Dekoratsioon 

Alumiiniumisulamite sulatamine. Sulamissulami AL2 (AK12) näide

Üks peamisi kergmetallide kategooriaid, mida erinevates tööstusharudes laialdaselt kasutatakse, on alumiiniumil põhinevad sulamid. Kõige tavalisem neist on AK12 valusulam. Metalli edukaks praktiliseks kasutamiseks peavad spetsialistid suutma õigesti hallata teavet selle eesmärgi, koostise ja omaduste kohta.

Sulami omadus

Erinevates tööstusharudes kasutatakse raudmetallidel (teras, malm) põhinevate kõrgtugevate sulamite kõrval laialdaselt alumiiniumi ja räni baasil valmistatud kergeid ühendeid - silumiine. Need on vastupidavamad ja kulumiskindlamad kui puhas alumiinium, kuid on mõnevõrra halvemad kui alumiiniumi-vase ühendid.

Üks levinumaid alumiinium-räni sulameid on AK12. See kuulub valukodade kategooriasse.

Vananenud klassifikatsiooni järgi oli see tähistatud tähtedega AL - cast alumiinium.

AK12 omadused võib jagada kolme rühma:

Füüsiline

  • erisoojusvõimsus - 838 J / (kg * rahe);
  • elastsusmoodul - 0,7 MPa;
  • tihedus - 2650 kg / m3;
  • soojuspaisumistegur - 21,1 1/deg;
  • elektri eritakistus - 54,8 Ohm * m.

Mehaaniline

  • Brinelli kõvadus - HB 10-1=50 MPa;
  • tõmbetugevus vormi valamisel või rõhu all - 147-157 MPa;
  • suhteline pikenemine vormi valamisel - 2-3%;
  • suhteline pikenemine survevalu ajal - 1-2%.

Valukoda ja tehnoloogiline

  • lineaarne kokkutõmbumise koefitsient - 0,8%.

Silumiin on õhukindel ja väga korrosioonikindel. Merevees kasutatavas sulamis AK12 ei tohiks standardi nõuetele vastava vase osakaal ületada 0,3%. Sulamil on suurepärased korrosioonivastased omadused muudes keskkondades:

  • alahape;
  • aluseline;
  • kõrge õhuniiskuse tingimustes.

Sulami AK12 negatiivsed omadused hõlmavad järgmist: - rabedus töötlemisel.

  • kõrge poorsus;
  • valandite jämedateraline eutektiline struktuur;
  • madal füüsilise aktiivsuse lävi.

Sulamivalandite kuumtöötlemise (karastamise) abil on tugevuse suurendamine võimatu.

Keemiline koostis

Vastavalt standardile GOST 1583-93 "Valatud alumiiniumisulamid" on AK12 keemiline koostis järgmine:

1. Mitteväärismetallid

  • alumiinium - 84,3-90%.
  • räni - 10-13%.

2. Lisandid

  • raud - kuni 1,5%
  • vask - kuni 0,6%
  • mangaan - kuni 0,5%
  • tsink - kuni 0,3%
  • magneesium ja titaan - kuni 0,1%

Pärast keemiliste lisanditega modifitseerimist saavutas sulam kõrge mehaanilise jõudluse:

  • naatrium;
  • kaalium;
  • liitium.

Mõnel juhul võib kasutada ka ülaltoodud keemiliste elementide sooli. Modifikaatorite osakaal sulami koostises ei ületa 0,01%. Nende eesmärk on suurendada plastilisusindeksit valamisel, sidudes räni aatomeid.

Traditsiooniliste modifikaatorite kõrval on viimasel ajal laialt levinud strontsiumil põhinevate ühendite lisamise tehnoloogia, mis on jäätmetele vastupidav. Samuti ei too selle lisamine kaasa gaasi kokkutõmbumise ja valandi poorsuse suurenemist. AK12 koos strontsiumi lisamisega säilitab pärast korduvat ümbersulatamist oma füüsikalise ja keemilise struktuuri.

AK12 sulami praktiline rakendamine

Kõrge voolavusindeksi tõttu kasutatakse sulamit laialdaselt osade tootmisel, mis töötavad keskkonnas, mille temperatuur on kuni 200ºС. Silumiinvalandeid valmistatakse kolmel viisil:

  • surve all.
  • kasutades metallist valuvormi (jahutusvorm).
  • kasutades liivavormi.

