу, определяемому нагреваемой зоной выпуска. 24. Способ по п.23, отличающийся тем, что получение расплавленного материала включает нагрев исходных материалов, выбранных для предоставления требуемой композиции расплавленного металлического материала. 25. Способ по п.24, отличающийся тем, что получение расплавленного материала дополнительно включает рафинирование расплавленного металлического материала. 26. Способ по п.23, отличающийся тем, что каждый канал расплавленного материала включает плавильное пространство,пространство рафинирования и приемный резервуар. 27. Способ по п.23, отличающийся тем, что выборочный нагрев металлического материала в одной из по меньшей мере двух зон выпуска включает нагрев металлического материала посредством по меньшей мере одного устройства из источника энергии для плавления, электроннолучевой пушки и генератора плазмы. 28. Способ по п.23, отличающийся тем, что приемный резервуар включает по меньшей мере три зоны выпуска и способ включает выборочный нагрев металлического материала в одной из по меньшей мере трех зон выпуска, направляя тем самым расплавленный металлический материал для протекания по проточному каналу, определяемому нагреваемой зоной выпуска. 29. Способ по п.23, отличающийся тем, что дополнительно включает литье расплавленного металлического материала в литейном оборудовании, находящемся в позиции литья, связанном с нагреваемой зоной выпуска. 30. Способ по п.29, отличающийся тем, что литейное оборудование является удаляемой формой. 31. Способ по п.30, отличающийся тем, что расплавленный металлический материал имеет композицию сплава, выбранного из технически чистой марки титана,титанового сплава,титанопалладиевого сплава, титаноалюминиевого сплава, сплава -61-4, сплава -31-2,5,сплава-4-2,5,ниобиевого сплава и циркониевого сплава. 32. Способ по п.23, отличающийся тем, что дополнительно включает нагрев исходных материалов, выбранных для получения требуемой композиции расплавленного металлического материала рафинирование расплавленного металлического материала протекание расплавленного металлического материала по приемному резервуару, включающему по меньшей мере две зоны выпуска, определяющие различные каналы расплавленного материала,причем каждая зона выпуска связана с различной позицией литья и выборочный нагрев металлического материала в одной из по меньшей мере двух зон выпуска по меньшей мере одним устройством, выбранным из источника энергии для плавления, электроннолучевой пушки и генератора плазмы, направляя тем самым расплавленный металлический материал для протекания по проточному каналу, определяемому нагреваемой зоной выпуска. 33. Способ по п.32, отличающийся тем, что расплавленный металлический материал имеет композицию сплава, выбранного из технически чистой марки титана,титанового сплава,титанопалладиевого сплава, титаноалюминиевого сплава, сплава 1-61-4, сплава -31-2,5,сплава-4-2,5,ниобиевого сплава и циркониевого сплава. 34. Оборудование для плавления и литья,включающее плавильное пространство пространство рафинирования, соединяющееся по текучей среде с плавильным пространством приемный резервуар, соединяющийся по текучей среде с пространством рафинирования, содержащий первую зону выпуска в первом расположении в приемном резервуаре, и вторую зону выпуска во втором расположении в приемном резервуаре, и первую электронно-лучевую пушку, которая обеспечивает направление электронов в первую зону выпуска в первом расположении, или вторую электронно-лучевую пушку которая обеспечивает направление электронов во вторую зону выпуска во втором расположении, причем приемный резервуар дополнительно содержит первый канал расплавленного материала,определенный в упомянутом первом расположении,когда первая электронно-лучевая пушка выборочно сконфигурирована и используется для направления электронов в первую зону выпуска, обеспечивая поток расплавленного материала в первой зоне выпуска, и второй канал расплавленного материала,определенный в упомянутом втором расположении,когда вторая электронно-лучевая пушка выборочно сконфигурирована и используется для направления электронов во вторую зону выпуска, обеспечивая поток расплавленного материала во второй зоне выпуска, причем первая электронно-лучевая пушка и вторая электронно-лучевая пушка выборочно используются для регулирования направления потока расплавленного материала через первый канал расплавленного материала и второй канал расплавленного материала, причем первый канал расплавленного материала проходит в первом направлении в приемном резервуаре, а второй канал расплавленного материала проходит во втором направлении в приемном резервуаре, причем первое направление не параллельно второму направлению. 35. Оборудование для плавления и литья по п.34,отличающееся тем, что дополнительно содержит множество электронно-лучевых пушек,расположенных и выборочно используемых для обеспечения смешивания расплавленного материала. 36. Оборудование для плавления и литья,включающее плавильное пространство пространство рафинирования, соединяющееся по текучей среде с плавильным пространством 23 приемный резервуар, соединяющийся по текучей среде с пространством рафинирования, содержащий первый участок, включающий первый элемент выпуска, причем первый участок проходит в первом направлении под первым углом к пространству рафинирования, причем первый элемент выпуска расположен в указанном первом направлении, и второй участок, отделенной от первого участка,причем второй участок включает второй элемент выпуска, причем второй участок проходит во втором направлении под вторым углом к пространству рафинирования, причем второй угол отличается от первого угла, причем второй элемент выпуска расположен в указанном втором направлении, и первую электронно-лучевую пушку, которая сконфигурирована для выборочного определения первого канала расплавленного металла в указанном первом участке путем выборочного направления электронов к указанному первому участку,обеспечивая поток расплавленного материала к первому элементу выпуска,вторую электронно-лучевую пушку, которая сконфигурирована для выборочного определения второго канала расплавленного металла в указанном втором участке путем выборочного направления электронов к указанному второму участку,обеспечивая поток расплавленного материала ко второму элементу выпуска,причем первая электронно-лучевая пушка и вторая электронно-лучевая пушка выборочно используются для регулирования направления потока расплавленного материала через первый канал расплавленного материала и второй канал расплавленного материала. 37. Оборудование для плавления и литья по п.36,причем первый элемент выпуска и второй элемент выпуска расположены на противоположных сторонах приемного резервуара. 38. Оборудование для плавления и литья по п.36,причем первая электронно-лучевая пушка расположена на одинаковом расстоянии между первым элементом выпуска и центром приемного резервуара. 39. Оборудование для плавления и литья по п.38,причем вторая электронно-лучевая пушка расположена на одинаковом расстоянии между вторым элементом выпуска и центром приемного резервуара.