Файл: Вяткин И.П. Рафинирование и литье первичного магния.pdf

ветственно, %: 0,5; 0,14; 0,56; 0,16; 1,46; 0,94; 0,36; 0,88; 1,33. Такие большие колебания (более чем в 10 раз) можно объяснить недостаточно длительным и качествен­ ным перемешиванием.

3. Содержание ртути в центре слитка по его сечени меньше, чем на периферии. Эта закономерность харак­ терна для всех 14 исследованных темплетов. Явление обратной ликвации достаточно характерно для рассмат­ риваемого сплава и может быть объяснено известными положениями, изложенными в работах [97, 98].

Нами подсчитана разница между содержанием ртути на периферии и в центре слитка в каждом темплете.

Расчет для слитка № 6, например, (пробы № 1,2, 3) выполнен следующим образом (табл. 44):

3,70% — в центре слитка.

В табл. 45 приведены результаты расчетов для слит­ ков № 6—11.

Т а б л и ц а

Из сравнения среднеарифметических величин разно­ сти между содержанием ртути в верхней и нижней час­ тях слитка следует, что ликвация в верхней части слит­ ка в среднем в три раза больше, чем в нижней.

Рассмотренные результаты показали, что содержание ртути в пробах от верхней и нижней частей слитка со­ ответствует содержанию ртути в любом сечении слитка.

4. Для обеспечения тщательного перемешивани сплава и требуемого содержания ртути по высоте слит­ ка температура сплава при перемешивании не должна быть ниже 700° С.

168

Эксперименты, выполненные при температуре 680° С и ниже, показали, что большая вязкость сплава при этом препятствует равномерному распределению ртути; разница между содержанием ртути внизу н вверху в

слитках составляла соответственно, %: 3,24; 5,41; 6,02; 2,83; 2,20; 2,60.

5. Содержание железа в сплаве при использовании магния Мг составляет 0,01—0,04%, при использовании Мг в.ч. снижается до 0,001—0,005%.

Содержание никеля в сплаве обычно более 0,01%, что выше, чем в Мг и Мгв. ч., и объясняется длительным контактом магния со стенкой реактора, изготовленного из хромоникелевой стали.

Содержание меди составляет 0,002—0,003%. Несмотря на одинаковую массу шихтовых материа­

лов, загружаемых в реактор, слитки сплава Mg—Hg по­ лучались различной длины. Форма верхней— литнико­ вой части слитков была также неодинакова: одни слит­ ки с выпуклым верхом, другие — с вогнутым. Причиной этого была различная газонасыщенность слитков и не­ которые отклонения в ведении процесса.

Слитки имели следующие поверхностные дефекты:

1.Плены и наросты, являющиеся следствием горения сплава, отслаивающиеся от основной монолитной по­ верхности слитка и имеющие цвет от серого до черного.

2.Газовые свищи, образующиеся вследствие проры­ ва газов из слитка в зазор между слитком и реактором, либо в слиток при высоком давлении газов в реакторе.

3.Участки с содранной поверхностной пленкой, воз­ никающие при извлечении слитка из реактора. В резуль­ тате длительного контакта сплава со стенкой реактора происходила диффузия сплава в сталь, что и вызвало затруднения при извлечении слитков из реактора.

Качество поверхности оценивалось нами по трехбаль­ ной системе:

n t — слиток гладкий, с еле заметными дефектами; я а— слиток с незначительными дефектами; Я3— слиток с большим количеством грубых дефектов,

Внутренние дефекты слитков выявляли, отрезая темпдеты от верхней и нижней частей слитков. Срез осмат­

169

ривали и качество среза классифицировали по предло­ женной нами шкале классификации дефектов, основны­ ми из которых были раковины газового происхождения.

В табл. 46 помещена шкала, по которой оценивали качество слитков, а на рис. 59 — эталоны оценки их ка­ чества.

Т а б л и ц а 46

Шкала качества слитков

IПоры и раковины отсутствуют

II 1—3 поры диаметром до 8 мм каждая

VМногочисленные поры и раковины по всему сечению (20—50% от площади сечения)

Втабл. 47 приведены результаты разбраковки слитков.

Из данных табл. 47 следует, что качество верхней части слитка значительно лучше, чем нижней. Верхняя часть слитка содержит почти в два раза больше сече­ ний с I и II баллом, чем нижняя (сравни 33,0+31,0 для верха и 14,5+22,0 для'низа слитка).

Основной причиной повышенной пористости слитков является, вероятно, плохая подготовка шихтовых мате­ риалов, в частности магниевых заготовок, а также не­ достатки технологического процесса отливки заготовок.

Кроме того, при затвердевании слитка выделяющие­ ся газы необходимо удалять из реактора. Однако отвер-

170

стие, соединяющее полость реактора с вакуумной систе­ мой, при перемешивании часто заплавлялось сплавом, что препятствовало удалению газов из реактора и из за­ твердевающего сплава.

Частыми дефектами слитков были также централь­ ная усадочная раковина и усадочная макропористость, а также трещины в районе раковин. Эти дефекты воз­ никали при интенсивном ненаправленном затвердевании слитка. При направленном охлаждении эти дефекты не наблюдались.

П о л у ч е н и е с л и т к о в м е т о д о м о т к р ы т о й п л а в к и и р а з л и в к и

Основным условием при выборе аппаратурно-техно­ логической схемы является приготовление сплава в тиг­ лебольшой емкости, вмещающем одновременно до 300 кг сплава. Из всех возможных способов введения ртути в магний наиболее приемлемым оказалось введение ее через магниевую амальгаму («лигатуру»). За опреде'- ленное время до начала процесса в амальгаматоры (стальной реактор) загружали ртуть и магний в соот­ ношении 10:1 общей массой 11 кг. При выдержке при комнатной температуре в течение нескольких суток в ус­ ловиях полной герметизации происходило образование хрупкой металлоподобной лигатуры с примерной тем­ пературой плавления 630° С. При этом на дне амальга­ матора после его вскрытия жидкой ртути не обнаружи­ вали. В магний, нагретый до 700° С, помещенный в сталь­ ной тигель печи сопротивления, загружали лигатуру. Содержимое тигля при этом периодически перемешива­ ли вручную.

Полученный сплав при непрерывном ручном переме­ шивании при помощи центробежного насоса с пневмо­ двигателем разливали в водоохлаждаемую изложницу, состоящую из пяти ячеек, в каждой из которых сплав затвердевал в слитки размерами 600Х400ХЮ0 мм. При разливке сплав защищали от горения флюсом ВИ2.

Параметры приготовления и разливки сплава:

172