18.4.5 Получение магния

Магний получают из магнезита MgCО₃, доломита MgCО₃ · СаСО₃, кар­наллита MgCl₂ ∙ КС1 · 6Н₂О двумя способами – электролитическим и тер­мическим. Наиболее распространенным является электролитический. Ис­ходным сырьем в этом случае служит обезвоженный хлорид магния или обезвоженный карналлит. Хлорид магния получают обжигом магнезита и хлорированием оксида магния:

MgCO₃ = MgO + СО₂;

MgO + Cl₂ + С = MgCl₂ + CO.

Электролиз расплавленного хлорида магния MgCl₂ осуществляют в электролизерах. Аноды изготавливают из графита, катоды – из стали. После электролиза для удаления примесей его подвергают рафинированию.

Магний применяют для раскисления и обессеривания некоторых метал­лов и сплавов, для производства сверхлегких сплавов.

18.5 Производство металлических изделий

Металлические изделия изготавливают методами литья, давлением, с применением сварки и пайки. Для улучшения свойств металл подвергают термической обработке.

18.5.1 Получение изделий литьем

Литьем называется способ получения заготовки или изделий (отливок) за­полнением форм заданной конфигурации жидким металлом. Отливки изготав­ливают литьем в обычные песчаные формы и специальными способами.

Литейные формы изготавливают из формовочных и стержневых смесей, состоящих из кварцевого песка, являющегося огнеупорной основой, и свя­зующих: глины, жидкого стекла, полимеров. В литейные формы из вагра-нок, электропечей или раздаточных ковшей заливают расплав.

Специальными способами литья получают изделия высокой точности с лучшим качеством поверхности. Это литье в кокиль, когда литейная форма изготавливается из металла (чугун, алюминиевые и другие сплавы), литье под давлением, литье в керамические формы.

Для строительства отливают из чугуна тюбинги. трубы, опорные части колонн, архитектурно-художественные детали.

18.5.2 Обработка металлов давлением

Существует ряд способов обработки металлов давлением: прокатка, ков­ка, волочение, штамповка и прессование (рисунок 18.20) Они возможны из-за пластических свойств металлов.

Рисунок 18.20 – Схема основных способов обработки металлов давлением:

а – прокатка; б – волочение; в – прессование; г – ковка; д – объемная штамповка;

е – листовая штамповка

При прокатке слитки многократно пропускаются между двумя валками, вращающимися навстречу друг другу. Заготовки деформируются и прини­мают заданную форму. Прокатка может выполняться как в холодном, так и в горячем состоянии. Холодным способом получают тонкие стальные лис­ты. Большинство изделий (балки, рельсы, трубы, арматура) прокатывают горячим способом при температуре 900–1250 °С.

При ковке разогретый металл под ударами молота деформируется. Ков­ка может быть свободной и в штампах. При свободной – металл свободно растекается под ударами молота, при ковке в штампах металл под ударами молота заполняет формы штампов.

При волочении холодный металл в виде прутка или трубы протягивается через отверстия, которые меньше сечением заготовки, и отжимается. Полу­чаются изделия с чистой и гладкой поверхностью точных профилей. В ре­зультате пластических деформаций происходит упрочнение металла, повы­шается твердость, но снижается пластичность и вязкость. Появляется на­клеп. Он вызывает старение стали. Происходит изменение структуры, по­вышается хрупкость. Это опасно при ударных нагрузках в рельсах, мосто­вых конструкциях, подкрановых балках.

При прессовании металл выдавливается из полости контейнера через выходное отверстие - очко матрицы. Прессование осуществляется на меха­нических и гидравлических прессах, создающих давление до 750 МН. Ме­тодом горячего прессования изготавливают прутки, трубы, профили слож­ного сечения. В последние годы все более применяют и метод холодного прессования.