Теплофизические свойства металлов

Температура плавления и плотность металлов, входящих в состав литейных сплавов.

По температуре плавления металлы подразделяют на легкоплавкие (температура плавления не выше 600ºС), среднеплавкие (от 600ºС до 1600ºС) и тугоплавкие (более 1600ºС) – вольфрам, молибден, титан, хром и др.

По плотности металлы делят на лёгкие (плотность меньше 5 000 кг/м³), тяжелые (плотность от 5 000 до 10 000 кг/м³) и очень тяжелые (плотность более 10 000 кг/м³). Ртуть относится к жидкостям.

Плотность всех металлов при нагреве в твёрдом состоянии до температуры плавления уменьшается. При температуре плавления плотность изменяется скачкообразно.

Теплота плавления металлов q, кДж/кг у компонентов промышленных сплавов сильно различается. Теплота плавления свинца составляет 25 кДж/кг, а кремния 1700 кДж/кг.

Удельные теплоёмкости С распространённых металлов находятся в пределах 120 – 1200 Дж/(кг · ºС). При повышении температуры теплоёмкость металлов, как правило, растёт. Для некоторых основ сплавов значения теплоёмкостей при комнатной температуре С _т и вблизи температуры плавления С _пл приведены ниже:

Теплопроводность, Вт/м · ºС – λ зависит от состава сплава и наличия примесей. Даже небольшое содержание примесей может её сильно уменьшить.

Теплопроводность основ сплавов при комнатной температуре λ_т и вблизи температуры плавления λ_пл имеет следующие значения:

Литейные свойства сплавов:

Жидкотекучесть – это свойства расплава заполнять литейную форму. Жидкотекучесть сплавов определяют путём заливки различных технологических проб.

Заполняемость форм – это комплекс технологических факторов, характеризующих условия заполнения формы. Заполняемость тонких стенок наиболее сложная задача практики литья.

Усадка металла – изменение объёма металла при переходе его из жидкого состояния в твёрдое. Усадка – одно из основных свойств литейных сплавов, определяющих качество отливки.

 

Вопрос №26. Общая технология плавки литейных сплавов. Шихтовые материалы. Расчет шихты. Основные положения разработки технологии плавки

Шихтовые материалы

В качестве основных шихтовых материалов применяют:

первичные, получаемые из руд, которые являются основой или легирующим компонентом сплава – железо, чугун, алюминий, медь, магний и др.;

вторичные, получаемые из отходов и лома чёрных и цветных металлов – чушки вторичных цветных металлов и готовых сплавов.

Ферросплавы – сплавы железа с другими химическими элементами, применяемые для легирования и раскисления железоуглеродистых сплавов: феррохром, ферромарганец, ферросилиций и др., получаемые из руд в ферросплавных печах или домнах;

Лигатуры – сплавы, состоящие из основного одного или нескольких легирующих компонентов, являющихся летучими и тугоплавкими: алюминий – берилий, алюминий – марганец, медь – фосфор, никель – магний, железо – кремний – магний – церий и др.;

Лом чёрных и цветных металлов и сплавов – детали машин, рельсы, трубы и т.д.

Отходы собственного производства – литники, выпоры, прибыли, бракованные отливки, стружка и т.п.

В литейном производстве отходы собственного производства подразделяют на используемые и неиспользуемые.

Методика расчёта шихты

Для расчёта шихты необходимы следующие данные: химический состав сплава и шихтовых материалов, угар отдельных элементов сплава и количество возврата собственного производства.

Расчёт шихты ведут на 100 кг готового сплава и принимают оптимальный состав сплава, а затем рассчитывают необходимое количество элемента, которое нужно ввести в сплав с учётом угара, данные заносят в таблицу

 

Вопрос №27. Шихтовые материалы для плавки чугуна.

Исходными материалами, т. е. шихтой для доменной плавки, являются железорудный агломерат, кокс и флюсы.

