Файл: Титов, Н. Д. Технология литейного производства учебник для машиностроительных техникумов.pdf

нымп красками.■Толщину холодильников из чугуна, стали и гра­ фита при литье легких сплавов рекомендуется принимать 0,3—1,0 толщины захолаживаемой части отливки.

Для магниевых сплавов характерны низкое теплосодержание, малая плотность и незначительное металлостатическое давление, поэтому прибыли на фасонных отливках из этих сплавов делают более массивными, чем на отливках из алюминиевых сплавов.

§ 3. ПЛАВКА МАГНИЕВЫХ СПЛАВОВ

Для плавки магниевых сплавов применяют тигельные и отража­ тельные печи, работающие на газе, мазуте, электропечи, а также индукционные печи.

Тигельные печи для плавки магниевых сплавов применяют с вы­ емными п стационарными тиглями. В литейных цехах массового производства применяют печи со стационарным тиглем. Емкость стальных стационарных печей до 900 кг, производительность 60— 120 кг/ч, а с тиглем емкостью 900 кг — около 250 кг/ч. Печи с выем­ ным тиглем применяют в литейных цехах, изготовляющих круп­ ные отливки и выпускающих небольшое число мелких и средних отливок. При литье крупных отливок емкость тигля достигает

200 кг.

Отражательные печи большой емкости применяют при непре­ рывной плавке магниевых сплавов и переплавке крупногабаритного лома и отходов. Для плавки магниевых сплавов все большее распро­ странение получают индукционные печи' промышленной частоты.

Печи футеруют магнезитовым кирпичом. Готовый сплав из печи переливают в раздаточные тигельные печи с помощью центробеж­ ной помпы, которая перекачивает металл на расстояние до 10 м.

Шихтовые материалы, флюсы и их подготовка. В качестве исходных материалов применяют чистые металлы, первичные спла­ вы, отходы собственного производства, предварительные сплавы и лигатуры. Из чистых, первичных металлов применяют магний чушковой, алюминий чушковой, кремний кристаллический или кремний чушковой, силумины, цинк чушковой.

При плавке магниевых сплавов применяют-лигатуры: алюминиевобериллиевую (97—95% А1 и 3—5% Be, температура плавления 700—800° С); магниевомарганцевую (96—98% А1, 2—4% Мп, тем­ пература плавления 700—800° С); алюминиевомарганцевую (92— 88% А1 и 8—12% Мп, температура плавления 770—830° С); алюми­ ниевомагниевомарганцевую (70% А1, 20% Mg и 10% Мп,температура плавления 700—800° С) и другие лигатуры.

Шихту составляют из возврата различных сортов, который вво,- дят до 30—40% от массы шихты. Для модифицирования магниевых сплавов применяется магнезит или мел с размером кусков не более

10—25 мм.

В качестве легирующего компонента применяют металлический кальций для повышения плотности отливок.

3 9 9

Флюсы для магниевых сплавов должны удовлетворять следую­ щим требованиям: 1) не взаимодействовать с магнием пли компонен­ тами магниевых сплавов, а также с футеровкой.печи; 2) температура плавления флюса должна быть ниже температуры плавления магния и его сплавов; 3) обладать хорошей жидкотекучестыо, чтобы покры­ вать всю ванну с расплавом плотной пленкой, хорошо предохраняю­ щей магний от действия воздуха; 4) рафинирующий сплав должен быть тяжелее магния для лучшего отслаивания, т. е. плотность шлака в расплавленном состоянии при 750° С должна быть больше плотности магния и его сплавов, так как, если флюс легче сплава, то он может попасть в сплав; 5) должен быть дешевым и недефицит­ ным.

Широкое применение нашли флюсы ВИ2 и ВИЗ (табл. 63). Флюс ВИ2 применяют для плавки магниевых сплавов в стационарных тиг­ лях, он является одновременно покровным и рафинирующим. Флюс ВИЗ предназначен для плавки магниевых сплавов в выемных тиглях.

Плавка магниевых сплавов. В качестве примера приведем процесс плавки рабочего сплава Мл5 в стационарных тиглях. При приготов­ лении сплава Мл5 в стационарных тиглях применяют флюс ВИ2, в выемных тиглях — флюс ВИЗ. Перед началом плавки ковши, ложки и другой инструмент промывают при температуре 750— 800° С криолнтовым флюсом № 2.

В нагретый до темно-красного каления тигель загружают поро­ шкообразный флюс из расчета 0,1—0,25% массы шихты.

Расплавленный промежуточный сплав сливают на х/3 емкости тигля, после чего его догружают чушками первичного сплава, подо­ гретыми на борту печи до температуры не ниже 120° С. Сплав на­ гревают до 700—730° С, вводят бериллий и производят модифици­ рование магнезитом.

При модифицировании магнезит дробят на куски до размеров 10 X 25 мм и просушивают при 150—200° С. Расход его составляет 0,25—0,3% массы шихты. Магнезит вводят в сплав в один прием при помощи колокольчика закрытого типа. При модифицировании колокольчик погружается в металл примерно на половину высоты тигля. Продолжительность модифицирования 5—10 мин. Если воз­ никают очаги горения на поверхности металла, то поверхность ме­

400

талла засыпают сухим молотым флюсом. После модифицирования шлак снимают с поверхности расплава и поверхность расплава при­ сыпают флюсом.

