Виготовлення витратних електродів з тугоплавких сполук для плавки у дуговій печі (огляд)

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15407/steelcast2026.02.022

Ключові слова:

електрод, тугоплавкі сполуки, карбіди, дугова плавка, мундштучне пресування, гаряче пресування, прес-форма

Анотація

Проведено аналіз методів отримання витратних електродів з деяких твердих тугоплавких карбідів перехідних металів циліндричної форми зі співвідношенням довжини до діаметра більшого 10 мм на їх щільність і її розподіл по довжині електрода.

Проведено аналіз даних, отриманих під час вивчення процесів отримання електродів з карбідів титану, цирконію, ніобію, хрому, молібдену та вольфраму, які найбільш широко використовуються для виготовлення порошкових виробів з них та створення за їх участю зносостійких покриттів багатофункціонального призначення.

Розглядались умови отримання електродів гарячим пресуванням, мундштучним пресуванням, пресуванням заготівок в розбірній прес-формі з наступним спіканням. Розглядався вплив методу і режимів отримання електродів на їх щільність, її розподіл по довжині. Розкривається природа цих властивостей та можливість їх отримання з наперед заданими значеннями.

Також розглянуто вплив методу та режимів отримання електродів на їх експлуатаційні властивості, зокрема термостійкість, яка є визначальною вимогою до електродів. Висока термостійкість забезпечує стабільний процес плавлення та отримання виливків з рівномірним розподілом вмісту складових виливків та структурою. Запропоновано механізм формування високої термостійкості, який полягає у наявності в електродах рівномірно розподіленої за об’ємом пористості.

Встановлені оптимальні умови отримання електродів, які забезпечують найбільшу термостійкість. Показано, що найвищі її значення мають електроди з рівномірним розподілом щільності по довжині і пористістю 10—15 %.

Найбільш придатними методами виготовлення електродів є мундштучне пресування та пресування в розбірних прес-формах з наступним спіканням.

Завантажити

Дані для завантаження поки недоступні.

Біографія автора

  • автор А.М. Степанчук, афіліація Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» (Київ, Україна)

    канд. техн. наук, проф., проф. кафедри

Посилання

Skorokhod, V. V. (1982). Poroshkovyie materialyi na osnove tugoplavkih metallov i soedineniy [Powder materials based on refractory metals and compounds]. Tekhnika [in Russian].

Samsonov, G. V., & Vinitski, I. M. (1980). Handbook of Refractory Compounds. IFI. Plenum, New York, Washington, London.

Stepanchuk, A. N. (2008). Prochnostnyie i abrazivnyie svoystva plavlenyih tugoplavkih soedineniy i instrumentalnyih materialov na ih osnove [Strength and abrasive properties of molten refractory compounds and instrumental materials based on them]. Modern sintered solids. Kyiv. ISM named after V. N. Bakulya, National Academy of Sciences, pp. 269-280 [in Russian].

Stepanchuk, A. N., Bylyk, I. I., & Boyko, P. A. (1989). Tehnologiya poroshkovoy metallurgii [Technology of powder metallurgy]. Vyischa shkola [in Russian].

Shin, S.G. (2000). Experimental and Simulation Studies on Grain Growth in TiC and WC-based Cermets during Liquid Phase Sintering. Metals and Materials, 6(3), 195-201. https://doi.org/10.1007/BF03028212

Stepanchuk, A. N. (2008). Plavlenyie tugoplavkie soedineniya dlya instrumentalnyih materialov [Fused refractory compounds for instrumental materials]. Equipment and instruments for professionals, (6), 52-56 [in Russian].

Stepanchuk, A. M., & Bilyk, I. I. (2016). Materialy dlia napyliuvannia pokryttiv: Navch. posibn. [Materials for spraying coatings: Education. Manual]. Center for Educational Literature [in Ukrainian].

Bely, A. I. (2010). Iznosostoykost i prochnost karbidov volframa WC–W2C, poluchennyih razlichnyimi sposobami [Wear resistance and strength of WC–W2C tungsten carbides obtained by various methods]. Automatic Welding, (12), 20-23 [in Russian].

Dzykovich, V. I., Zhudra, A. P., & Belyi, A. I. (2010). Svoystva poroshkov karbidov volframa, poluchennyih po razlichnyim tehnologiyam [Properties of tungsten carbide powders obtained by various technologies]. Automatic Welding, 4(684), 28-31 [in Russian].

Garcia-Ayala, E. M., Tarancon, S., Ferrari, B., Pastor, J. Y., & Sanchez-Herencia, A. J. (2021). Thermomechanical behaviour of WC–W2C composites at first wall in fusion conditions. International Journal of Refractory Metals and Hard Materials, 98, art. 105565. https://doi.org/10.1016/j.ijrmhm.2021.105565

Vytryaniuk, V. K., & Stepanchuk, A .N. (2001). Spechennyie bezvolframovyie tverdyie splavyi. Monografiya [Sintered tungsten-free hard alloys. Monograph]. ZAO "Vypol" [in Russian].

Bretzler, P., Huber, M., Rane, A. A., Jentoft, R. E., Köhler, K., & Jentoft, F. C. (2022). Selective synthesis of tungsten carbide phases W2C and WC as hydrogenation catalysts. Journal of Catalysis, 405, 60-73. https://doi.org/10.1016/j.jcat.2021.11.025

Stepanchuk, A. M. (2006). Teoretychni ta tekhnolohichni osnovy otrymannia poroshkiv metaliv, splaviv i tuhoplavkykh spoluk. Pidruchnyk [Theoretical and technological foundations of obtaining powders of metals, alloys and refractory compounds. Textbook]. Politekhnika [in Ukrainian].

