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: 86

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

отливок, когда не требуется значительный перегрев пор­ ции металла, в интервалах между заливками отключа­ ется индуктор.

Кроме описанного основного режима работы при снятии сливного металлопровода, установка может быть

использована как

обычная

индукционная

канальная

печь для плавки металла.

Однако

процесс

плавления

происходит здесь

более интенсивно,

так как передача

тепла, выделяемого в каналах, осуществляется не толь­

ко за счет конвекции'и

теплопроводности,

но и за

счет

принудительного

электромагнитного

перемещения

жид­

кого металла из каналов в ванну.

Возможность

такого

перемещения

металла

в установке

может

быть

исполь­

зована

при необходимости

перемешивания металла с

различными

добавками

для модифицирования,

рафини­

рования

или вакуумирования

 

его в тигле.

Кроме

того,

интенсивное

перемешивание

металла

применяется для

очистки

(промывки)

каналов

при зарастании

их внут­

ренней

поверхности

окислами

алюминия.

 

 

 

 

Таким образом,

данная

установка позволяет

повы­

сить качество отливок,

автоматизировать

порционную

заливку

металла

в форму; при этом

 

скорость

 

заливки

плавно регулируется в широких пределах. Перед залив­ кой в установке можно провести технологическую обра­

ботку металла — модифицирование,

рафинирование,

вакуумирование.

 

Применение установки МДН-6А в качестве дозато­ ра, работающего в полуавтоматическом пли автомати­ ческом режиме, позволяет повысить выход годного от экономии жидкого металла за счет стабилизации массы прибылей и прессостатков. Установка проста в изготов­ лении; ее примерная стоимость в условиях индивиду­ ального производства 2000—3000 руб. Управлять уста­ новкой может кокильщик или оператор машины литья под давлением.

Ниже приведены технико-экономические характери­ стики установки МДН-6А с емкостью тигля 150 кг:

Потребляемая мощность,

кет . . . .

30—40

Производительность по заливке через ме-

 

таллопровод,

кг/сек

 

0,5—3

Давление, развиваемое насосом, ат . ,

0,2—0,3

Напряжение

на обмотках

электромагнит­

 

ных систем,

в

 

30—60

130


Плотность

тока в металле, а/мм2

.

8—12

Индукция в зазоре электромагнита, тл

0,12—0,16

Габариты,

мм

 

1500ХІ200Х

Масса, кг

 

 

Х1500

 

 

460

Тигель установки набивной, из жаростойкого бетона, канал из высокоглиноземистого шамота. Металл зали­ вается в кокиль по металлопроводу длиной 1500 мм, из­ готовленному из асботермосиликата — материала, об­ ладающего высокими теплоизоляционными свойствами, благодаря которым возможна транспортировка металла без дополнительного обогрева металлопровода.

5. ЭКСПРЕСС-КОНТРОЛЬ ГАЗОНАСЫЩЕННОСТИ РАСПЛАВА

В настоящее время в .отечественной промышленности разработана методика и аппаратура [51] для определе­ ния содержания водорода в жидком сплаве в процессе плавки, что позволяет контролировать содержание во­ дорода на всех этапах плавки и своевременно прини­ мать необходимые меры, направленные на улучшение качества расплава. В частности, разработаны два спосо­ ба непосредственного опреде­ ления водорода ,в жидких алю­ миниевых сплавах, основан­ ные на:

1) экстракции водорода че­ рез пористый фильтр из изве­ стного отсеченного объема жидкого металла и 2) измере­ нии скорости эК'Стракщии водо­ рода из объема жидкого ме­ талла через пористый фильтр.

По первому способу отсече­ ние объема жидкого металла осуществляется приспособле­ нием, схема которого показана на рис. 47. Перед анализом объем, заключенный между алундовой пробкой /, внутрен­ ними стенками алюмооксидной

трубки о и фильтром 2, откачи-

вается ртутно-диффузионным

5* Зак . 610

Р и с 4 7

С х е м а

п р и с п о с о б .

л е Н ш і

для отсечения объе-

ма

жидкого

металла

 

 

131


и форвакуумным насосами. Фильтром 2 служит пори­ стая вставка, изготовленная из нитрида алюминия с истинной пористостью 60—70% и кажущейся пористо­ стью 40—50%. Материал фильтра обладает высокой термостойкостью, не смачивается жидким алюминием и не взаимодействует с ним. Максимальный диаметр пор фильтра не превышает 0,04—0,06 мм. Установлено, что при таком диаметре пор обеспечивается свободное про­ хождение газа и исключается проникновение металла

через

поры в дегазируемую внутреннюю полость труб­

ки 6.