Вместо модифицирования магнезитом можно применять моди­ фицирование перегревом сплава до 870—900° С при плавке в выем­ ках тигля и до 830—860° С — в стационарных тиглях с выдержкой при этих температурах 10—15 мин. После модифицирования при 700—730°- С сплав рафинируют интенсивным перемешиванием в те­ чение 3—5 мин. Поверхность расплава при этом присыпают сухим молотым флюсом. Рафинирование считают законченным, если по­ верхность металла приобретет блестящий зеркальный вид.

Расход флюса при рафинировании составляет около 1%, а при плавке и рафинировании — 3—5% массы шихты.

После рафинирования с поверхности металла удаляют шлак, отливают технологическую пробу и пробу для спектрального и хими­ ческого анализа, затем присыпают свежим флюсом и сплав подо­ гревают до температуры разливки. Перед разливкой сплав выдер­ живают в течение 15 мин. Ковши перед разливкой промывают в тигле с флюсом № 2 и нагревают до температуры красного каления. Остав­ шийся флюс сливают через носок ковша. Во время заливки нельзя допускать попадания шлака в металл, а также разливку из тигля в ковш без присыпки флюсом зеркала металла. Последующий раз­ бор сплава из тигля разрешается только через 3—5 мин. Присыпать флюсом поверхность металла не разрешается, а в случае возникнове­ ния очагов горения поверхность металла покрывают смесью серы и борной кислоты или серным цветом.

Дегазация и рафинирование магниевых сплавов осуществляется, в основном, хлором или смесью хлора с четыреххлористым углеро­ дом. Пузырьки хлора, проходя через расплав, реагируют с магнием, образуя хлористый магний. При температуре ниже 715° С хлористый магний, находясь в твердом состоянии, не создает сплошного покрова на поверхности расплава, вследствие чего возможно окисление и за­ горание сплава. При температуре свыше 760° С происходит энергич­ ная реакция образования и разжижения флюса, что увеличивает возможность попадания флюсовых включений в отливку.

Поэтому температура сплава при хлорировании не должна превышать 720—740° С. Хлор продувается через сплав со скоростью, которая способствует перемешиванию сплава без выплескивания. Расход хлора составляет 3% массы сплава. При расходе свыше 3% С1 зерна укрупняются' и снижаются механические свойства. Иногда дегазацию хлором проводят вместе с операцией модифици­ рования сплава. В этом случае через сплав продувают хлор с четы­ реххлористым углеродом (1,0—1,5% и 0,25% массы плавки соответ­ ственно). Дегазацию сплава производят при 690—710° С.

Магниевые сплавы очищают фильтрацией от окислов и других включений через фильтры. В качестве материала фильтра для фильт­ рования магниевых сплавов от флюсов и окислов применяют магне­ зитовый огнеупор, как обладающий, вследствие пористости, боль­

401

Раздел седьмой

СПЕЦИАЛЬНЫЕ СПОСОБЫ ЛИТЬЯ

Г Л А В А I

ЛИТЬЕ В МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ФОРМЫ (КОКИЛИ)

1 § 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Литье в металлические формы (кокили) является одним из про­ грессивных способов получения отливок повышенной точности и чистоты поверхности. В отличие от песчаных разовых форм, ко­ торые разрушаются после каждой отливки, одни п те же металли­ ческие формы (кокили) заливают металлом много раз — от несколь­ ких сотен до нескольких десятков тысяч раз.

Полость металлической формы можно выполнить с большой точ­ ностью и повышенной чистотой поверхности, поэтому отливки, изго­ товленные в ней, имеют более точные размеры и более чистую поверх­ ность. Высокая теплопроводность материала формы значительно ускоряет затвердевание и охлаждение отливки, что во многих слу­ чаях положительно сказывается на ее механических свойствах. При литье в металлические формы по сравнению с обычным литьем в песчаные формы увеличивается выпуск литья в 2—5 раз (при той же площади цеха), выход годного литья (за счет уменьшения припусков на механическую обработку отливок, отходов), снижается себестои­ мость отливок и расход формовочных смесей, что облегчает механи­ зацию и автоматизацию производства. Кроме того, значительно улуч­ шаются условия труда.

Недостатки литья в металлические формы: высокая стоимость изготовления форм, поэтому этот способ литья нецелесообразно применять в единичном производстве; возможность образования отбела в чугунных отливках, вследствие чего их подвергают от­ жигу.

Экономическая целесообразность использования этого способа зависит от стойкости и конструкции кокилей, степени механиза­ ции и автоматизации, а также от характера производства. Литье в металлические формы рентабельно при условии съема с каждой формы 200—400 небольших и 50—200 крупных отливок.

Металлические формы должны быть простыми в изготовлении, удобными и безопасными в работе, иметь высокую стойкость. Тех­ нологический процесс изготовления отливок в металлических фор­ мах состоит из следующих основных операций:

403