Kõige nõutum AK12 valmisvaluvorm turul on kuni 15 kg kaaluvad valuplokid.

Vastavalt standardi nõuetele kantakse valule jäljendiga järgmine teave:

  • sulami nimi;
  • sulamisarv;
  • kaal.

Pakendiga peab kaasas olema sertifikaat, mis näitab sulami täpset keemilist koostist.

AK12 kasutusalad ja tootesari on äärmiselt lai:

  • autotööstus, lennukitööstus - silindriplokid, kolvid ja karterid.
  • elamu- ja kommunaalteenused - torustikutööde ventiilid, kütteseadmete soojusvahetid.
  • Teatud tüüpi köögiseadmed on valmistatud silumiinist.

Räni ja väikese osa magneesiumiga, samuti muude lisanditega. Silumiine iseloomustab vähene valu kahanemine, tihedus, korrosioonikindlus ja kõrge kõvadus võrreldes teiste Al-põhiste sulamitega. Kuid mitte kõik silumiinid ei näita oma omadusi ühtemoodi ja ei käitu erinevalt suurenenud koormuse tingimustes, merevees ja kõrgel temperatuuril.

Meilt saad osta:

  • Valuplokid AK12pch (kõrge puhtusastmega).

AK12 keemiline koostis ja mehaanilised omadused

Kuna AK12 on valatud alumiiniumisulam, on selle keemiline koostis ja muu oluline teave sätestatud GOST 1583-93.

Valamine ja tehnoloogilised omadused

AK12 kangid paljudes teistes alumiiniumist toorikutes eristuvad vähese valamise kokkutõmbumise protsendiga 0,8%, suure vedelas olekus voolavuse ja väikese tihedusega. Lisaks ei pragune see materjal valamise ajal. Selle silumiumi lühiajaline tugevus on aga väiksem, mistõttu selle kasutusala piirdub väikese koormuse all töötavate osadega.

AK12 valandid saadakse minimaalse valukahanemisega, neil on hea tihedus ja kõrge tihedus. Osade tugevus paksuseinaliste toodete valamisel allapoole väga ei kõigu. Korrosioonikindlus normaalses vees ja atmosfääris on hea. Keevitatavus AK12 - piiranguteta argoon- või punktkeevitusega, keevitaja piisava kvalifikatsiooniga. Allpool kirjeldame selle materjali rakendamist üksikasjalikumalt.

AK12 tööomadused

Tuleb märkida, et sellest sulamist valmistatud osad ei ole ette nähtud merevees töötamiseks. Selle põhjuseks on vase kõrge sisaldus selle koostises. Cu sisaldus AK12-s on umbes 0,6% ja merevees kasutamiseks kasutatakse ainult alumiiniumisulameid, mille vasesisaldus on alla 0,3%. Seetõttu ei ole AK12 nendel eesmärkidel soovitatav.

Mis puutub töötemperatuuri režiimi, siis paljud silumiinid on sepistatud ja kuumakindlad sulamid, kuid AK12 hõivab teiste silumiinide seas erilise niši. Seda saab kasutada ka sepistamiseks, kuid sellest valmistatud osi ei saa kasutada temperatuuril üle 200 °C. Sellest temperatuurist kõrgemal hakkab sulam kaotama korrosioonikindlust ja tugevust. Need muutused on pöördumatud.

Tooted AK12 silumiinist

Hea voolavuse, mitteläbilaskvuse ja korrosioonikindluse tõttu on seda materjali soovitatav kasutada masinate, seadmete, keeruka kujuga seadmete osade valamisel. Kuid selle sulami rabedus ei võimalda seda kasutada koormuse all töötavate kriitiliste osade valamisel.

AK12 kasutatakse osade valamiseks jahutusvormis, liivavormides, surve all, vastavalt mudelitele, kestade kujulistesse vormidesse. Sellest valmistatakse pumba korpused, mootoriosad, seadmed ja kodumasinad. Muus osas toodetakse ka selle kõrge puhtusastmega silumiinist toiduaineid, kuid ainult eriloaga: pajad, potid jne. Seda on võimalik kasutada ka relvaäris.

Failid: 1 fail

Sulamisel kasutatakse laengumaterjalidena puhtaid metalle, valmistatud sulamiga sama koostisega materjale ja jäätmeid.

ka muude sulamite jäätmed. Määratakse laadimismaterjalide valik,

samuti kogu võimalus saada neist antud koostisega sulam, samuti tehnilised ja majanduslikud andmed: materjali saadavus, selle hind, töötlemise võimalus valitud sulatusüksuses.

