6. Неметаллические включения в расплавах. Способы рафинирования от них.

Рафинирование от неметаллических включений

Неметаллические включения могут быть экзогенные (те, кот-е попали в расплав извне) и эндогенные (в рез-те каких-либо взаимод-й в самом расплаве). Методы: продувка инертными и активными газами, обработка хлоридами, обработка флюсами, вакуумирование, отстаивание, фильтрация.

Продувка основана на флотирующем действии пузырьков газа по отношению к нераствор частицам. Пузырьки приклеиваются к инородным поверхностям и выносят их на поверхность. Требуется, чтобы пузырьки были мелкие и занимали большой объем расплава.

Рафинирование флюсами основано на переходе частиц нераствор примесей в шлак или флюс в рез-те растворения или смачивания. При использовании этого метода требуется непрерывное перемешивание расплава. После такого рафинирования требуется отстаивание для всплывания капель шлака или флюса.

Отстаивание основано на разности плотностей расплава и материала, составляющего нерастворимые частицы.

Рафинир-е путем фильтрации — наиболее действенный способ. Производится ч\з сетчатые, зернистые, жидкие и пористые фильтры. Сетчатые изготавливают из стеклоткани или металл сетки с размером ячеек >=0.2мм. Зернистые фильтры имеют толщину 100-150мм из зерен размером 5-15мм. Работает за сёт удержания включений за счет поверхностных явлений, изготавливают из шамота, магнезита и пр. Пористые — спеченный керамический материал с открытыми порами размером в доли мм.

7. Выбор способа плавки. Шихтовые материалы, Применение лигатур.

Вид плавильной печи выбирают исходя из Т-ры плавления основного компонента сплава и хим активности его и легирующих компонентов, одновременно решается вопрос о выборе футеровки печи. Плавку алюминиевых, цинковых, оловянисто свинцовых сплавов ведут на воздухе, т.к. на их поверхности образуется прочная оксидная плёнка. Но для плавки магниевых сплавов применяют специальные меры — флюсы, защитная атмосфера. Защита расплава от газа необходима, если газ растворяется в жидком Ме. Защита достигается применением флюсов, шлаков и др. защитных покровов. Если такие меры недостаточны — применяется плавка в атмосферах защитных или инертных газов. Или используют плавку в вакууме. Несмотря на защиту, расплавы загрязняются примесями, для чего проводят рафинирование и раскисление. Операция модифицирования (для измельчения структуры) проводится перед разливкой Ме, т.е. в последнюю очередь. Потери расплава от шихтовки составляют 2-5% из-за потерь Ме. Плавку всегда производят в предварительно нагретой печи на 150-200С больше, чем Тпл основного компонента сплава. Желательно начинать новую плавку, оставляя в печи некоторое кол-во расплава от предыдущей плавки, что ускоряет процесс и снижает потери Ме. Сначала в жидкую ванну добавляют наиболее тугоплавкую шихту, периодически добавляют новый шлак/флюс и удаляют старый. В последнюю очередь в расплав вводят летучие и химически активные элементы. Затем рафинирование, перед заливкой — модифицирование.

Лигатуры — промежуточные сплавы, обычно состоящие из основного компонента с одним или несколькими легирующими компонентами, но в значительно больших содержаниях, чем в рабочем сплаве. Лигатуры используют, когда введение добавки затруднено (напр., из-за длительности процесса растворения, потерь от окисления, испарения и пр.). В виде лигатур целесообразно вводить тугоплавкие, легкоплавкие и хим активные компоненты. Так же вводят, если нужна очень малая добавка.

В качестве шихтовых материалов используют чистые Ме, возвраты и отходы того же состава, что и приготовляемый сплав, отходы др сплавов. Выбор ШМ определяется возможностью получения требуемого сплава, ценой, возможностью переработки в выбранном плавильном агрегате. Возвраты и отходы — наиболее дешёвые, но в них много примесей, поэтому только из них составлять шихту нельзя. Количество шихтовых материалов определяется путем расчета шихты.