Файл: Постников Н.С. Прогрессивные методы плавки и литья алюминиевых сплавов.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 80
Скачиваний: 0
чески |
не |
оказывает существенного |
влияния на |
эффек |
|||||||
тивность очистки. |
|
|
|
|
|
|
|
||||
Кусковые активные |
фильтры, как и |
сетчатые, |
уста |
||||||||
навливают |
на пути перелива |
металла. |
В ряде |
случаев |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 30 |
||
Активная поверхность фильтра в зависимости от размера |
|||||||||||
|
|
|
кусков (по данным Р. М. Рябининой) |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
Высота |
Диаметр кусков |
|
фильтра, |
||
|
|
|
|
|
|
|
мм |
|
|
||
Характеристикарактеристика |
фильтра |
фильтрую |
|
|
|
||||||
щего |
слоя, |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
мм |
5 - 8 |
8—12 |
|
12-15 |
|
Масса, |
г |
|
|
|
|
|
80 |
520 |
548 |
|
580 |
|
|
|
|
|
|
150 |
975 |
1027 |
|
1087 |
|
Занимаемый объем, |
см2 |
|
|
80 |
402 |
402 |
|
402 |
|||
|
|
|
|
|
|
150 |
754 |
754 |
|
754 |
|
Суммарная поверхность, сжа |
|
80 |
1970 |
1480 |
|
1050 |
|||||
|
|
|
|
|
|
150 |
3700 |
2770 |
|
1980 |
|
Активная |
поверхность, |
см2 |
|
80 |
1880 |
1400 |
|
1000 |
|||
|
|
|
|
|
|
150 |
3520 |
2630 |
|
1880 |
|
Удельная |
поверхность, |
см2/см3 |
80 |
4,6 |
3,5 |
|
2,5 |
||||
|
|
|
|
|
|
150 |
4,6 |
3,5 |
|
2,5 |
|
кусковой |
фильтр |
располагают в |
литейных |
желобах |
|||||||
(при |
переливе), |
в печи |
(рис. 24,а), |
в литниковой |
чаше |
||||||
(рис. 24.6J и в раздаточном тигле (рис. 24,s). Кусковые
|
|
б |
|
О |
|
|
Рис. 24. .Схема |
расположения кускового фильтра: |
|
||
л — в |
печи; / — кусковой |
фильтр; 2 — плавильная печь; |
б — в |
разда |
|
точном |
тигле; / — кусковой фильтр; |
2 — раздаточный |
тигель; |
в — в |
|
|
литниковой ч а т е ; |
/ — литейная |
форма; 2 — чаша-фильтр |
|
|
79
фильтры позволяют также регулировать скорость метал ла в литниковых каналах и форме.
Имеются |
сведения |
о том, что лучшая |
очистка |
дости |
|||||||||||
гается |
совмещением |
|
фильтрации |
с продувкой |
инертны |
||||||||||
ми газами [37]. Принципиальная |
схема устройства |
|
для |
||||||||||||
такой |
очистки приведена на рис. 25. |
Применение |
этого |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
устройства |
позволяет |
|
сни |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
зить |
остаточное |
газосодер |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
жание с 0,21^0,47 до 0,08— |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
0,12 см3 на 100 |
г |
|
металла |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
[37]. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Всем перечисленным |
спо |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
собам |
адсорбционного |
|
ра |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
финирования |
(флюсами, га |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
зами |
и т. д.) присущ |
|
один |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
общий |
недостаток — невоз |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
можность охватить весь объ |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
ем рафинируемого |
металла. |
|||||||
Рис. 25. Схема установки |
|
для |
Поэтому адсорбционным ме |
||||||||||||
|
тодом практически |
|
очища |
||||||||||||
совмещения фильтрации |
|
через |
ются |
только |
потоки |
распла |
|||||||||
кусковой |
фильтр с |
продувкой |
|||||||||||||
|
|
газами: |
|
|
|
ва, имеющие |
непосредствен |
||||||||
/ — трубка |
дл я |
газа; |
2— |
ж е л о б ; |
ный |
контакт |
с адсорбентом. |
||||||||
3— печь |
для |
подогрева; |
4— ти |
Более активными |
|
явля |
|||||||||
гель; 5 — кусковой фильтр; |
6 — по |
ются |
методы |
рафинирова |
|||||||||||
ристая |
графитовая |
плита |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
ния, |
основанные |
на |
принци |
|||||
пе нарушения равновесия в системе |
металл — газ. Раст |
||||||||||||||
ворение газа в металле подчиняется закону |
квадратного |
||||||||||||||
корня |
Сивертса |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
5 = К |
Ѵ~Р, |
|
|
|
|
|
|
|
|
где 5 — растворимость газа, |
см3/г; |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
К — коэффициент |
пропорциональности; |
|
|
|
|
|
|||||||||
Р — давление газа над расплавом. |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Из |
формулы следует, что с изменением |
величины |
дав |
||||||||||||
ления |
над расплавом |
изменяется |
растворимость |
(S) |
в |
||||||||||
нем газов. В настоящее время существуют два основных пути, использующих эту закономерность для дегазации алюминиевых сплавов.