Tagastamine ja jäätmed on madalaima hinnaga. Kuid need on reeglina lisanditega saastunud, mistõttu on võimatu neist kogu laengut korvata, kuna lisandite eemaldamine sulamise ajal pole kaugeltki alati võimalik ja soovitatav. Lisaks sisaldavad jäätmed ja tagastus sageli tuvastamatuid lisandeid, mis halvendavad metalli omadusi. Sellega seoses määratakse jäätmete ja tagastamise osa tasus sageli kindlaksmääratud lisandite lubatud sisalduse tingimusest.

Tasumaterjalide suurus määratakse tasu arvutamise teel. Arvutamisel võetakse arvesse eeldatavat metallikadu. Laengu arvutamiseks on vaja võib-olla kõigi laengumaterjalide täielikum keemiline analüüs. Allpool on laengu aritmeetiline arvutus.

Sulatustehnoloogia: Sõltuvalt tootmise mastaabist ja spetsiifikast sulatatakse alumiiniumvalusulameid tiigli- ja reverberatsiooniahjudes, mis töötavad elektri, vedela või gaasilise kütusega. Eriti laialt levinud elektrilised induktsioonahjud.

Primaarmetallide, sekundaarsete sulamite ja ligatuuride keemiline koostis peab vastama GOST ehk TU nõuetele. Tavaliselt kasutatakse tasuna järgmist:

  1. Silumiin kaubamärk SIL1 (12% Si, ülejäänud Al) (GOST2685-89);
  2. Ligatuur Al-Cu (57,5% Al).

Alumiiniumisulamite sulatamise laeng ei tohiks olla märg ega saastunud õli, emulsiooni, mullaga. Kõik vedelasse metalli sisestatud laengukomponendid tuleb metallide emissiooni vältimiseks kuumutada temperatuurini 150...200°C. Laengu koostis sisaldab valuploki primaarset alumiiniumi ja sekundaarseid sulameid, tagastamist ja jäätmeid. Kergesti oksüdeerivad elemendid sisestatakse ligatuuridena, et hõlbustada nende lahustumist ja vähendada jäätmeid. Ligatuuride sulatamist on kõige parem teha induktsioontiigli ahjudes.

Mugavuse ja selguse huvides arvutame 100 kg sulami kohta.

Laengu arvutamine põhisulami kasutamisel ilma lisandite sisaldust arvestamata: antakse valmistada 1000 kg sulamit AK12M2 Sulami keskmine keemiline koostis on Si = 11-13%; Cu = 1,5-3%; Fe = 1% lisandit 1%; Al - ülejäänud.

  1. passi valuplokkide kaubamärk A0 (GOST 11069-01);
  2. Silumiin kaubamärk SIL00 (13% Si, ülejäänud Al) (GOST2685-89);
  3. ligatuur Al-Cu (57,5 Cu);

4) sulatamine toimub tiigli ahjus. Komponentide kadu: 1% Al; 1% Si; 1% Fe; 1,5% Cu;

a) alumiinium (84 × 100) / (100-1) = 84,8 kg;

b) räni (12 × 100) / (100-1) = 12,12 kg;

c) vask (2 × 100) / (100-1,5) = 2,03 kg;

d) raud (1 × 100) / (100-1) = 1,01 kg;

2. Määrake vajalik AO kogus:

82,06 / (99/100) \u003d 82,88 kg;

b) silumiiniumist kaubamärk SIL1. Arvutamine toimub räni jaoks:

(13 × 93,23) / 100 = 12,12 kg

c) Al-Cu ligatuur:

(42,5 × 4,77) / 100 = 2,02 kg

3. Määrake alumiiniumi kogus, mis tuleb sisestada puhtal kujul:

Kõik Al sisestatakse ligatuuride kujul. Alumiiniumi valuplokki saab kasutada sulami koostise reguleerimiseks.

5. Määrame iga laengu komponendi massi sulami ühe sulami (10 000 kg) kohta:

passi valuplokid mark A0 8288kg

Silumiin mark SIL00 93 23 kg

Ligatuur Al-Cu 477 kg

5. 1 tonni sulami kuumutamiseks, sulatamiseks ja ülekuumenemiseks valutemperatuurini vajaliku soojushulga arvutamine.