 

После погружения приспособления в жидкий металл определяется холостая поправка и, если ее величина не превышает 0,01—0,02 см3 газа (при нормальных усло­ виях) за 10 мин, подается питание на обмотку электро­ магнита 5. Толкатель 4 перемещается вверх и при помо­

щи двуплечных рычагов 3 и тяг 7 отжимает

притертую

пробку

/ от трубки 6 на время,

необходимое для запол­

нения

калиброванного

объема

жидким

металлом.

Из

отсеченного объема жидкого

металла

газы

экстраги­

руются

через пористый

фильтр 2 диффузионным

насо­

сом в аналитическую систему установки. Дегазация ме­

талла производится до совпадения двух

последователь­

ных результатов измерения давления

(по

манометру

Мак-Леода) с учетом поправки холостого

опыта. По из­

менению давления вычисляется объем газов,

экстраги­

рованных из отсеченного металла, и затем

по общеиз­

вестным формулам рассчитывается его

содержание в

металле.

 

 

 

Установлено, что в общем объеме экстрагированных газов 86—91% составляет водород. Продолжительность определения содержания газов в жидких алюминиевых сплавах данным способом зависит от концентрации во­ дорода в металле и обычно не превышает 7—10 мин.

Для определения содержания водорода путем непос­ редственного экстрагирования из жидкого металла в последний погружается алюмооксидная трубка с вмон­ тированным фильтром, через который водород откачи­ вается из жидкого металла. Установлено, что количест­ во водорода, экстрагированного из жидкого металла че­ рез пористый фильтр в условно установившемся стацио­ нарном потоке водорода (состояние потока, приближа­ ющееся к стационарному), зависит от содержания водо-

132



рода в металле (рис. 48) (содержание водорода

опреде­

ляли способом вакуумного

плавления.)

 

 

 

 

 

 

Скорость экстракции водорода из жидкого

 

алюми­

ния и алюминиевокремииевых сплавов

через

пористый

фильтр

в условно

установившемся стационарном потоке

также

зависит от концентрации

водорода

в металле и в

 

 

 

 

 

20

 

 

 

 

4 ,

 

Рис. 48. Количество

водорода,

 

 

 

 

 

 

 

I J

№.

 

 

 

 

 

 

экстрагированного из

жидкого

 

 

 

 

 

 

 

 

алюминия

через

пористый

 

12

 

 

 

 

 

 

фильтр,

в

зависимости от его

 

 

 

 

- ^ Т

А,

 

концентрации в металле, слі3/

 

 

 

 

 

 

W

 

 

 

100 г:

 

 

 

 

 

 

 

 

/—0,485;

2 — 0,789; 3 — 1,03

 

Pf'\

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

3

4

5

6

 

 

 

 

 

 

 

 

Время, мин

 

течение 4—20 мин

(в зависимости от

количества

метал­

 

 

 

!

 

ла в тигле) остается практически

постоянной.

 

 

 

Строго

математическое

определение

содержания

во­

дорода в расплаве по скорости его экстракции с учетом

изменения в процессе откачки концентрации

водорода

представляется весьма

сложным.

Поэтому

показания

установки

отражают

величину

газосодержания

для

конкретных

условий.

 

 

 

 

 

 

 

 

Принципиальная

схема

прибора показана

на рис. 49.

При погружении в

сплав

/ алюмооксидной

трубки

3 с

фильтром 2 газы, находящиеся в

полости

трубки

и в

системе, откачиваются

форвакуумным

/ /

и

диффузион­

ным (ДРН-10) 10 насосами. При этом

вакуумные

вен­

тили 4 и 8 открыты, а 7 и 12 — закрыты. Давление в си­ стеме замеряется термопарными лампами (ЛТ-2) 5. Указанные лампы фиксируют установление условного стационарного потока водорода из сплава через порис­ тый фильтр. Стационарное состояние потока водорода из сплава устанавливается через 30—40 сек. После это­ го, дегазируется калиброванный объем 9 открытием вен­ тиля 7. Через 30—40 сек вентиль 7 закрывается, а вен­ тилем 8 соединяется калиброванный объем 9 с диффу­ зионным насосом 10. Экстрагированные из жидкого ме­ талла газы собираются в калиброванном объеме 9. Из­ менение давления фиксируется вакуумметром 6. Ско-

133