Плавка магниевых сплавов. Особенности процесса.

Плавка магния требует особого внимания и осторожности в связи с его высокой химической активностью. Сплавы магния интенсивно окисляются, а при температуре 430... 600 °С могут вос­пламеняться на воздухе. Магний взаимодействует также с азотом воздуха, образуя нитрид Mg₃N₂. Оксид и нитрид магния образуют на поверхности твердых кусков рыхлую пленку, которая не защи­щает металл от дальнейшего окисления.

Расплавленный магний имеет меньшую плотность, чем его оксид и нитрид, поэтому эти соединения осаждаются на дно ван ны. Оставшиеся в отливках частиы оксидов и нитридов снижают механические свойства отливок и способствуют образованию в них пористости.

Кислород и азот не растворяются в магниевых расплавах, а водород растворяется до 20...30 см3/100г сплава. Особенно опасно взаи­модействие магния с влагой, так как при этом выделяется водо­род, образующий с кислородом воздуха гремучий газ.

Для защиты жидкого магния от воздействия атмосферы при­меняют один из следующих методов: защита покровными флюса­ми, защита нейтральной по отношению к магнию атмосферой и защитное легирование микродобавками.

Печи для плавки магния. В зависимости от объема производ­ства и массы отливок плавку ведут монопроцессом в тигельных печах или дуплекс-процессом: пламенная отражательная печь— тигельная печь. При производстве мелких отливок используются печи со стационарным тиглем. В этом случае разливку осу­ществляют разливочными ковшами чайникового типа емкостью до 20 кг.

Плавка с приме­нением покровных и покровно-рафинирующих универсальных флюсов – наиб распр-й способ плавки в произв-х условиях.

Плавку магниевых сплавов начинают с проверки состояния тигля Не допускаются к дальнейшей эксплуатации тигли, имеющие трещины, сквозные раковины и местные утонения стенки сверх 50%, В тигель, нагретый до 400... 500 *С. загружают флюс в количестве около 10 % от металлоемкости тигля. После paсплав-ния погружают в толщу расплавленного флюса магний первичный, возврат и легирующие элементы. Марганец вводят в виде хлористого марганца MnCI2, цирконий — в виде фторцирконата калия K2ZrF6 или лигатуры магний — цирконий, РЗМ добавляют в чистом виде или в виде миш-металла.

Рафинирование под флюсами проводят путем перемешивания расплава движениями мешалки вниз — вверх в течение 5-6 мин при температуре 70О,..72О*. Расплавленный флюс обволакивает нежелательные примеси, содержащиеся в металле, и при последующей выдержке металла осаждает их на дно тигля. Рафинирование считается законченным, когда поверхность металла приобретает блестящий зеркальный вид. После этого наносят свежий флюс и выдерживают под ним металл в течение 10-15 мин при 750,..800С. Затем снижают температуру до 700 С и выдают металл из печи.

Модифицирование проводят для измельчения зерна и повыше­ния механических свойств магниевых сплавов. Сплавы, содержа­щие алюминий, модифицируют:

1. Перегревом расплава в стальном тигле до 900 *С и выдержкой при этой температуре в течение 15.„20 мин.

2. Введением углеродсодержаших добавок в расплав

Сплавы, не содержащие алюминий, модифицируют присад­кой циркония (0,5…0,7%) или кальция (0,05...0,15%).

Раздачу металла из печи производят ковшами, промытыми расплавленным карналлитом или флюсом ВИ2. Остаток металла в тигле, загрязненного неметаллическими включениями и флюсом, после каждой плавки сливают, переплавляют и рафинируют. Этот остаток составляет 25...30% объема тигля.

Особенности бесфлюсовой плавки. Большинство флюсов, применяющихся при плавке магния, содержат хлориды щелочных и щелочноземельных металлов. При попадании частиц флюса в тело отливки образуются очаги интенсивной коррозии. Кроме того, применение флюсов существенно ухудшает условия труда. Поэтому в настоящее время широко применяют плавку в среде нейтральных газов. Плавку ведут в выемных стальных тиглях, закрытых крышкой. Во время плавки и разливки под крышку подается защитный газ. Чаще всего в производственных условиях используется смесь сухого воздуха и шестифтористой SF6. Могут быть использованы также углекислый газ и смесь воздуха и фторида бора.

Для снижения окисляемости в магний и его сплавы вводят бериллий или кальций. Для сплавов магния, содержащих до 10% алюминия, достаточно до 0,07 % Be от массы сплава.

Дата добавления: 2015-07-20