Kasuliku soojuse hulk, mis kulub sulandi kuumutamiseks, sulatamiseks ja ülekuumenemiseks etteantud temperatuurini, kJ

Qtot = Qraz + Qpl + Qper

kus Q korda soojushulk, mis on vajalik sulami kuumutamiseks temperatuurini, kJ;

Qpl on metalli sulatamisele kulutatud soojushulk, kJ;

Qper on soojushulk, mis kulub sulandi ülekuumenemiseks etteantud temperatuurini, kJ.

a) määrake sulami temperatuurini kuumutamiseks vajalik soojushulk:

kus M on metalli mass,

Ctv - kõvasulami keskmine soojusmahtuvus,

Dulong-Petiti seadusest

213,125 kcal/(kg C)

Stv = 213,125 × 4,18 \u003d 890,9 J / (kg × C)

tsol - sulamistemperatuur, tsol = 560 C;

sulami algtemperatuur, t0 = 20 C

Qtime \u003d Ctv M (tsol - t0) \u003d 890,9 × 1000 (560 - 20) \u003d 481086 kJ

b) määrake metalli sulamisele kulunud soojushulk:

kus on sulami keskmine varjatud sulamissoojus, kJ/kg

Qpl \u003d q M \u003d = 550,82 × 1000 = 550820 kJ

c) määrake sulatise teatud temperatuurini ülekuumenemiseks kulutatud soojushulk:

kus on vedela sulami keskmine soojusmahtuvus,

Vedela oleku Dulong-Petiti seadusest:

\u003d (0,22 + 0,03 + 0,002) * 1000 \u003d 252 kcal / (kg × C)

Ctv = 252 kcal / (kg × C) \u003d 4,18 × 252 \u003d 1053,36 J / (kg C)

ülekuumenemistemperatuur, C;

Qtrans = Czh M (tli - tlik) = 1053,36 × 1000 (720 - 640) \u003d 84269 kJ.

d) soojuse koguhulk, mis on vajalik 1000 kg sulami kuumutamiseks, sulatamiseks ja ülekuumenemiseks:

Qgen = Qraz + Qpl + Qper = 481086 + 550850 + 84269 = 1116205 kJ

6. Sulamisüksuse valik ja sulami valmistamise tehnoloogia väljatöötamine.

6.1. Sulatusüksuse valik ja selle omadused.

Alumiiniumisulamite tootmiseks kasutatakse erinevaid ahjusid. Ahju valik tehakse sõltuvalt tootmismahust, sulatatud metalli kvaliteedinõuetest ja mitmetest muudest teguritest.

Vastavalt sulamite sulatamiseks kasutatava energia tüübile jagunevad kõik sulatusahjud kütuseks ja elektriliseks. Kütuseahjud jagunevad tiigliteks, peegeldavateks ja šaht-vannitubadeks. Elektriahjud klassifitseeritakse sõltuvalt elektrienergia soojusenergiaks muundamise meetodist. Valukodades kasutatakse takistus-, induktsioon-, elektrikaare-, elektronkiire- ja plasmaahjusid.

Elektritakistusahjudes toimub laengu kuumutamine ja sulatamine tänu soojusenergiale, mis tuleb sulatusahju katusesse või seintesse paigaldatud elektriküttekehadest. Neid ahjusid kasutatakse alumiiniumi, magneesiumi, tsingi, tina ja pliisulamite sulatamiseks.

Vastavalt tööpõhimõttele ja konstruktsioonile jaotatakse induktsioonahjud tiigliks ja kanaliks.Tiigli ahjud, olenevalt toitevoolu sagedusest, liigitatakse kõrgendatud ja tööstusliku sagedusega ahjudeks (50 per / s).

Sõltumata toitevoolu sagedusest põhineb kõigi induktsioontiigli ahjude tööpõhimõte elektromagnetilise energia induktsioonil kuumutatud metallis (Foucault voolud) ja

muutes selle soojuseks. Metallist või muudes elektrit juhtivatest materjalidest valmistatud tiiglites sulatamisel kandub soojusenergia kuumutatud metallile üle ka tiigli seinte kaudu. Induktsioontiigli ahjusid kasutatakse alumiiniumi, magneesiumi, vase, niklisulamite, aga ka terase ja malmi sulatamiseks.