Природное минеральное сырье, из которого эконо­мически целесообразно извлекать металл промышленными способами, называют рудой. В земных недрах имеются железные, медные, свинцовые, цинковые, алю­миниевые и другие руды. Из одних руд в основном можно получить только один металл, а из других — несколько. В последнем случае руды называют поли­металлическими. Помимо рудного минерала, в руде содержатся полезные примеси (марганец, титан и др. в железной руде; золото, серебро и др. в медной руде), вредные примеси (фосфор, сера и мышьяк в железной руде), пустая порода (глинозем, кремнезем в желез­ной руде; окислы железа, глинозем, кремнезем в мед­ной руде). В процессе переработки руды в металл вредные примеси и пустая порода удаляются.

Железные руды различают по химическому составу рудного минерала. Преимущественно применяются ру­ды со следующими рудными минералами: красный же­лезняк, магнитный железняк, бурый же­лезняк и шпатовый железняк. Качество руды тем выше, чем больше в ней содержится железа, марганца и других полезных элементов и мень­ше вредных примесей и пустой породы. Топливом для плавки являются кокс и природный газ.

Кокс — твердое пористое вещество — является про­дуктом сухой перегонки каменного угля. В коксе, по­мимо углерода, содержится 9—10% золы, 0,4—1,9% кремния, 0,8—1,5% летучих, до 4 % влаги. В состав золы входят Si0₂, A1₂0₃, Fe₂0₃, CaO и др.

Качество кокса тем выше, чем больше в нем содер­жится углерода и меньше серы, золы и летучих.

Для удаления пустой породы в шихту вводят флю­сы— преимущественно известняки. Составляющие флюса, вступая в химическое взаи­модействие с пустой породой и золой, образуют шлак.

Вопрос №28. Устройство коксовой вагранки.

Вагранка – это шахтная печь, предназначенная для плавки чугуна из металлической шихты. По виду топлива вагранки бывают коксовые, коксогазовые и газовые.

Устройство коксовой вагранки показано на рис. 8.6. Шахта печи обрамлена стальным кожухом – 1, футерованным внутри шамотным или динасовым кирпичём – 2. Распределительная коробка 3 служит для подвода воздуха к фурмам 4. Слив чугуна производят через желоб 5. Лещадь 6 заформовывают смесью перед каждой плавкой. Шахта вагранки имеет откидное днище 7, опорные колонны 8 и подовую плиту. Шлак выпускают через желоб 10. В зависимости от диаметра вагранки имеют 6 – 10 фурм.

Наблюдение за работой ведут через смотровые окна 11. Воздух в распределительную коробку подают посредством трубопровода 12 от вентилятора 13.

Для обслуживания вагранки имеется шихтовая площадка 14 и загрузочное окно 15. Рукава 16 предназначены для удаления шлама, который осаждается в мокром пылеосадителе 17.

 

Вопрос №29. Технология плавки серого чугуна в коксовой вагранки. Модифицирование серого чугуна.

На подину укладывают дрова, загружают часть холостой колонии и производят розжиг кокса дровами или газовой горелкой. После того, как кокс у рабочего окна разгорелся, горелки переставляют в фурмы и следят, чтобы кокс равномерно разгорался по всему сечению шахты.

После розжига первой порции холостой колонии, загружают вторую. Розжиг завершается продувкой воздухом холостой колоши и замером её высоты, которая должна быть на 800 – 1400 мм выше уровня фурменного пояса. После этого заделывают рабочее окно.

Перед подачей дутья заделывают чугунную летку глиной, а шлаковую формовочной смесью.

Загрузку первого столба шихты производят так, чтобы масса металлозавалки первых четырёх – пяти калош была на 20 % меньше, а количество стального лома в ней было в 1,5 – 2,0 раза больше расчётной величины. В пятую калошу загружают двойную порцию кокса.

Дутьё в вагранку подаётся сразу после загрузки первого столба шихты. При этом рекомендуется давление воздуха до появления первых капель чугуна у фурм устанавливать на 40 – 50 % меньше оптимального значения.

