Производство слитков из сплавов благогодных металлов

Слитки из сплавов благородных металлов в зависимости от масштаба производства изготавливают методами наполнительно­го и непрерывного литья. Небольшие по массе слитки при не­большом масштабе производства получают литьем в неводоох­лаждаемые металлические (стальные, чугунные, медные) и неме­таллические (графит, туф) изложницы. Для предотвращения об­разования газовых пор слитки ряда сплавов отливают в вакууме. Более крупные плоские слитки отливают в изложницы с водоох­лаждаемым поддоном. При производстве листов и лент из чисто­го золота используют слитки, выпускаемые аффинажными заво­дами.

При больших объемах производства изготовление слитков из сплавов благородных металлов осуществляют методами полунеп­рерывного (см. рис. 142) и бесструйного литья (см. рис. 167).

Основным требованием к технологии литья является создание условий для направленного затвердевания слитков снизу вверх к зоне жидкого металла. Этому требованию наиболее полно удов­летворяют литье в водоохлаждаемые кристаллизаторы и бесструн­ное литье.

Технология литья слитков из сплавов благородных металлов имеет много общего с технологией литья слитков из медных спла­вов. Скорость заливки регулируют путем применения воронок с фиксированным числом и диаметром отверстий. При этом ско­рость подъема уровня металла в изложнице принимают близкой к скорости кристаллизации металла. Полунепрерывное литье слит­ков ведут в низкие кристаллизаторы со скоростью 2,5...8 м/ч в зависимости от состава сплава и размеров слитков. При литье используют близкие к составу смазки.

Характерной особенностью литья слитков из сплавов на осно­ве серебра и золота в металлические изложницы является необ­ходимость значительных перегревов расплавов (до 1100... 1450 °С для золотых и 1050... 1400 °С для серебряных сплавов), так как они обладают малой теплоемкостью и высокой теплопроводнос­тью. При небольших перепевах получить качественные слитки трудно из-за повышенной склонности сплавов к образованию газовых раковин и низкого качества поверхности. Однако следу­ет отметить, что заливка чрезмерно перегретых сплавов также нежелательна, так как сопровождается повышенным угаром ме­талла, окислением и большими объемными изменениями в про­цессе охлаждения и кристаллизации. Наибольшие трудности воз­никают при изготовлении слитков из сплавов с широким интер­валом кристаллизации: Аи—С(1 (10...25 %), Аи~8п (5...17 %), Аи— Р* (10 %), А^-Си, А^-Зп и др. Эти сплавы склонны к зональной ликвации и рассеянной газоусадочной пористости, имеют низ­кие механические свойства в области твердо-жидкого состояния и склонны к горячеломкости. Для получения качественных слит­ков из таких сплавов необходимо создание условий для направ­ленной кристаллизации. Наибольшее распространение для изготовления слитков из титановых сплавов получил способ переплавки расходуемого элек­трода в кристаллизаторе вакуумной электродуговой печи.

Сущность способа заключается в следующем: заранее приго­товленный из титановой губки и других кусковых шихтовых ма­териалов методом прессования (или каким-либо другим методом) расходуемый электрод плавится электрической дугой и расплав­ленный металл стекает в жидкую ванну. В течение всего процес­са плавки длина выплавляемого слитка непрерывно возрастает и в конце плавки она становится равной высоте изложницы.

Полученный слиток первого переплава неоднороден по хими­ческому составу и поэтому его переплавляют вновь. При втором переплаве в качестве расходуемого электрода используют слиток первого переплава. Для плавки металла в печах, предназначен­ных для фасонного литья, в качестве расходуемого электрода ис­пользуют слитки первого переплава.

Жидкий металл в процессе производства слитка непосредствен­но контактирует только с разреженной атмосферой (открытая поверхность ванны с жидким металлом) и с затвердевшим метал­лом слитка (донная часть ванны). Это практически исключает насыщение титановых сплавов примесями в процессе плавки и формирования слитка.