Sulami AK12M2 valmistamiseks valime IAT-1 kaubamärgiga induktsioontiigli ahju.

Tiigliahjude võimsus ulatub kilogrammi murdosadest (laboriahjud) kuni mitmekümne tonnini.

Tiigli induktsioonahjude eelised:

1) võimsustiheduse kõrgete väärtuste tõttu saavutatud kõrge jõudlus;

2) sulatise intensiivne tsirkulatsioon tiiglis, mis tagab temperatuuri ühtlustamise vanni mahuga ja sulamite homogeense keemilise koostise saavutamise;

3) kiire ülemineku võimalus ühe klassi sulami sulatamiselt teisele;

4) laialdane (kuni 100%) madala kvaliteediga materjalide kasutamine laengus - laastud ja jäätmed;

5) sulamisvõimalus mis tahes rõhul (vaakumpahjud) ja mis tahes atmosfääris (oksüdeeriv, redutseeriv, neutraalne);

6) ahju hooldamise lihtsus ja mugavus, sulatusprotsessi juhtimine ja reguleerimine; rohked võimalused laengu laadimise ja metalli valamise mehhaniseerimiseks ja automatiseerimiseks, head sanitaar- ja hügieenitingimused.

Tiigliahjude puudusteks on tiigli voodri madal vastupidavus ja metalli suhteliselt madal temperatuur vedelikuvanni pinnal, mis ei võimalda räbuste tõhusat kasutamist sulamite metallurgiliseks töötlemiseks. Tiigliahjude eelised on aga nii olulised, et need levivad üha laiemalt. On avatud ahjud (õhus sulamine) ja vaakum (vaakumis sulamine).

Alumiiniumi, magneesiumi ja vasesulamite sulatamiseks kasutatakse tööstusliku sagedusega avatud induktsioontiigli ahjusid võimsusega 0,4-1,0 kuni 25-60 tonni ja võimsusega 0,5-6,0 tonni vedelat metalli tunnis. Sõltumata sulatava sulami kvaliteedist ja võimsusest on induktsioontiigli ahjudel samad struktuuriüksused ning need erinevad peamiselt elektriseadmete jõudluse ja võimsuse poolest.

Alumiiniumi ja vasesulamite sulatamiseks mõeldud ahjude tiiglid valmistatakse tulekindlate masside stantsimise ja paagutamise teel ning magneesiumisulamite sulatusahjud on varustatud keevitatud või valatud terastiigliga.

Kõrgsageduslikke induktsioonahjusid kasutatakse nikli- ja vasealustel sulamite, aga ka teraste ja mitmete muude sulamite sulatamiseks. Ahju võimsus - kümnetest kilogrammidest kuni 1-3 tonni vedelat metalli. Toiteallikaks on türistori voolumuundurid.

Induktsioonkanali ahju IAT-1 peamised omadused

Tabel 5

6.2. Tehnoloogia arendamine sulami AK12M2 saamiseks

Enamiku alumiiniumisulamite sulatamine pole keeruline. Legeerivad komponendid, välja arvatud magneesium, tsink ja mõnikord vask, võetakse kasutusele põhisulamite kujul. Ligatuur A1-Si viiakse sulatisse temperatuuril 700-740 °C; tsink laaditakse enne magneesiumi, mis tavaliselt sisestatakse enne metalli tühjendamist. Laengumaterjalide laadimine toimub järgmises järjestuses; alumiiniumkangid, suurjäätmed, ümbersulatamine, põhisulamid või puhtad metallid. Valatud sulamite maksimaalne lubatud ülekuumenemine on 800-830 °C. Õhus sulamisel alumiinium oksüdeerub. Peamised oksüdeerivad ained on hapnik ja veeaur. Õhu niiskusesisaldus talvel on 2-4,5 g/m 3, suvel 18,5-23 g/m 3; Vedel- või gaaskütuste põlemissaadused võivad sisaldada 35–70 g/m 3 veeauru. Olenevalt hapniku ja veeauru temperatuurist ja rõhust, samuti interaktsiooni kineetilistest tingimustest tekivad oksüdatsiooni käigus alumiiniumoksiid (A1 2 O 3) ja suboksiidid (A1 2 O ja A1O). Suboksiidide moodustumise tõenäosus suureneb koos temperatuuri tõusuga ja hapniku osarõhu langusega sulandi kohal. Normaalsetes sulamistingimustes on termodünaamiliselt stabiilseks faasiks tahke alumiiniumoksiid - A1 2 O 3, mis ei lahustu alumiiniumis ega moodusta sellega madala sulamistemperatuuriga ühendeid. Kuumutamisel temperatuurini 1200 °C - A12O3 rekristalliseerub a-Al2O3-ks. Kuna tahke ja vedela alumiiniumi pinnal toimub oksüdatsioon, tekib tihe ja vastupidav 0,1–0,3 µm paksune oksiidkile. Selle paksuse saavutamisel oksüdatsioon praktiliselt peatub, kuna hapniku difusiooni kiirus läbi kile aeglustub järsult. Oksüdatsioonikiirus suureneb tugevalt sulandi temperatuuri tõustes.

