3.3.2. Плавка сплавов системы Al - Cu

Из этой системы в новом стандарте остался только сплав АМ5. Он отличается жесткими требованиями по содержанию примесей (не более 0,2 % Fe, 0,3 % Si, 0,05 % Mg). Готовить сплав следует из алюминия с низким содержанием алюминия. Удобно использовать тройную лигатуру Al–Cu–Mn с соотношением Cu:Mn = 6:1 и лигатуру Al–Ti, или даже четверную лигатуру Al–Cu–Mn–Ti. В шихте не рекомендуется использовать более 60 % возврата.

Для снижения склонности к образованию горячих трещин содержание меди должно быть ближе к верхнему пределу, а содержание марганца – ближе к нижнему. Расчет шихты рекомендуется вести исходя из получения состава : 5,0 % Cu, 0,8 % Mn и 0,3 % Ti.

Лигатуры вводят после расплавления основной части шихты. Время до разливки сплава после полного расплавления лигатуры не должно превышать 30 мин. Расплав рафинируют продувкой хлором или аргоном, или хлористым марганцем. Хлористый цинк использовать нежелательно, так как цинк отрицательно влияет на жаропрочность сплава.

Для повышения механических свойств проводят модифицирование фторцирконатом калия в количестве 0,3 – 0,5 % от массы шихты при 740 ^оС. Содержание циркония после модифицирования не должно превышать 0,2 %.

Продолжительность плавки и время разливки должны быть минимальными.

Не рекомендуется перегрев расплава выше 750 ^оС.

3.3.3. Плавка сплавов системы Al - Mg

Процесс приготовления этих сплавов сложнее, чем других алюминиевых сплавов из-за высокой окисляемости магния. Для этих сплавов характерно и низкое допустимое содержание примесей. Для уменьшения насыщения расплава железом плавку рекомендуется проводить в шамотно-графитовых тиглях и использовать плавильные инструменты из титана.

В качестве компонентов шихты используют алюминий высокой чистоты марок А97, А95, магний марки Мг90, лигатуры Al – Be, Al – Ti и Al – Zr и собственные отходы.

В прогретый тигель загружают алюминий и лигатуру Al – Be. После расплавления шихты при температуре 700 ^оС загружают остальные лигатуры, очищают поверхность от шлака, перемешивают расплав, засыпают один из покровно – рафинирующих флюсов № 3 – 9 (табл. ) и колокольчиком под флюс вводят магний. Интенсивным замешиванием флюса производят рафинирование до тех пор пока расплав не будет иметь чистую зеркальную поверхность. Разливку сплава лучше производить чайниковым ковшом, не снимая шлака. Температура разливки 660 – 670 ^оС. Дополнительного модифицирования не требуется. Модифицирующий эффект оказывают добавки титана и циркония, входящие в состав сплава.

Для обеспечения большей точности сплава по химическому составу и содержанию примесей рекомендуется сначала выплавить предварительный сплав (технология плавки такая же, как описано выше) и разлить его в изложницы. После проверки химического состава и металлургического качества, чушковый сплав расплавляют под покровным флюсом и получают рабочий сплав.

Вопросы для самоконтроля

1. Как взаимодействует алюминий с кислородом и водородом?

2. В чем проявляется повышенная химическая активность алюминия при плавке?

3. В каких печах плавят алюминиевые сплавы. Материал футеровок и тиглей?

4. Как защитить расплав от насыщения железом?

5. Состав покровных флюсов.

6. Какие способы рафинирования и дегазации наиболее эффективны для алюминиевых сплавов?

7. Каков механизм рафинирования флюсами. Состав рафинирующих флюсов?

8. Какие газы можно использовать для рафинирования алюминиевого расплава продувкой?

9. Фильтрация через активные и механические фильтры. Механизм очистки расплава.

10. Какие фильтры позволяют отделить только крупные включения?

11. Где устанавливают зернистые фильтры?

12. Из чего изготовляют пористые фильтры?

13. Цели и методы модифицирования сплавов?

14. Механизм модифицирования натрием.

15. Каков основной недостаток натрия, как модификатора?

16. Какие модификаторы дают более длительный эффект, чем натрий?

17. Какой эффект достигается при обработке расплава универсальным флюсом?

18. Какой способ рафинирования позволяет достичь максимальной дегазации расплава?

19. Чем отличается технология плавки алюминиевых сплавов, содержащих магний?