Управление работой вагранки в период плавки заключается в своевременном выпуске чугуна и шлака, поддержании постоянного уровня столба шихты в бесперебойной подаче дутья.

Загрузку вагранки производят наклонными скиповыми подъёмниками. В ковш подъёмника загружают все компоненты шихты: металл, флюсы, кокс и ферросплавы.

Длительность плавки в коксовых вагранках составляет от одной – двух смен до пяти – шести суток, в зависимости от потребности в чугуне и принятого режима работы литейного цеха.

Модифицирование

Модифицирование серого чугуна производят графитизирующими модификаторами для измельчения пластинчатого графита, устранения отбела и образования междендритного графита.

В качестве графитизирующих модификаторов применяют ферросилиций ФС 75, силикокальций, графит черный и разнооб­разные лигатуры, которые кроме кремния содержат следующие элементы: Al, Zr, Ва, Sr, РЗМ и др. Для получения перлитной структуры серого чугуна вводят модификаторы: Sn, Sb, N₂ и др.

Каждый тип графитизирующего модификатора имеет опреде­ленный срок действия, т.е. если разлить металл в формы позднее, то модифицирования сплава не произойдет. Срок действия мо­дификатора ©оставляет 5—15 мин.

Для Повышения эффекта модифицирования применяют сле­дующие способы ввода модификаторов: в ковш при заполнении его металлом из печи, на желоб плавильной печи; через промежуточ­ный ковш -растворитель модификатора, поступающего из доза­тора; методом погружения модификатора в ковш; в литниковую чашу специальной конструкции; непосредственно в карман, устро­енный в литниковой системе.

Контроль качества модифицирования производят по излому клиновидной пробы, заливаемой через определенный промежу­ток времени.

 

Вопрос №30. Технология плавки высокопрочного чугуна. Модифицирование высокопрочного

Чугуна.

В высокопрочном чугуне с шаровидным графитом перегрев в пределах 1400-1500 ^оС повышает предел прочности. В перлитно-ферритном чугуне повышение перегрева расплава способствует увеличению пластичности. Выдержка расплава при 1500 ^оС оказывает благоприятное влияние на удлинение и ударную вязкость только при условии, что ее длительность не превышает 10 мин.

Для высокопрочного чугуна с шаровидным графитом соблюдение температурного режима при вводе сфероидизирующих добавок (магния или его сплавов) определяет степень условия магния и необходимую температуру жидкого чугуна при заливке форм. Особенностью состава шихты при выплавке высокопрочного чугуна является отсутствие или низкое количество (менее 20%) стального лома. Получение высокопрочного чугуна с повышенными показателями пластических свойств требует применения низкофосфористых шихтовых материалов.

Скорость охлаждения зависит от конструкции или приведенной толщиной отливки, температуры заливки, химического состава чугуна, теплофизических свойств материала формы и ее температуры.

К элементам, сфероидизирующим графит при их вводе в жид­кий чугун, относятся: Mg, Са, Се, Y и др. РЗМ. Магний является наиболее эффективным модификатором для получения ВЧШГ. Ос­новной проблемой модифицирования является интенсивное горе­ние чистого магния при вводе его в чугун при атмосферных условиях. Кроме того, необходимо строго следить за временем выдержки металла после его модифицирования до конца заливки. Эффект модифицирования сохраняется непродолжительное время.

В качестве модификаторов для получения чугуна с шаровид­ным графитом используют чистый магний и лигатуры. К оличество магния зависит от содержания серы в исходном чу­гуне, требуемого остаточного содержания магния в модифицированном чугуне и от коэффициента усвоения магния, который опре­деляется опытным путем в зависимости от способа ввода магния в чугун.

Модифицирование чистым магнием — наиболее дешевый спо­соб. Однако для его ввода требуется специальное оборудование. При вводе Mg в чугун в автоклаве его количество и температура жидкого чугуна зависят от давления.