Alumiiniumi ja magneesiumi sulamid moodustavad muutuva koostisega oksiidkile. Madala magneesiumisisaldusega (kuni 0,005%) on oksiidkile struktuur -A1 2 O 3 ja see on MgO tahke lahus -A1 2 0 3-s; 0,01-1% Mg sisaldusega oksiidkile koosneb muutuva koostisega spinellist (MgO-A1 2 O) ja magneesiumoksiidist; mille Mg sisaldus on üle 1,0%, koosneb kile peaaegu täielikult magneesiumoksiidist. Berüllium ja lantaan (kuni 0,01%) vähendavad nende sulamite oksüdatsioonikiirust alumiiniumi oksüdatsioonimäära tasemele. Nende kaitsev toime tuleneb sulamite oksiidkile tihenemisest, mis on tingitud selles tekkinud pooride täitmisest.

Sulatuse segamisega sulamisprotsessi ajal kaasneb oksiidkile terviklikkuse rikkumine ja selle fragmentide segunemine sulamisse. Sulandite rikastamine oksiidsulgudega toimub ka sulatusseadmete vooderdusega toimuvate vahetusreaktsioonide tulemusena. Kiledega sulandite saastumise astmele avaldab kõige olulisemat mõju algsete primaarsete ja sekundaarsete laengumaterjalide pinna oksüdatsioon. Selle teguri negatiivne roll suureneb, kui kompaktsus väheneb ja materjali eripind suureneb.

Töö kirjeldus

Alumiiniumil on kuubikujuline näokeskne kristallvõre ja see ei allu allotroopiliselt. Sellel on madal tihedus (2,7 g/cm3), madal sulamistemperatuur (660°C), kõrge tõmbevenivus (kuni 60%), hea elektrijuhtivus ja kõrge eritugevus. Alumiiniumil on suur kristalliseerumise mahukahanemine (6,5%) ja suur lineaarne kokkutõmbumine (1,7%); see oksüdeerub kergesti, moodustades Al2O3 tiheda kaitsva oksiidkile. Alumiiniumi kasutatakse laialdaselt elektrotehnikas, lennunduses, toiduainetööstuses, autotööstuses ja ehituses.

1. Sulami üldised omadused ja kasutusalad…………………….3
2. Sulami füüsikalised, valu-, mehaanilised ja muud omadused………6
3. Sulami teoreetilise tiheduse arvutamine…………………………………7
4. Laengu ja abimaterjalide omadused sulami saamiseks. Tasu arvutamine……………………………………………………… 9
5. 1 tonni sulami kuumutamiseks, sulatamiseks ja valutemperatuurini ülekuumenemiseks vajaliku soojushulga arvutamine……………………………………11
6. Sulamisüksuse valik ja sulami valmistamise tehnoloogia arendamine…………………………………………………………………………………..13
6.1. Sulatusploki valik ja selle omadused……………………………………………………………………………
6.2. Tehnoloogia arendamine sulami AK12M hankimiseks ……………… 16
Kasutatud kirjanduse loetelu……………………………………………19

Valatud alumiiniumisulameid reguleerib GOST 1583-93, mis kehtib metallilaenguna kasutatavate valuplokkide sulamitele ja valmisvalandite sulamitele (kokku 39 klassi). Vastavalt standardile GOST1583-93 kasutatakse sulami märgistamisel kombineeritud (topelt) tähistust: esiteks märgitakse sulami klass valuplokkides, seejärel sulgudes - sulami klass valmiskujuliste valandite jaoks, näiteks: AK12 (AL2) , AK13 (AL13), AK5M (AL5) .

