6.1.2. Рафинирование и дегазация медных сплавов

Меди и медные сплавы выплавляют с использованием различных покровов или защитных флюсов. Лучшим покровом считается прокаленный древесный уголь. Сгорая на поверхности расплава, уголь создает восстановительную атмосферу и тем самым уменьшает скорость окисления. Кроме того, уголь является хорошим поверхностным раскислителем. Преимуществом покрова из древесного угля является и легкость его удаления с расплава перед заливкой.

Для получения качественных отливок расплавы медных сплавов необходимо очистить от неметаллических включений и растворенного водорода.

Дегазацию медных расплавов осуществляют путем продувки азотом или инертными газами, вакуумированием и обработкой хлористыми солями.

Продувку газами ведут при температуре II50-I200 °С в течение 5-10 мин. давление газа 19,6-29,4 кПа.

Хлористые соли (МnСl₂, ZnCl₂ ,C₂Cl₆. и др.) вводят "колокольчиком" при II50-I200 °С в количестве 0,1-0,22 % от массы расплава. Разливку сплава производят через 5-10 мин после обработки.

Вакуумирование ведут при остаточном давлении 0,66-1,3 кПа в течение 16-25 минут при температуре 1150-1300 °С. Нельзя вакуумировать сплавы, содержащие компоненты с высоким давлением пара, например цинк, чтобы избежать высоких потерь этих элементов.

Неметаллическими включениями чаще загрязнены сплавы, легированные легкоокисляющимися элементами, алюминием, титаном, бериллием, цирконием. Для очистки расплава от окислов этих элементов наиболее эффективна фильтрация через зернистые и жидкие фильтры, а также стеклоткань.

Для предотвращения загрязнения сплава газами и включениями плавку обычно ведут с применением покровов или флюсов. Наиболее часто используют покров из древесного угля, который сгорает на поверхности, создает восстановительную атмосферу и защищает сплав от окисления и насыщения водородом.

Покровно-рафинирующие флюсы для медных сплавов готовят на основе стекла (nSiO₂ mNa₂O), буры(Na₂B₄O₇) и кальцинированной соды Na₂CO₃. Для медных сплавов нет универсальных составов флюсов, которые полностью удовлетворяли бы всем требованиям, предъявляемым к ним. Флюсы на основе стекла хорошо покрывают расплавы и практически не взаимодействуют с футеровкой, но они имеют высокую вязкость. Флюсы на основе буры более дефицитные. Они маловязкие и легко взаимодействуют с кислой футеровкой. Добавки фтористых солей улучшают технологические свойства флюсов, но делают их более агрессивными по отношению к футеровке.

Состав флюсов выбирают для каждой марки сплава в зависимости от конкретных условий производства. Составы некоторых флюсов для плавки медных сплавов приведены в таблице 15.

Таблица 15

Составы флюсов для плавки медных сплавов

N п/п	Состав, % (по массе)	Назначение
1	41 – 47 SiO2; 25 – 32 MnO2; 10 – 15 Na2O; 11 – 14 Al2O3	Покровные флюсы для оловянных бронз при плавке в печах с шамотной футеровкой
2	50 SiO2; 30 Na2B4O7; 20 СuО
3	10 – 30 SiO2; Na2B4O7 - ост.	Покровный флюс для оловянных бронз при плавке в печах с магнезитовой футеровкой
4	7 Na2B4O7; 60 Na2CO3; 33 CаF2	Покровно-рафинирующий для оловянных бронз
5	30 SiO2; 30 Na2CO3; 40 CаF2	Покровные флюсы для кремнистых и простых латуней
6	50 Na2CO3; 50 CаF2
7	50 Na2CO3; 50 – бой стекла	Покровный для алюминиевых бронз
8	60 NaCl; 30 Na2CO3; 10 Na3AlF6	Покровный флюс для латуней
9	50 Mg F2; 50 CаF2	Покровно-рафинирующие для алюминиевых бронз
10	20 CаF2; 60 NaF; 20 Na3AlF6
11	35 KCl; 10 NaCl; 25 Na3AlF6; 28 Na2B4O7; 2 древесный уголь
12	50 силикат-глыба (mNa2O nSiO2); 30 Na2B4O7; 20 Na3AlF6
13	90 – бой стекла; 10 - CаF2