Сборник технических статей

  • Увеличить размер шрифта
  • Размер шрифта по умолчанию
  • Уменьшить размер шрифта
Главная Технологические процессы и производства Плавка низкотемпературных цветных сплавов

Плавка низкотемпературных цветных сплавов

Печать

Плавка сплавов на цинковой, оловянной и свинцовой основах в современных печах трудностей не представляет. Для их приготовления применяют обычно тигельные печи с электроподогревом, а также печи, обогреваемые газом или мазутом. Тигли используют чугунные, стальные или графитошамотные. При больших потребностях в металле плавку ведут в отражательных печах (электрических типа САН или пламенных) или в низкочастотных электропечах. Так, в крупных цехах литья под давлением из цинковых сплавов металл расплавляют в отражательных или индукционных печах емкостью до нескольких тонн, а затем готовый металл разливают в раздаточные обогреваемые тигельные печи, установленные непосредственно у литейных машин.

Плавка цинка и цинковых сплавов

Большие количества чистого цинка плавят обычно на заводах по обработке цветных металлов для получения слитков, подлежащих последующей прокатке. Шихту загружают в печь одновременно или в несколько приемов, в зависимости от массы садки и габаритов шихты. После каждой загрузки металл в печи тщательно перемешивают. В шихту, кроме электролитического цинка, можно добавлять 15—20% отходов производства.

Во избежание чрезмерного окисления цинка температуру в печи не поднимают выше 460—480°С. После расплавления всей шихты расплав выдерживают при указанных температурах в течение 1,5—2 ч для отстаивания свинца. В случае значительных загрязнений технического цинка примесями его рафинируют хлористым аммонием или хлористым цинком. Разливку производят в горизонтальные чугунные изложницы. Из сплавов цинка наибольшее применение имеют ЦАМ10-5, ЦАМ9—1,5 и ЦАМ4-1. Наличие в этих сплавах алюминия, меди и магния усложняет технологию плавки, затрудняет шихтовку, способствует повышенной газонасыщенности и окислению сплавов. Цинковые сплавы плавят в тигельных и индукционных печах с железным сердечником. Исходными материалами для приготовления сплавов ЦАМ служат чистые металлы: цинк Ц0 и Ц1, алюминий А6 и А5, медь М0 и M1, а также вторичные металлы и отходы. Учитывая склонность цинковых сплавов к межкристаллитной коррозии и растрескиванию вследствие присутствия в них даже небольших примесей свинца, кадмия и олова, стараются для получения качественного литья использовать наиболее чистые от примесей первичные материалы и тщательно контролируют шихту, не допуская в плавку никаких деталей и сырья, содержащих указанные примеси.

Сплавы типа ЦАМ при плавке в тиглях приготовляют следующим образом. Перед загрузкой шихты тигли хорошо прогревают, а затем вводят примерно 2/3 необходимого по расчету количества цинка. После расплавления цинка вводят алюминий и медь в виде лигатуры (50% Al и 50% Cu). Дополнительная подшихтовка меди иногда производится латунными обрезками. После растворения лигатуры сплав перемешивают и при 450°С догружают остальной цинк (1/3 от общего количества), а затем, непосредственно перед разливкой, вводят при помощи колокольчика магний. Магний в количестве до 0,1 % является стабилизатором и задерживает растрескивание цинковых сплавов при естественном старении. Если в шихту добавляют отходы или сплав получился сильно окисленным и газонасыщенным, то перед литьем расплав рафинируют хлористым цинком. Плавку ведут при температурах 460—480°С. Перегрев сплава выше 480°С не допускается, так как он способствует излишнему окислению, газонасыщению, отклонению от химического состава и снижению свойств сплава.

Плавка оловянных сплавов

Из оловянных сплавов в технике находит применение баббит (Б83), хотя используют его сейчас в крайних случаях, так как в настоящее время имеется много равноценных по свойствам заменителей этих дефицитных сплавов. Плавят баббиты в тигельных печах, обогреваемых газом или электричеством. Лучше их плавить в чугунных тиглях (из хромоникелевых природнолегированных чугунов), так как сталь сравнительно быстро разъедается оловянными сплавами.

При плавке Б83 в очищенный и подогретый до темно-красного каления (600—700°С) тигель загружают медносурьмяную лигатуру (50% Cu и 50% Sb), сурьму и примерно 1/3 олова от общего количества всей навески. Плавку ведут под слоем мелкого прокаленного древесного угля. Температуру расплава доводят до 600—700° С, счищают образовавшийся шлак и вводят по частям остальное олово. Дают сплаву отстояться в течение 10—15 мин при 500—550°С, затем энергично перемешивают и производят разливку в металлические изложницы при 425—450°С.

Малооловянные баббиты готовят в подобной же последовательности, т. е. вначале расплавляют лигатуру медь—сурьма, часть олова и 1/2 отходов (если они входят в шихту). Сплав перегревают (под слоем древесного угля) до 600—700° С, вводят свинец и остальное олово. Перед разливкой тщательно перемешивают металл, счищают шлак и выливают в изложницы при 500—520°С.

Плавка свинцовых сплавов

Свинцовые типографские сплавы готовят в тех же печах, что и оловянные. Печи должны быть оборудованы хорошей вытяжкой. Процесс приготовления типографских сплавов состоит из сплавления составляющих шихты и очистки расплава от вредных примесей (рафинирования). Первоначально в тигель загружают 3/4 всего количества свинца (по расчету) и отходы.

После расплавления на поверхность загружают мелкий древесный уголь. При 500—550°С загружают сурьму или лигатуру медь—сурьма (если в состав сплава входит медь).

После растворения ранее загруженной шихты в тигель загружают остальную часть свинца, перемешивают расплав и приступают к рафинированию металла от окисных и других неметаллических включений путем «дразнения» куском дерева в течение 30—40 мин. После снятия с поверхности металла шлака вводят по расчету олово, сплав тщательно перемешивают и разливают в чугунные изложницы.