Valuplokkides olevad sulamid on tähistatud järgmiselt. Esialgu on märgitud täht "A", mis näitab, et sulam on alumiinium. Seejärel tähistavad tähed peamiste või legeerivate elementide nimetust, millele järgneb number, mis näitab nende komponentide keskmist protsenti. Alumiiniumi valusulameid moodustavate komponentide järgmine tähistus on aktsepteeritud: K - räni; Su - antimon; Mts - mangaan; M - vask; Mg - magneesium; H - nikkel; C - tsink. Näiteks: AK12 on alumiiniumisulam, mille keskmine Si sisaldus on 12%; AK10Su - sisaldab legeeriva elemendina 10% räni ja antimoni, ülejäänu on A1; AMg4K1, 5M - sulam, mis sisaldab magneesiumi - 40%, räni - 1,5, vaske umbes 1,0%, ülejäänud - A1.

Valandite sulami klass on näidatud kahel viisil:

Esimene - tähtedega AL (A - alumiinium, L - valukoda), millele järgnevad numbrid, mis näitavad sulami numbrit. Need arvud on tinglikud, neil puudub seos keemilise koostise ega mehaaniliste omadustega. Nimetuse näide - AL2, AL4, AL19;

Teine on sarnane valuploki sulamitele.

Projekteerimisdokumentatsioonis lubab standard vormitud valandite märgistamisel märkida sulami marki ilma täiendava margitähiseta sulgudes või ainult sulgudes märgitud marki.

Õppeprotsessis, kui on näidatud valmisvalu metalli keemiline koostis, on sulatamiseks kasutatava laengu (valuplokkide) puhul lubatud kasutada tähistust vastavalt esimesele meetodile (AL ...). , siis saab valuplokkide marki näidata vastavalt teisele meetodile (AK .. .).

3.2.1. Alumiiniumisulamite klassifikatsioon ja omadused

Eesmärgi järgi võib struktuursed alumiiniumivalusulamid jagada järgmistesse rühmadesse:

sulamid, mida iseloomustab kõrge tihedus: AK12 (AL2), AK9ch (AL4), AK7ch (AL9), AK8MZch (VAL8), AK7pch (AL9-1), AK8l (AL34), AK8M (AL32);

ülitugevad kuumakindlad sulamid: AM5 (AL 19), AK5M (AL5), AK5Mch (AL5-1), AM4,5 Kd (VAL10);

korrosioonikindlad sulamid: AMch11 (AL22), ATs4Mg (AL24), AMg10 (AL27), AMg10ch (AL27-1).

Brändi lõpus olevad tähed näitavad: h - puhas; pch - kõrge puhtusastmega; och - eriline puhtus; l - valusulamid; c - valikuline.

Valuplokkides olevad rafineeritud sulamid tähistatakse tähega "r", mis asetatakse sulami klassi tähistuse järele. Toiduainete tootmiseks mõeldud sulamid tähistatakse tähega "P", mis asetatakse samuti sulami klassi tähistuse järele.

Alumiiniumi valusulamid valuplokkides (metallilaeng) ja valandites toodetakse rahvamajanduse vajadusteks ja ekspordiks vastavalt standardile GOST 1583-93.

Alumiiniumi valusulamite kaubamärgid ja keemiline koostis peavad vastama tabelis toodud andmetele. 3.14.

Valuplokkides olevaid silumiine toodetakse järgmise keemilise koostisega:

AK12ch (SIL-1): räni 10-13%, alumiinium - alus; lisandid, %, mitte rohkem kui: raud 0,50, mangaan 0,40, kaltsium 0,08, titaan 0,13, vask 0,02, tsink 0,06;

AK12pch (SIL-0): räni 10-13%, alumiinium - alus; lisandid, %, mitte rohkem kui: raud 0,35, mangaan 0,08, kaltsium 0,08, titaan 0,08, vask 0,02, tsink 0,06;

AK12och (SIL-00): räni 10-13%, alumiinium - alus; lisandid, %, mitte rohkem kui: raud 0,20, mangaan 0,03, kaltsium 0,04, titaan 0,03, vask 0,02, tsink 0,04;

AK12zh (SIL-2): räni 10-13%, alumiinium - alus; lisandid, %, mitte rohkem kui: raud 0,7, mangaan 0,5, kaltsium 0,2, titaan 0,2, vask 0,03, tsink 0,08.

