Приготовление сплавов

 

       Технологический процесс приготовления сплавов складывается из составления шихты, расплавления шихты, рафинирования (очищения) расплава, подачи расплава в раздаточные печи.

       Шихтой называется смесь основных и вспомогательных материалов, загружаемых в плавильную печь для получения сплава определенного химического состава.

       Плавка алюминиевых сплавов. Плавка алюминиевых сплавов, представляет ряд трудностей. Малая плотность алюминиевых сплавов способствует образованию газовых раковин и пористости, так как газы легко проникают в металлическую среду и насыщают ее. Алюминий легко окисляется. Очищать расплав от шлака и окислов трудно.

       Шлак и токисы остаются в расплаве в мелкораздробленном виде во взвешенном состоянии, что в значительной степени влияет на качество сплава.

       Применение флюсов (хлористого цинка, криолита) или модификаторов также не позволяет очистить расплав полностью, так как затруднено отделение их от расплава.

       При приготовлении алюминиевых сплавов особенно важное зна- чение имеют чистота исходных материалов и точность состава шихты. Нередко ничтожные количества вредных примесей значительно ухудшают механические свойства сплавов. Все это вызывает необходимость особенно тщательной сортировки отходов. Без переплавки можно пользоваться ими только в том случае, если известен их химический состав. Лом неизвестного происхождения или плохо отсортированный и переплавы (вторичные сплавы), содержащие много окислов и вредных примесей, следует переплавлять в чушки. Во время переплавки очищают расплав от примесей и производят химический анализ.

       Плавку и заливку алюминия производят при строгом соблюдении температурного режима и постоянном и точном контроле нагрева сплава. Даже незначительный перегрев и излишнее выдерживание сплава при высокой температуре ведут к чрезмерному насыщению его газами и окислами и появлению усадочных раковин.

Для удаления окислов и шлаков необходимо применять флюсы,, действующие как химически, так и механически.

       После очистки расплава от окислов не следует его перемешивать. Разливку надо производить осторожно, короткой струей. При приготовлении алюминиевых сплавов следует придерживаться такого порядка: расплавление около 2/3 чушкового алюминия; присадка и расплавление лигатуры; присадка остального чушкового алюминия; присадка отходов и литников; очистка расплава от окислов после его расплавления путем добавки очистительных флюсов и хорошего перемешивания; выемка тигля и снятие шлака и окис- лов (не следует снимать шлак во время плавки, так как поверхностная пленка окислов защищает расплав от дальнейшего окис- ления); выдерживание расплава перед заливкой до требуемой температуры.

 

Подготовка пресс-формы к заливке на машине.

       После установки и закрепления пресс-формы на литейной машине для получения отливок необходимо подготовить пресс-форму к заливке.

       Подогрев пресс-формы и сплава. Включив машину и убедившись, что пресс-форма прочно закреплена, плотно закрывается и все механизмы ее работают исправно, приступают к ее подогреву.

       Нагрев пресс-формы производят различными способами: электрокассетой, газовой горелкой, паяльной лампой.

Нельзя разогревать холодные пресс-формы запрессовкой расплава, так как из-за резкой разницы температуры может повредиться рабочая поверхность пресс-формы, что сокращает срок службы пресс-форм, особенно при литье сплавов на основе меди и алюминия. Полуформы разводят на небольшую величину так, чтобы одновременно обогревались обе части поверхности разъема. Предварительно все по- движные тонкие стержни и выталкиватели вводят во вкладыши. На тонкие неподвижные стержни пламя горелок и прочих источников тепла не направляют, чтобы избежать перегрева стержней. От непосредственного воздействия пламени тонкие стержни защищают также асбестом.

       Детали, отлитые в холодной пресс-форме, получаются пористыми, так как расплав, соприкасаясь с холодными стенками пресс- формы, быстро охлаждается. Чрезмерно быстрое охлаждение расплава является одной из причин, способствующей образованию на поверхности отливки узора, так называемого «мороза», и трещин, увеличивает обжатие выступающих частей пресс-формы, а также приводит к преждевременному образованию мелких трещин (сетки разгара) на вкладышах.

