 |
Реклама. ООО ГК "Велунд Сталь Сибирь" ИНН 5405075282 Erid: 2SDnjf1Guop
| |
Шихтовые материалы
Приготовление лигатур
Шихтовые материалы
Для получения литейных, деформируемых и антифрикционных цинковых сплавов в качестве шихтовых материалов применяют катодный и первичный чушковый цинк, чистые металлы, лигатуры, возвратные отходы собственного производства, вторичные промежуточные сплавы и флюсы.
Для приготовления цинковых сплавов и лигатур используют цинк, алюминий, медь, магний, марганец, кремний кристаллический, титан, кадмий, олово и др. Ниже даны плотности и температуры плавления металлов, используемых в цинковых сплавах.
В виде лигатур в цинк вводят такие компоненты как медь, марганец, кремний, титан и др. В табл. 39 приведены химический состав и температура плавления двойных лигатур, наиболее часто применяемых для приготовления цинковых сплавов.
При составлении шихты необходимо учитывать влияний стоимости шихтовых материалов на себестоимость литья. Наиболее дорогие составляющие шихты - первичные металлы и лигатуры, а наиболее дешевые - отходы производства.
В шихте для выплавки цинковых сплавов обычно используются возвратные отходы собственного производства из расчета 20-40 % от общей массы шихты. В шихту могут добавляться лом и вторичные сплавы в количестве до 10%. Первичный металл составляет 60-80%, причем чем ответственнее литье и сложнее отливаемые детали, Тем меньше должно добавляться в шихту возврата и особенно вторичного металла и лома.
К возвратным отходам собственного производства относятся отходы литейного (элементы литниковой системы, бракованные отливки, прибыли, сплески, облой) и обрабатывающих (кромки и концы из прокатных цехов, пресс-остатки и захваты из прессовых цехов, стружка, опилки и бракованные детали) цехов.
При выплавке цинка и сплавов на его основе используют рафинирующие флюсы. В состав флюсов входят химически активные вещества, способствующие удалению из расплава растворенных газов и взвешенных неметаллических включений. В табл. 40 приведена характеристика некоторых солей, применяемых для рафинирования цинковых сплавов как самостоятельно, так и в составе флюсов.
Все шихтовые материалы перед плавкой должны быть тщательно подготовлены. Так, поверхность чушковых материалов очищают от неслитин, шлаковых и других инородных включений. Катодные листы электролитного цинка тоже тщательно очищают от остатков электролита и укладывают в пачки, которые после взвешивания устанавливают на приемную платформу загрузочной площадки индукционных печей для переплавки катодного цинка. Первичный чушковый цинк и чистые металлы дробят или разрезают на более мелкие куски, удобные для взвешивания и загрузки в печь. Мелкие возврат собственного производства и отходы (стружка, листовая обрезь, скрап и т.п.), которые должны храниться строго по сортам и маркам сплава, рекомендуется брикетировать для уменьшения угара элементов в процессе приготовления цинковых сплавов. Перед загрузкой в печь чушковые материалы и отходы, очищенные от грязи, остатков масла и эмульсии, тщательно прогревают до полного удаления влаги.
Для снижения стоимости сплавов, особенно для неответственного литья, необходимо возможно полнее использовать возвраты производства. Однако следует иметь в виду, что при добавке низкокачественных компонентов, хоть и дешевых, в сплаве повышается количество примесей.
В зависимости от сочетаний исходных шихтовых материалов возможны различные варианты составления шихты.
Исходными данными при расчете шихты являются: а) химический состав сплава по ГОСТ или ТУ; б) оптимальный или расчетный состав сплава; в) химический состав исходных шихтовых материалов; г) угар отдельных составляющих сплава в процессе его изготовления.
Величина угара металлов зависит от состава шихты, ее компактности, типа плавильной печи, продолжительности плавки и ряда других условий (табл. 41). 
Приготовление лигатур
При приготовлении цинковых сплавов широкое применение получили лигатуры, содержащие марганец, титан, кремний и медь, температура плавления которого выше температуры плавления основного элемента сплава - цинка.
К лигатурам предъявляются следующие основные требования: низкая температура плавления; Однородность химического состава; максимально возможное содержание легирующих компонентов; достаточная хрупкость для удобства дробления.
Количество легирующего компонента в лигатуре зависит от его температуры плавления. Чем выше температура плавления легирующего компонента, тем меньше содержание его в лигатуре.
Для получения мелкозернистой структуры лигатур, обеспечивающей повышенные механические свойства сплавов, а также для удобства их использования лигатуры следует разливать в изложницы слоем толщиной не более 30 мм.
При приготовлении цинковых сплавов применяют преимущественно двойные лигатуры, однако для приготовления многокомпонентных сплавов в ряде случаев используют тройные и даже четверные лигатуры, поскольку цветные металлы из которых делаются лигатуры довольно дороги, то их необходимо делать качественно, чтобы не испортить, см. цены на мирововм рынке - лондонская биржа цветных металлов лме.
Лигатуры могут быть приготовлены непосредственным сплавлением чистых металлов, восстановлением легирующего компонента из его соединений (оксидов, хлоридов и др.), электролизом расплавленных солей, методом порошковой металлургии (смешением порошков металлов и сплавов с последующим прессованием). Метод непосредственного сплавления компонентов применяется для приготовления большинства лигатур, используемых при производстве цинковых сплавов. Ниже приведены примеры приготовления некоторых лигатур методом непосредственного сплавления компонентов.