Stepanchuk, A. M., & Biryukovich, L. O. (2015). Elektrofizychni vlastyvosti plavlenykh karbidiv TiC, ZrC, NbC v oblasti yikh homohennosti [Electrophysical properties of fused carbides TiC, ZrC, NbC in the area of their homogeneity]. Scientific news of NTUU "KPI", (1), 66-73 [in Ukrainian].

Samsonov, G. V., Upadkhaya, G. Sh, & Neshpor, V. S. (1974). Fizicheskoe materialovedenie karbidov [Physical materials science of carbides]. Naukova dumka [in Russian].

Stepanchuk, A. N., Prytulyak, A. S., & Shlyuko, V. Ya. (1975). Poluchenie plavlenyih karbidov titana, tsirkoniya i niobiya v oblasti ih gomogennosti [Obtaining fused carbides of titanium, zirconium and niobium in the area of their homogeneity]. Vestnik KPI. Seriya “Mashinostroenie”. Vyischa shkola, 153-156 [in Russian].

Samsonov, G. V., Stepanchuk, A. N., Prytulyak, A. S., & Mashonkina, T. V. (1974). Kontsentratsionnaya zavisimost abrazivnyih svoystv poroshkov plavlenyih karbidov titana i tsirkoniya [Concentration dependence of abrasive properties of powders of molten carbides of titanium and zirconium]. Powder metallurgy, (9), 56-61 [in Russian].

Adamovsky, A. A, & Stepanchuk, A. N. (1978). Osobennosti shlifovaniya titanovyih izdeliy krugami iz karbida niobiya [Peculiarities of grinding of titanium products with niobium carbide wheels]. Technology and production organization, (4), 24-26 [in Russian].

Olyker, V. E. (1990). Poroshki dlya magnitno-abrazivnoy obrabotki i iznosostoykih pokryitiy [Powders for magnetic abrasive processing and wear-resistant coatings]. Metallurgiya [in Russian].

Stepanchuk, A. M., Shevchuk, M. B., & Mazaev, S. V. (2010). Otrymannia ta vlastyvosti hranul z tuhoplavkykh spoluk dlia stvorennia kompozytsiinykh materialiv [Obtaining and properties of granules from refractory compounds for the creation of composite materials]. Scientific Bulletin of NTUU "KPI", (6), 111-119 [in Ukrainian].

Zgalat-Lozynskyy, O. O., Matviichuk, O. O., Tolochyn, O. I., Ievdokymova, O. V., Zgalat-Lozynska, N. O., & Zakiev, V. I. (2021). Polymer Materials Reinforced with Silicon Nitride Particles for 3D Printing. Powder Metallurgy and Metal Ceramics, 59, 515-527. https://doi.org/10.1007/s11106-021-00189-2

Bolgar, A. S., Turchanin, A. G, & Fesenko, V. V. (1973). Termodinamicheskie svoystva karbidov [Thermodynamic properties of carbides]. Nauk. dumka [in Russian].

Stepanchuk, A. N., & Shlyuko, V. Ya. (1970). Poluchenie i nekotoryie svoystva plavlenyih karbidov [Production and some properties of molten carbides]. Bulletin of KPI, series “Machine Engineering”, (7), 116-120 [in Russian].

Stepanchuk, A. N., Biryukovich, L. O., & Shum, L. A. (2015). Poluchenie rashoduemyih elektrodov dlya plavki tugoplavkih soedineniy v dugovoy pechi [Production of consumable electrodes for melting refractory compounds in an arc furnace]. Special metallurgy: yesterday, today, tomorrow: materials of the XIII All-Ukrainian scientific and practical conference, Kyiv, April 21. Kyiv: NTUU “KPI”, pp. 843-864 [in Russian].

Kovalchenko, M. S. (1980). Teoreticheskie osnovyi goryachey obrabotki poristyih materialov davleniem [Theoretical foundations of hot processing of porous materials by pressure]. Nauk. dumka [in Russian].

Stepanchuk, A. M. (2025). Osnovy teorii i tekhnolohii protsesiv konsolidatsii poroshkovykh materialiv. Pidruchnyk [Fundamentals of the theory and technology of processes of consolidation of powder materials. Textbook]. SBA Print. https://ela.kpi.ua/handle/123456789/73292 [in Ukrainian].

Samsonov, G. V., & Kovalchenko, M. S. (1969). Goryachee pressovanie [Hot pressing]. Gosudarstvennoe izdatelstvo tehnicheskoy literaturyi USSR [in Russian].

Stepanchuk, A. M. (2016). Teoriia i tekhnolohiia presuvannia poroshkovykh materialiv. Navch. posibnyk [Theory and technology of pressing powder materials. Manual]. Tsentr uchbovoi literatury [in Ukrainian].

Kisly, P. S., & Samsonov, G. V. (1962). Osnovyi protsessov mundshtuchnogo pressovaniya trub i sterzhney iz poroshkov tugoplavkih soedineniy [Basics of the process of nozzle pressing of pipes and rods from powders of refractory compounds]. Powder metallurgy, (3), 31-48 [in Russian].

Samsonov, G. V., & Kisly, P. S. (1969). Vyisokotemperaturnyie nemetallicheskie termoparyi i nakonechniki [High-temperature non-metallic thermocouples and tips]. Nauk. dumka [in Russian].

Kyparisov, S. S., & Padalko O. V. (1988). Oborudovanie predpriyatiy poroshkovoy metallurgii [Equipment of powder metallurgy enterprises]. Metallurgiya [in Russian].

Завантаження

Опубліковано

29.05.2026

Номер

Розділ

СПЕЦЕЛЕКТРОМЕТАЛУРГІЯ

Схожі статті

1-10 з 164

Ви також можете розпочати розширений пошук схожих статей для цієї статті.