Остаточное количество магния в чугуне должно быть в опреде­ленных пределах. При недостатке Mg образуется смешанный гра­фит или вермикулярный графит, а при избытке белый или отбеленный чугун.

Вопрос №31. Стали для изготовления отливок.

В зависимости от назначения литых деталей и требований к ним стальные отливки подразделяются на три группы (табл. 9.1).

Группа отливки указывается в штампе чертежа 25Л - «Ш» или в технических требованиях на поле чертежа—«отливка III группы».

Литейные стали маркируют буквой Л, которую проставляют в конце их обозначения/например, 25 Л или 12 XI8 Н9ТЛ.

Для плавки литейных сталей применяют мартеновские (очень редко) и электрические (в подавляющем большинстве) печи с кислой или основной футеровкой.

Химический состав стали с указанием допустимого содержа­ния вредных примесей и группы отливки являются основными данными для разработки технологии плавки (выбор плавильной печи, состав шихтовых материалов, расчет шихты и т.п.).

где 1539 — температура плавления железа; 80, 30, 12 и т.д. — коэффициенты, показывающие, на сколько градусов снижает температуру плавления железа добавка в сталь 1 % соответст­вующего элемента — С, Р, S

Литейные свойства сталей значительно хуже, чем чугунов. Температура плавления и температура заливки стали на -200 °С выше, чем чугуна, что требует применения более качественных и высокоогнеупорных футеровочных материалов для плавильных печей и формовочных материалов для форм.

Линейная и объемная усадки сталей выше, чем чугунов. По­этому для питания массивных узлов отливок применяют прибы­ли, в результате расход жидкого металла на отливки увеличива­ется более чем в два раза.

Вопрос №32. Устройство электродуговой печи. Плавка стали в дуговых печах.

Электрические дуговые печи (рис. 9.1) широко применяются в литейном производстве, благодаря следующим преимуществам по сравнению с кислородными конверторами и мартенами: возможность выплавлять в одной и той же печи разнообразные марки сталей малыми порциями при сравнительно небольшой продолжительности плавки; получение высоколегированных сталей высокого качества с низким содержанием серы, фосфора и неметаллических включений с использованием большого количества легированных отходов.

Плавка стали в дуговых печах состоит из следующих операций: заправка, загрузка шихты, плавление, доводка металла, раскисление и выпуск при заданной температуре жидкого металла в ковш.

К плавке необходимо подготовить шихтовые и шлакообразующие материалы, а к выпуску металла из печи подготовить ковш.

Заправка – это операция восстановления повреждённых и оплавленных мест пода и откосов ванны печи и сливного желоба.

Загрузка печей ёмкостью 0,5 т производится вручную, а более 1,5 т с помощью корзин с откидным дном. Для этого печи имеют механизм подъёма и поворота свода.

Плавление шихты: в первые 10 – 15 минут рекомендуется пониженная мощность расплавления пока не проплавятся колодцы в слое шихты; затем плавку ведут на максимальной мощности; за 30 минут до полного расплавления всей шихты частично снижают мощность; в конце расплавления устанавливают минимальную мощность для поддержания необходимой температуры жидкого металла.

Доводка металла, раскисление и выпуск из печи при заданной температуре определяется маркой стали и футеровкой печи.

 

Вопрос №33. Устройство индукционной тигельной и канальной печей. Плавка стали в индукционных печах.

Конструкция индукционной плавильной тигельной печи показана на (рис. 9.2).

При выплавке углеродистых и низколегированных сталей применяют кислую, а для высоколегированных сталей основную футеровку тигля.

Рис. 9.2. Индукционная плавильная печь:

1 – каркас печи; 2 – индуктор; 3 – футеровка; 4 – верхняя плита;

5 – электоизоляционная прокладка; 6 – прижим

Индукционные плавильные печи являются наиболее приемлемым агрегатом для плавки стали в литейном производстве благодаря следующим преимуществам: получение однородного по химическому составу металла с низким содержанием углерода, газов и неметаллических включений; лёгкость регулирования температурного режима плавки; низкий угар легирующих элементов; простота обслуживания и возможность выплавки разных по химическому составу сталей в одной печи в зависимости от потребности.