       Расплав перед заливкой в пресс-форму находится в раздаточно- подогревательной печи, где он подогревается до необходимой рабо- чей температуры. Рабочую температуру расплава следует выбирать наиболее низкой, но такой, при которой возможно хорошее запол- нение полости пресс-формы без спаев и недоливов при данном дав- лении. Чем ниже температура заливаемого расплава, тем выше стойкость пресс-формы. Недостаток литья с пониженной темпера- турой расплава — захватывание расплавом шлаков и окислов.

       Высокая температура заливаемого расплава нежелательна, так как приводит к быстрому разрушению поверхности полости пресс- формы, увеличению пористости в отливках, изменению химического состава сплава. Рабочая температура расплавов в раздаточной печи выбирается в зависимости от тол-щины стенок отливаемых деталей, причем более высокая темпе- ратура применяется для тонкостенных отливок.

 

Смазка пресс-формы.

       Для уменьшения прилипания расплава к стенкам пресс-формы (особенно при литье алюминиевых сплавов), для уменьшения износа пресс-формы, а также для уменьшения задиров на литых деталях производят смазку пресс-формы. Смазывают также и детали камеры прессования (наполнительный ста- кан, пятку, поршень).

       Смазка должна быть нанесена тонким слоем. Избыток смазки стекает на нижние части оформляющей полости пресс-формы, не дает четкого заполнения контура и способствует образованию «мороза». Кроме того, при обильной смазке увеличивается газообразование, создающее в пресс-форме дополнительное давление и способствующее образованию облоя на отливках. Облоем называется часть расплава, затекающая в плоскость разъема и остающаяся на отливке.

       Необходимо смазывать те места пресс-формы, к которым может прилипнуть сплав, и места, оставляющие на отливке риски или задиры. Смазку пресс-формы и стержней производят периодически во время работы в зависимости от конфигурации отливки. Пресс- формы для сложных отливок необходимо смазывать чаще, чем для простых. Детали камеры прессования необходимо смазывать после нескольких ударов.

       Лучше всего наносить смазку на все рабочие поверхности пресс- формы с помощью пульверизатора, который обеспечивает нанесение тонкого и ровного слоя.

       Смазки, применяемые для пресс-форм, должны удовлетворять следующим требованиям: быть стойкими при высоких температурах и давлении, не вызывать коррозии отливок и частей пресс-формы, не оказывать вредного действия на работающих, образовывать устойчивую пленку на поверхности полости пресс-формы и камеры прессования, быть удобными для применения.

       Поскольку подобрать составы смазок, отвечающие указанным требованиям, очень трудно, а также одна и та же смазка не может обеспечить получение качественных отливок из различных сплавов, существует большой ассортимент смазок для литья под давлением. Условно их можно разделить на три группы.

       1. К твердым смазочным покрытиям относятся животные жиры и воск, в чистом виде их применяют редко, служат компонентами мазеобразных и жидких смазок.

       2. Мазеобразные смазки представляют собой густую смесь из парафина, мазута, нигрола, озокерита, церезина, минеральных ма- сел и других веществ. Для повышения разделительной способности в них добавляют алюминиевую пудру и графит.

       3. В состав жидких смазок входит разбавитель, способствующий получению жидкой консистенции и отводу теплоты от пресс-формы. Жидкие смазки приготовляют на нефтяной (или водной) основе с добавкой мелкодисперсных наполнителей или присадок. В состав смазок на водной основе входят минеральные масла, жиры и эмульгаторы, обеспечивающие равномерность и дисперсность эмульсии.

       Ниже приведены составы смазок для различных сплавов:

алюминиевых и магниевых: 1) 30% церезина или воска, 14% вазелина, 26% графита, 30% парафина; 2) 50% графита, 50% моторного масла; 3) 1,5%-ный раствор фтористого натрия; 4) 52% масла, 43% разбавителя, 5% трихлорэтилена (смазка ЛД);

оловянно-свинцовых и цинковых: 1) 30% парафина, остальное моторное масло; 2) 5% графита, остальное моторное масло;

медных: 1) 8% графита, 92% машинного масла; 2) 10%-ный водный раствор желтой кровяной соли.

       Для прессующего поршня и камеры прессования применяют смазки, содержащие 20—40% графита на основе тяжелых минеральных масел.