1. Контроль качества жидкого металла

Химический состав сплава проверяется систематически от каждой плавки. Пробу, обычно прямоугольный брусок, специально залитую в чугунную форму, подвергают анализу аналитическим методом или методом спектрального анализа. Только после получения результатов химического анализа сплав можно передавать на дальнейшую обработку. Способы отбора проб, методы анализа, компоненты и примеси, опреде­ляемые при контроле химического состава, устанавливаются соответ­ствующими ГОСТами, ТУ или заводскими нормалями.

Температура расплавленного металла измеряется пирометрами: оптическими, радиационными и термоэлектрическими (термопарами). Оптические и радиационные пирометры применяют редко из-за больших погрешностей вследствие неоднородности свечения (яркости) поверх­ности струи большинства медных сплавов, в особенности содержащих цинк.

Наиболее надежные результаты показывают термоэлектрические пирометры погружения, которые в основном и применяют для замера температуры сплавов тяжелых цветных металлов. При работе с термоэлектрическим пирометром необходимо следить, чтобы не было сильного нагрева холодного спая, так как в этом случае показания температуры будут ниже действительной. Наиболее стабильной величиной э. д. с. обладают хромель-алюмелевые и платина-платинородиевые термоэлементы. Рабочий конец термопары, погружаемой в расплавленный металл, обычно защищен от воздействия металла и шлака наконечником из кварцевой трубки или значительно реже из стального жаропрочного колпачка.

Конструкции рабочего конца термопар для измерения температуры медных и никелевых сплавов приведены на рис. 46. Кварцевую трубку 1, надетую на рабочий конец термопары, скрепляют с остальной ее частью при помощи обмотки из асбестового шнура 2, покрытой огнеупорной обмазкой 3 (жидкое стекло и др.), или блок-гайки 4 из графита или стали.

еред погружением в металл кварцевая трубка окрашивается тонким слоем графитовой краски или другим покрытием. Более высокой стойкостью, чем кварцевые трубки (8—10, 10—15 погружений), обладают защитные наконечники из боридов циркония, хрома, молибдена, нитридов кремния и титана, карбида титана, а также из керметов и молибдена. Стойкость защитных чехлов из этих материа­лов 100—500 погружений, продолжительность прогрева 12—15 сек, из молибдена 8—9 сек.

Жидкотекучесть сплавов определяют с помощью технологических проб. Спиральная проба (рис. 47), как и другие технологические пробы, дает сравнительные результаты жидкотекучести металлов при прочих постоянных условиях. При заливке пробы необходимо особенно тщательно соблюдать постоянство всех параметров: свойства и степень уплотнения формовочной смеси, тем­пературу перегрева металла, напор металла и др. Только в этом случае полученные результаты будут сравнимы. Жидкотекучесть определяют по длине залитой спирали.

Газонасыщенность. Степень газонасыщен­ности расплавленного металла определяют различными технологическими пробами.

Вакуумпроба. От плавки в малень­кий тигелек берут (зачерпывают) пробу рас­плавленного металла. Тигелек с металлом помещают в стальной цилиндр с герметически закрывающейся крышкой. Цилиндр подключают к вакуумнасосу и в нем создают разрежение 200—300 мм рт. ст. Под этим разрежением металл выдерживают до полного его затвердевания.

Затвердевшую пробу разрезают пополам вдоль (по высоте). Пло­скость разреза обрабатывается острым резцом на токарном станке. По характеру распределения и размерам газовых раковин судят о сте­пени газонасыщенности металла. Чем больше в металле было растворено газа, тем крупнее будут раковины в разрезе вакуумпробы. Еще до раз­реза можно судить о степени газонасыщенности металла по виду от­крытой поверхности вакуумпробы. Вогнутая поверхность характерна для малой степени газонасыщен­ности, а выпуклая для повышен­ной. Чем больше выпуклость от­крытой поверхности вакуумпробы, тем выше степень газонасыщенности металла.

Эту пробу применяют для каче­ственной оценки степени газонасы­щенности сплавов, не содержащих легкоиспаряющиеся компоненты (цинк) или содержащих компо­ненты, образующие прочные за­щитные окисные пленки (алюми­ний, кремний и др.).

Открытая графито­вая форма. Расплавленный металл заливают в открытую графитовую формочку (рис. 48), в которой он и затвердевает под атмосферным давлением в виде лепешки. При остывании металла на его открытую поверхность через окисную пленку пробиваются пузырьки газа, выделившегося из раствора. Эти пузырьки на открытой поверхности пробы оставляют след и после полного ее затвердевания. При сильно газонасыщенном металле на поверх­ности пробы располагаются редкие, но крупные пузырьки; при несколь­ко меньшей, но все же значительной газонасыщенности поверхность пробы будет шероховатой от большого количества мелких пузырьков, напоминающих булавочные уколы. При затвердевании металла, прак­тически не содержащего растворенного газа, поверхность пробы будет чистой.

Присутствие в сплаве цинка сильно искажает вид открытой по­верхности пробы в результате выделения газа. По этой причине эта ­проба не может быть рекомендована для определения степени газонасыщенности оловянно-цинковых бронз и латуней.

Проба на рост металла (рис. 49). Пробу применяют для контроля степени газонасыщенности кремнистой латуни. Расплав­ленный металл заливают в хорошо прокаленную форму при 980—1000є С. О степени газонасыщенности судят по наличию вздутия, выпотов на открытой поверхности пробы при охлаждении металла.

Газонасыщенность медных и никелевых сплавов количественно оценивают на установках газового анализа, работающих по принципу удаления (экстрагирования) газов из образцов при их нагреве или рас­плавлении в вакууме (1*10-2/ 1*10-4 am), с последующим определением объема и состава выделившихся газов.