Особенность индукционной плавки – низкая активность шлака из – за низкой температуры на поверхности металла. Основная роль шлака в индукционной печи – защита металла от окисления и насыщения его газами.

При плавке стали в индукционных печах происходит интенсивное разрушение футеровки в результате электромагнитного перемешивания металла, и продукты износа тигля непосредственно попадают в расплав. Наиболее интенсивно изнашивается основная футеровка при выплавке высоколегированных сталей.

Процесс плавки в индукционных печах состоит из операций: подготовки шихты, расчёта и навески её на плавку; Подготовка шлакообразующих смесей; подготовка печи к плавке; загрузка и расплавление шихты; раскисление стали и выпуск её в ковш при температуре, необходимой для заливки деталей.

Вопрос №34. Плавка меди.

Чистую медь используют при литье теплопроводящих изделий – фурм доменных печей и кислородных конверторов и токопроводящих деталей электрических машин.

Медь как литейный материал имеет низкие литейные свойства: плохую жидкотекучесть, большую линейную усадку ~ 2,1 %, большую объёмную усадку ~ 11 %, высокую склонность к трещинообразованию и поглощению газов.

Все примеси снижают электропроводность меди и её технологические и эксплуатационные свойства. К наиболее вредным примесям относятся висмут, свинец и кислород.

Медь с кислородом при его содержании более 0,005 % образует эвтектику Cu – Cu₂O, располагающуюся по границам зёрен, хрупкие включения которой существенно снижают её пластичность и делают склонной к «водородной болезни» - образованию трещин при работе в восстановительной атмосфере.

Растворимость водорода в жидкой меди составляет 6 – 8 см³/100 г и зависит от содержания в ней кислорода. Кислород снижает растворимость водорода в жидкой меди. Водород является вредной примесью, так как при затвердевании, выделяясь из пересыщенного раствора вызывает образование газовой пористости и охрупчивание меди.

Плавку меди необходимо производить в индукционных высокочастотных печах с графитовым тиглем ёмкостью до 200 – 500 кг. В качестве шихты применяют: катодную медь, возврат собственного производства, медный лом и переплав медной стружки и проводов.

Подготовка меди заключается в её разрезке на куски удобные для загрузки, очистки от загрязнений. Катодную медь обязательно прокаливают в открытой или в вакуумной печи при температуре 500 - 700ºС, при этом удаляется ~ 80 % водорода и ~ 16 % кислорода от его исходного состояния.

Вопрос №35. Плавка латуней.

Для плавки латуней применяют индукционные канальные печи (ИЛК).

Особенностью плавки латуней является летучесть цинка (температура кипения 907ºС). Угар цинка может достигать 0,5 – 5,0 %. Окись цинка не защищает сплав от окисления, поэтому плавку ведут под слоем флюса.

Составы флюсов весьма разнообразны. Наиболее известные – это оконное стекло с добавлением разжижителей – буры, криолита, плавикового шпата. Применяют солевые флюсы: 60 % Na Cl; 30 % Na₂CO₃; 10 % Na₃AlF₆.

Часто применяют прокалённый древесный уголь без или в смеси с покровными солевыми флюсами.

При плавке латуней на дно прогретого тигля загружают древесноугольный карбюризатор ~ 1 % от веса металлозавалки, медь и медный лом. После прогрева шихты в течении 10 – 15 минут печь включают на максимальную мощность, по мере расплавления жидкая медь должна быть покрыта флюсом. Расплав нагревают до температуры 1150 - 1200º С и раскисляют фосфористой медью из расчета 0,1 % от веса жидкой меди. После этого вводят чушки вторичной латуни, латунный лом, цинк.

