6.2.5. Плавка медноникелевых сплавов

Медноникелевые сплавы по своему составу могут быть приравнены к безоловянным бронзам. Но они имеют и существенные отличия. Так температура плавления гораздо выше, чем у остальных медных сплавов. Температура в плавильной печи может достигать 1350 – 1450 ^оС. при таких температурах выше опасность насыщения кислородом и водородом.

Присутствие в сплавах никеля увеличивает растворимость углерода, что затрудняет выбор огнеупорных футеровок и защитных покровов.

Плавку медноникелевых сплавов можно вести в индукционных тигельных и электродуговых печах. Футеровку предпочтительнее выполнять основной из сухих набивных масс (98 % магнезита и 2 % буры). Можно рекомендовать и высокоглиноземистую футеровку на основе дистенсиллиманита с добавками электрокорунда (40 – 45 %) и 1,5 – 2,0 % борной кислоты. Удобно использовать и графитошамотные тигли. В этом случае сплав не должен перегреваться до температуры выше 1350 ^оС. Лучше выбирать специальные графитошамотные тигли глазурованные изнутри. На поверхности таких тиглей графит отсутствует, и опасность насыщения металла углеродом снижается.

Медноникелевые сплавы готовят из чистых металлов и возвратов до 50 %. Стружку и мелкие отходы рекомендуется предварительно переплавить, разлить в чушки и затем вводить в состав шихты.

Плавка мельхиора. Эти сплавы (МН19, МНЖМц30-1-1) имеют высокую температуру плавления. Необходима защита от окисления и насыщения газами. Если использовать защитные покровы из древесного угля, то содержание углерода превысит допустимые 0,5 %. В связи с этим в качестве защитного покрова рекомендуется применять жидкие флюсы на основе жидкого стекла и буры. Допускается использование комбинированного углеродосодержащего флюса состоящего из 30 – 40 % древесного угля, 45 – 60 % стекла и 10 – 15 % криолита или флюса следующего состава: 16 – 20 % боя графита, 9 – 12 % буры; остальное – бой шамота или графитшамотных тиглей. В контакте с углеродосодержащими покровами расплав должен находиться не более 10 мин.

В тигель сначала загружают никель и железо, и крупные отходы. Затем добавляют чистый марганец или лигатуру Cu – Mn и куски меди. После расплавления расплав перемешивают и проводят раскисление фосфором (0,0005 %), марганцем (0,0015 %), магнием и кремнием (по 0,0015 %). Марганцем раскисляют только мельхиоры, не содержащие марганец в качестве легирующей добавки. Можно использовать в качестве раскислителя лигатуру АМС (24,5 % Al, 5 % Si, 19 % Fe, ост. – Mn). Ее вводят в количестве 0,4 % от массы шихты.

Плавка нейзильбера (МНЦ 15-20) осуществляется при меньших перегревах, чем при плавке мельхиора. Поэтому допускается применение древесного угля. Очередность загрузки шихты такая, как при плавке мельхиора. Цинк вводят последним, после расплавления отходов.

Плавку куниалей (МНА 13-3) также ведут под покровом из древесного угля. Для уменьшения окисления алюминия в покровы добавляют криолит. Алюминий вводят в последнюю очередь небольшими порциями. К этому моменту плавки расплав должен быть раскислен марганцем или комплексными раскислителями.

Вопросы для самоконтроля

1. Какие печи предназначены специально для плавки меди и медных сплавов?

2. В каких тиглях плавят медь и медные сплавы?

3. Какое влияние на свойства меди оказывает водород?

4. Какая связь между содержанием кислорода и водорода?

5. Как защитить медь от окисления?

6. Назовите основной источник попадания водорода в расплав?

7. Какие раскислители применяют при плавке меди?

8. Какие продукты раскисления легче удаляются из расплава?

9. Для чего используют древесный уголь?

10. Какие покровные и рафинирующие флюсы применяют при плавке медных сплавов?

11. Какие элементы лучше вводить в медные сплавы при помощи лигатур?

12. Как рафинируют и дегазируют медные сплавы?

13. К чему склонны алюминиевые бронзы при плавке?

14. В каких случаях не проводят раскисление?

15. Какие раскислители применяют при плавке медноникелевых сплавов.

16. Почему не рекомендуется использовать покров из древесного угля при плавке мельхиора?