Представиться системе:

Разделы


Особенности плавки жаропрочных сплавов и сплавов для постоянных магнитов


Особенности плавки жаропрочных сплавов и сплавов для постоянных магнитов

 

      Жаропрочные сплавы типа ЖС содержат большое количество титана и алюминия, которые легко окисляются, образуя окисдные плены. Плены, попадая в отливки, (резко снижают их механические свойства. Окисные плены образуются при температурах до 1700°С как во время плавки, так и во время разлива. Для предотвращения образования окисных плен применяют следующие способы:

1. Обработка жидкого металла раскислителями.

2. Наведение покровного шлака во время плавки.

3. Плавка в вакуумных печах.

Наиболее практически эффективными способами, препятствующими образованию окисных плен, являются способ наведения покровного шлака во время плавки и плавка в вакуумных печах.

В большинстве жаропрочные сплавы плавят в малых индукционных печах с повышенной частотой тока. Малые объемы печей и форсированное ведение плавки снижает образование окисных плен.

Для образования покровного шлака в процессе плавки в ванну вводят активный флюс, состоящий из 50% негашеной извести, 25% окиси алюминия, 18% окиси магния и 7% плавикового шпата. После достижения температуры сплава 1600—1650°С его раскисляют, затем шлак с зеркала металла снимают и приступают к заливке в формы.

Для этой цели форму закрепляют на носке печи литниковой чашей вниз. Затем поворотным механизмом печь наклоняют и

металл заливают в форму.

В настоящее время широкое распространение получила плавка жаропрочных сплавов в вакуумных печах. Плавка в вакуумных печах позволяет значительно уменьшить образование окислов под действием атмосферного воздуха, а также снизить температуру раскисления сплава — окислов титана с 1650°С в атмосферных условиях до 1150°С в вакууме и окислов алюминия с 1950°С до 1450°С.

Для плавки жаропрочных сплавов применяют порционные печи повышенной частоты. У этих печей тигель выполнен из различных материалов. Под стенки тигля на высоту 1/3 набивают плавленым магнезитом, а затем вставляют цилиндр, изготовленный из электрокорундовой смеси, состоящей из 46% электрокорунда № 36—46, 46% электрокорунда № 100—120 в 8% минеральной связки.

Цилиндр выступает над печью на 30 — 40 мм и имеет носок для лучшего слива металла. Емкость тигля 15 кг. Вместе с металлической шихтой для раскисления закладывается бой угольных или графитовых электродов. Затем шихта подогревается включением печи, на печь устанавливается прокаленная форма и закрепляется литниковой чашей вплотную к сливному носку.

В конце плавки зеркало металла освобождается от плен, доводится температура до 1600—1650°С, и сплав заливается в формы

В последние годы созданы и испытаны вакуумные высокочастотные установки с тиглями бутылочного типа для плавки жаропрочных сталей. К таким установкам относятся установки ОКБ-774 и установка ИВП-10/20 л. Эти установки имеют от 2 до 4 тиглей емкостью 2,5—5 л. Технологические операции у этих установок автоматизированы. С помощью установки ОКБ-774 и ИВП-10/20 л можно получить высококачественные жаропрочные сплавы.

Особенностью плавки сплавов для постоянных магнитов является выдерживание химического состава в заданных количествах, правильная разделка и ввод в печь шихтовых материалов и форсированное ведение плавки.

Особо распространенным сплавом для постоянных магнитов является сплав типа АНКО-4. При легировании этого сплава ниобием в количестве 0,6—1,0% магнитная энергия его повышается на  10—20%.

При получении этого сплава содержание примесей, особенно

углерода, должно быть минимальным. Сплав должен содержать не более 0,03% С, 0,35% Мn, 0,15% Si, 0,025% Р и 0,025% S. При получении качественных магнитных сплавов шихта составляется из следующих материалов:

1. Низкоуглеродистая сталь (железо АРМКО) марок А и Э

(ГОСТ 3836—47).

2. Никель марок НО и HI (ГОСТ 849—56).

3. Кобальт марок КО и KI в чушках (ГОСТ 123—57).

4. Алюминии первичный марок АВО, АОО, АО, А1 в чушках (ГОСТ 3549—55).

5. Медь марок МО и Ml  (ГОСТ 546—59).

6. Феррониобий марки Nb-1 по МПТУ 2735—51.

7. Возврат и отходы одноименного магнитного сплава.

Количество отходов должно не превышать 40% от веса всей

шихты.

На угар алюминия в отходах необходимо в шихту дополнительно добавлять алюминия в количестве 0,3—0,5% от веса отходов.

Исходные шихтовые материалы при разделке должны обрабатываться только в холодном состоянии на металлорежущих, станках и прессах. Все шихтовые металлы, особенно отходы, должны быть очищены от грязи, ржавчины и масел.

Для измельчения структуры в сплаве при плавке вводят сернистое железо (FeS) в количестве 0,3% от веса шихты.

Плавку магнитных сплавов ведут форсированно, обычно в высокочастотных печах с кислой или основной футеровкой.

Перед загрузкой в печь никель и медь подогреваются до температуры 300—400°С.

Загрузку шихтовых материалов производят в определенной последовательности: при кислой футеровке тигля сначала загружают битое стекло в количестве 0,2% от веса шихты, затем.

загружают железо, кобальт и феррониобий. После этого включают печь на максимальную мощность.

После расплавления всей шихты и достижения температуры загружают никель, медь и сернистое железо, а затем возврат. Во время плавки ванна должна быть все время покрыта шлаком.

После расплавления всей шихты и достижения температуры 1650°С, снимают шлак и в расплавленный металл вводят алюминий при тщательном перемешивании сплава. Затем расплавленный металл выдерживают 2 — 3 мин, снимают шлак и сливают в ковш, предварительно подогретый до 700°С. Перед выпуском сплава термопарой замеряют его температуру, которая должна быть равна 1550—1600°С.

Следует помнить, что только при тщательном соблюдении технологии и технических условий можно получить высококачественные магнитные сплавы.


Информация представлена на сайте исключительно для ознакомления.
Организаторы сайта не несут ответственности за последствия использования данных, указанных на сайте. Авторские права на статьи принадлежат их авторам. Мнения авторов статей необязательно совпадают с мнением и точкой зрения организаторов сайта.