Стружку смешивают с флюсом, насыпают на поверхность расплава и после прогрева замешивают в жидкий металл. Таким образом достигается минимальный угар стружки.

Легирующие элементы вводят в расплав или загружают в печь в начале плавки в виде лигатур Cu – Fe, Cu – Mn, Cu – Ni и т.п.

Литейные свойства латуней можно улучшить путём регулирования содержания примесей. Добавка алюминия до 0,3 % и кремния до 0,3 % повышает жидкотекучесть латуни ЛЦ40С, при этом сумма примесей алюминия и кремния, равная 0,6 % не превышает допустимого содержания примесей для данной марки латуни.

Вопрос №36. Плавка бронзы.

Плавка оловянистых бронз

Колокольная бронза содержит 20 – 22 % олова не более 1 – 2 % примесей, остальное - медь.

Оловянные бронзы имеют широкий интервал кристаллизации (150 - 200ºС), что способствует образованию в отливках рассеянной усадочной пористости, однако их относят к сплавам с хорошими литейными свойствами.

К наиболее вредным примесям в оловянных бронзах относятся алюминий и кремний. Сотые доли процента этих примесей снижают механические свойства и герметичность отливок.

Для плавки оловянистых бронз, особенно с высоким содержанием свинца, применяют высокочастотные индукционные печи с графитовым тиглем.

В качестве шихтовых материалов применяют чистые металлы, возврат собственного производства, лом оловянных бронз, стружку, вторичные готовые сплавы оловянных бронз, лигатуры и раскислители.

В готовых сплавах оловянных бронз содержание цинка предусмотрено выше, чем требуется в литейной бронзе на величину угара цинка или плавке.

Подготовка шихты заключается в очистке шихтовых материалов от загрязнений путём прокалки и пескоструйной обработки. Перед плавкой шихтовые материалы следует подогревать до температуры не ниже 150ºС.Зеркало расплава должно быть постоянно покрыто слоем защитного флюса, а продолжительность плавки минимальной для сокращения потерь металла на угар.

Высокосвинцовые бронзы плавят в индукционных печах высокой или промышленной частоты для интенсивного перемешивания расплава. Количество возврата и отходов не должно превышать 50 % массы металлозавалки. Плавку ведут под слоем покрывного углеродсодержащего флюса.

Основной дефект отливок – ликвация по плотности. Чем интенсивнее перемешивание расплава, тем мельче включения свинца и мельче ликвация. Быстрое охлаждение отливок способствует уменьшению ликвации свинца в бронзе.

Плавку алюминиевых бронз ведут в индукционных печах с графитовым тиглем под защитой покровных флюсов. Составы солевых флюсов разнообразны. Эффективно применение углеродосодержащего флюса с добавлением солесодержащих составов, содержащих криолит, плавиковый шпат и поваренную соль.

При плавке на чистых шихтовых материалах сначала расплавляют медь, раскисляют её фосфористой медью, затем в несколько приёмов вводят алюминий, после расплавления алюминия вводят железо.

Чем выше содержание алюминия, тем выше прочность и ниже пластичность и литейные свойства.

Алюминиевые бронзы склонны к плёнообразованию.

При плавке основное внимание уделяют защите расплава от окисления.

Вопрос №37. Устройство тигельной электрической печи сопротивления.

В качестве раздаточных печей применяют тигельные электрические печи сопротивления, устройство которых показано на рис. 11.2.

Рис. 11.2. Тигельная электрическая печь сопротивления:

1 – стальной кожух; 2 – футеровка; 3 – нагревательные элементы; 4 – клеммы; 5 – клеммная коробка; 6 – термопара; 7 – кожух вентиляционный; 8 – крышка печи; 9 – тигель плавильный; 10 – опорная плита; 11 – теплоизоляционный слой

В литейных цехах с небольшим объёмом производства плавку и разливку алюминиевых сплавов ведут в одной и той же печи, для чего наиболее подходящими являются тигельные электропечи сопротивления.