Увеличение давления над расплавом широко исполь зуется в применяемом промышленностью методе кристал лизации под давлением в автоклаве. Применение давле ния при кристаллизации позволяет получать наиболее
80
плотные отливки из алюминиевых сплавов. Этот метод можно считать самым эффективным по борьбе с газо вой пористостью в фасонном литье алюминиевых спла вов. Однако автоклавный процесс имеет ряд существен ных недостаков. Применение его ограничивается произ водством только части отливок методом литья в песча ные формы и не охватывает литья в другие виды форм. В автоклаве могут заливаться только те песчаные фор мы, которые подходят по габаритам. Автоклавное обору-' дование громоздко, для него требуется мощная компрес сорная установка и значительные производственные пло щади. '
Более широкую область применения нашла вакуум ная обработка жидких алюминиевых сплавов, основан ная на уменьшении растворимости водорода и других га зов с понижением внешнего давления. Алюминиевый ра сплав может быть подвергнут трехстадийной вакуумной
обработке: в момент |
плавления, |
перед разливкой и во |
||
время разливки. |
|
|
|
|
В конструктивном |
отношении |
наибольший |
интерес, |
|
•как нам кажется, представляет установка ВРП-1 |
(ваку- |
|||
умно-раздаточная печь) для вакуумирования |
в |
процес |
||
се плавки [39]. Перед известными в технике |
вакуумной |
|||
плавки и обработки алюминиевых сплавов устройствами (холодные вакуумные камеры, вакуумные плавильные агрегаты, вакуумные индукционные печи) эта печь обла дает рядом преимуществ: постоянство температуры при обработке, простота монтажа и обслуживания, совме щение процессов плавки и вакуумирования. Оптималь ная продолжительность процесса вакуумирования уста навливается опытным путем по остаточному содержа нию газов в расплаве.
Вакуумное плавление обеспечивает получение алюми ниевых сплавов с минимальным содержанием газов и твердых неметаллических включений. Однако при осуще ствлении процесса возникают некоторые трудности, и главная из них — значительная летучесть магния, явля ющегося основным легирующим компонентом многих алюминиевых сплавов. Температура возгонки магния за висит от его концентрации в сплаве и понижается по ме ре ее увеличения. Таким образом, ѵ сплавов алюминия с высоким содержанием магния летучесть последнего при вакуумной плавке будет весьма значительной. Кроме то-
го, еще не решена задача создания вакуумных печей для мелкосерийного производства.
Применять вакуумирование как способ дегазации сплава в момент разливки нецелесообразно ввиду малой эффективности такого процесса. Проводить кристаллиза цию алюминиевых сплавов под вакуумом недопустимо, так как при этом чрезвычайно сильно развивается газо вая пористость и раковины делают отливку полностью непригодной.
Необходимо также иметь в виду процессы, происхо
дящие на границе |
жидкий металл — сырая |
форма. В |
формовочной смеси |
содержатся горючие вещества и вла |
|
га, которые при соприкосновении с жидким |
металлом |
|
выделяют пары и газы. Если в этот момент снизить дав
ление до 5—10 |
мм рт. ст., то указанная масса |
газов резко |
расширится и |
может разрушить еще не |
застывшие |
стенки отливки. |
|
|
'Совершенно иная картина наблюдается в случае при менения вакуумирования готового алюминиевого сплава перед разливкой. Этот метод имеет следующие сущест венные положительные качества:
1)позволяет распространить вакуумирование на про изводство любой отливки, независимо от ее габаритов и формы;
2)дает 'хорошо очищенный от газов металл при ис пользовании любых плавильных агрегатов:
3)дает возможность в большинстве случаев полу
чать такое же плотное литье, как и при кристаллизации
вавтоклаве;
4)вакуумная камера такого типа очень компактна, требует незначительной площади, дешева как в изготов лении, так и в эксплуатации (рис. 26).
Правда, себестоимость вакуумной дегазации алюми ниевых сплавов составляет около 6,3 руб. за тонну, тог да как себестоимость продувки расплава азотом или об работки гексахлорэтаном равна 3,8—б руб. затонну. Но при этом вакуумная дегазация обеспечивает большее по стоянство результатов и лучшие механические свойства, чем применение дегазаторов, которые могут внести в расплав различные загрязнения.
Оценивая в целом метод вакуумирования алюминие вых сплавов и сравнивая его с другими методами, еле дует отметить высокую эффективность очистки расплава,
82