Лигатура цинк-марганец. Исходные материалы: цинк чушковый марки Ц0, Ц1, Ц2; марганец металлический марки MP00, МРО, MP1; хлористый калий; хлористый натрий; криолит.
Лигатуры рекомендуется готовить в индукционных электрических печах или в тигельных электропечах сопротивления. Процесс плавки протекает следующим образом. Вначале в плавильный тигель загружают чушковый цинк в количестве 2/3 от массы шихты. После расплавления и перегрева цинкового расплава до 690-720 °С вводят небольшими порциями марганзц при постоянном перемешивании, предварительно измельчив его и смешав с флюсом состава: КС1 40 %; NaCl 40%; Na3AlF6 20%. Состав смеси марганец-флюс должен отвечать отношению 4:1, температура ее перед вводом в расплав должна быть 180-250 °С.
После смеси марганец-флюс в расплав загружают остальную часть (1/3) цинка, сплав перемешивают в течение 10-15 мин и подвергают рафинированию хлористым цинком, которого берут 0,15-0,3 % от массы плавки.
Готовую лигатуру после снятия с поверхности расплава шлака разливают при постоянном перемешивании в мелкие изложницы, подогретые до 150-200 оС. Каждый слив плавки подвергают химическому анализу на содержание в лигатуре марганца.
Лигатура цинк-титан. В расплавленную и перегретую до 740-780 °С часть (2/3) цинка (марок Ц0 и Ц1) вводят небольшими порциями мелкораздробленный титан (губчатый титан различных марок- от ТГ100 до ТГ140). Перед введением каждой очередной порции титана расплав перемешивают графитовой мешалкой. После полного растворения титана расплав тщательно перемешивают, вводят оставшуюся часть (1/3) цинка и производят рафинирование лигатуры хлористым цинком (0,1-0,3 % от массы шихты). Затем снимают шлак и при непрерывном перемешивании разливают лигатуру в подогретые изложницы слоем до 30 мм.
Лигатура цинк-кремний. В качестве шихтовых материалов применяют цинк (Ц0, Ц1) и кристаллический кремний (KP0, КР1). Шихтовые материалы перед загрузкой в печь нагревают до 100-150 °С; после расплавления и перегрева до 740-780 °С части цинка (2/3 от массы шихты) в расплав в несколько приемов вводят кристаллический кремний в виде размельченных кусков размером не более 5-8 мм. Для улучшения смачивания цинковым расплавом кусков кремния их вводят в расплав небольшими порциями в смеси с хлористым цинком. После растворения последней порции кремния в расплав добавляют оставшуюся часть цинка. Затем лигатуру рафинируют хлористым цинком (0,1-0,3% от массы шихты) и разливают по изложницам короткой широкой струей, не допуская перерыва и разбрызгивания металла.
Лигатура алюминий-марганец. В качестве шихтовых материалов применяют алюминий (А8, А85, А95) и марганец металлический (MP0, МР90). В расплавленный и перегретый до 920-980 °С алюминий небольшими порциями при постоянном перемешивании вводят марганец в смеси с флюсом. Для приготовления смеси используют мелкодробленый (до 5-15 мм) марганец и флюс, состоящий из 40 % КС1, 40 % NaCl и 20 % Na3 A1F6, в соотношении 4:1.
После растворения всего марганца лигатуру дополнительно рафинируют хлористым марганцем, которого берут 0,1-0,2 % от массы шихты. Затем с поверхности расплава снимают шлак и при непрерывном перемешивании разливают лигатуру в изложницы.
Лигатура алюминий-титан. В алюминий, расплавленный и перегретый до 1000-1150 °С, небольшими порциями вводят титан (губчатый или отходы титановых сплавов). Перед введением каждой очередной порции титана расплав перемешивают графитовой мешалкой. После полного растворения титана расплав тщательно перемешивают, снижают его температуру до 900-950 °С и рафинируют лигатуру хлористым марганцем (0,1-0,2% от массы шихты). Затем снимают шлак, перемешивают лигатуру и быстро разливают в изложницы.
Лигатура алюминий-кремний. В расплавленный и перегретый до 900-1000 алюминий небольшими порциями вводят кристаллический кремний (KP0, КР1), измельченный на куски до 10-15 мм и подогретый до 400-600 °С. Очередную порцию кремния вводят лишь после растворения предшествующей. После полного растворения всего кремния и тщательного перемешивания расплава лигатуру рафинируют хлористым алюминием (0,1-0,3% от массы шихты) и при температуре 900-920 °С разливают в изложницы.
Лигатура алюминий-медь. В расплавленный и перегретый до 750 °С алюминий небольшими порциями вводят медь, нарезанную предварительно на пластины размером 100 X 100 мм и подогретую до 400-600 °С. После растворения очередной порции меди расплав перемешивают графитовой или титановой мешалкой до полного растворения меди. После растворения всей навески меди лигатуру рафинируют и разливают при 720-740 °С и постоянном перемешивании в изложницы.
Поскольку при смешивании разных металлов, удельный вес итогового сплава меняется, то посчитать вес или длину листов, полос, кругов из такого сплава можно на нашем калькуляторе металла онлайн. | 
НОВЫЕ ОБЪЯВЛЕНИЯ
НОВОСТИ
НОВЫЕ СТАТЬИ