В электрической печи сопротивления тепло получают, пропуская электрический ток через материал с высоким омическим сопротивлением (нихром, силит).

Электрическая тигельная печь сопротивления состоит из металлического кожуха цилиндрической формы с донышком и съемным колпаком для удаления газов. Внутри кожуха имеется футеровка из нормального и фасонного шамотного кирпича. Зазор, оставляемый между футеровкой и кожухом, заполняют теплоизоляционными материалами. Плавление металла происходит в чугунном тигле, установленном в рабочем пространстве печи. Верхние приливы тигля опираются на металлическую плиту, уложенную на футеровку. Сверху тигель закрывается крышкой, через отверстие в которой пропускается термопара. Металл нагревают в тигле до температуры 850—1000° С с помощью электрических нихромовых нагревателей, уложенных на выступы шамотной футеровки.

В нижней части печи на уровне пода имеется отверстие для выпуска жидкого металла в случае прогара тигля. Емкость этого типа печей-25—150 кг.

Вопрос №38. Литейные алюминиевые сплавы.

Литейные алюминиевые сплавы по химическому составу подразделяют на пять групп.

1 группа – это сплавы на основе системы Al-Si-Mg. 2 группа – сплавы на основе Al-Si-Cu. 3 группа – сплавы на основе Al-Mg. 4 группа – сплавы на основе Al-Cu. 5 группа – сплавы на основе алюминия, прочие компоненты.

Для всех групп сплавов в скобках приведены старые обозна­чения марок сплавов, действующие до 1993 г.

В конструкторско-технологической и нормативной докумен­тации на отливки из алюминиевых сплавов приняты следующие сокращенные обозначения способов литья: 3 — литье в песчаные формы; В - литье по выплавляемым моделям; К — литье в ко­киль; Д — литье под давлением; О — литье в оболочковые фор­мы; ПД — литье с кристаллизацией под давлением (жидкая штамповка); М — сплав подвергается модифицированию.

Различают алюминиевые сплавы в чушках и в отливках.

К алюминиевым сплавам в отливках предъявляются требования в зависимости от объема контроля.

По условиям работы отливки подразделяют на три группы: общего, ответственного и особо ответственного назначения.

Механические свойства алюминиевых отливок зависят от способа литья, режима термической обработки и модифицирования.

Благодаря низкой плотности и хорошим технологическим свойствам отливок из алюминиевых сплавов объем их производства ежегодно растет.

Вопрос №39. Плавка алюминиевых сплавов. Рафинирование и модифицирование.

Плавку алюминиевых сплавов производят в пламенных или электрических отражательных печах, индукционных тигельных печах высокой и промышленной частоты, индукционных каналь­ных печах и электрических тигельных печах сопротивления.

Для разливки мелких деталей сплав готовят в плавильной печи, а затем жидкий металл переливают в раздаточные печи.

В раздаточных печах сплав повторно рафинируют, модифи­цируют, а затем из них производят разливку. В качестве разда­точных печей применяют тигельные электрические печи сопро­тивления.

В качестве шихтовых материалов для плавки применяют первичные чушки алюминия и силумина, лом алюминия, возврат собственного производства, стружку и лигатуры. В литейном производстве лом и стружку алюминиевых сплавов предвари­тельно переплавляют и разливают в чушки.

Рафинирование алюминиевых сплавов

В литейном производстве, в отличие от металлургическом рафинирование производят только с целью снижения содержания водорода и неметаллических включений, для чего широко применя­ются следующие способы рафинирования: хлоридами, обработка газом, фильтрация.

Рафинирование хлоридами заключается в погружении в рас­плав до дна тигля порошков хлоридов или таблеток. В результа­те их взаимодействия с алюминием образуется газообразный хлорид алюминия, пузырьки которого, поднимаясь на поверхность расплава, увлекают за собой неметаллические частицы. Внутрь пузырьков дифундирует растворенный водород. Таким образом происходит рафинирование сплава от неметаллических включений и водорода.