Tootja ja tarbija kokkuleppel lubatakse silumiiniumist AK12zh (SIL-2) sisaldada rauda kuni 0,9%, mangaani kuni 0,8%, titaani kuni 0,25%.

Toidukaupade valmistamiseks kasutatakse sulameid AK7, AK5M2, AK9, AK12. Teiste klasside sulamite kasutamine toidu ja söötmega kokkupuutumiseks mõeldud toodete ja seadmete valmistamiseks peab igal üksikjuhul saama tervishoiuasutuste loa.

Toiduainete tootmiseks mõeldud alumiiniumisulamites ei tohiks plii massiosa olla üle 0,15%, arseeni mitte rohkem kui 0,015%, tsingi mitte rohkem kui 0,3%, berülliumi massiosa mitte rohkem kui 0,0005%.

Rafineeritud sulamites ei tohiks vesiniku sisaldus olla suurem kui 0,25 cm 3 /100 g metalli hüpoeutektiliste silumiinide puhul, 0,35 cm e / 100 g hüpereutektiliste silumiinide puhul, 0,5 cm 3 /100 g alumiinium-magneesiumisulamite puhul; poorsus ei tohiks olla suurem kui kolm punkti.

Sõltuvalt keemilisest koostisest jaotatakse alumiiniumsulamid viide rühma (tabel 3.14).

Esimene rühm - sulamid, mis põhinevad Al-Si-Mg; peeneteralise struktuuri saamiseks on vaja rakendada modifikatsiooni.

Teine rühm - A1-Si-Cu süsteemil põhinevad sulamid; head valuomadused on seletatavad räni ja vasesisalduse optimaalse kombinatsiooniga; selline legeerivate elementide sisaldus võimaldab sulamite mehaaniliste omaduste parandamiseks kasutada kuumtöötlust.

Kolmas rühm - A1-Cu süsteemil põhinevad sulamid; neil on kuumtöötlemisvõime, mille järel paranevad nende mehaanilised omadused, valuomadused on silumiinide omadest halvemad.

Neljas rühm - A1-Mg süsteemil põhinevad sulamid; neil on titaani, berülliumi, tsirkooniumiga legeerimise tõttu suurenenud mehaanilised omadused; selle rühma sulamid taluvad suurt staatilist ja löökkoormust.

Viies rühm - sulamid, mis põhinevad A1-muude elementide süsteemil (Ni-Ti jne); neil on kuumakindlad omadused, see tähendab, et need töötavad hästi kõrgel temperatuuril; sama võib öelda ka survede kohta.

Analüüsides GOST 1583-93, on näha, et mõnedel sama kaubamärgi sulamitel, mida kasutatakse metallide laenguks ja vormitud valanditeks, on keemilise koostise erinevused: valandite sulamites magneesiumisisalduse vähene langus ja kahjulike ainete sisalduse suurenemine. lisandid on lubatud.


* Arvesse võetavate lisandite kogus sõltub valamise tüübist.

Märkused:

  1. Sulgudes on sulamite klasside tähistused vastavalt standarditele GOST 1583-89, OST 48-178 ja spetsifikatsioonidele.
  2. Murdudes näitab lugeja andmeid valuplokkide kohta ja nimetaja - valandite kohta.
  3. Teadaoleva keemilise koostisega laengust valandite valmistamisel on lubatud mitte määrata sulamite lisandite massiosa (välja arvatud raualisandid).
  4. Kui kasutate merevees töötavate osade jaoks klasside AK12 (AL2) ja AMg3Mts (AL28) sulameid, ei tohiks vase massiosa ületada: AK12 (AL2) klassi sulamis - 0,30%, AMg5Mts sulamis ( AL28) - 0 ,üks%.
  5. Survevalu sulamite kasutamisel on magneesiumi puudumine kaubamärgi AK7Ts9 (AL 11) sulamis lubatud; sulami kaubamärgis AMg11 (AL22) on magneesiumi sisaldus 8,0-13,0%, räni 0,8-1,6%, mangaani kuni 0,5% ja titaani puudumine.
  6. Sulamite klassid AK5M7 (A5M7), AMg5K (AL13), AMg10ch (AL27), AMg10ch (AL27-1) ei ole soovitatavad uutes konstruktsioonides kasutamiseks.
  7. Boori puudumine on sulamis AK8M3ch (VAL8) lubatud tingimusel, et on tagatud käesolevas standardis sätestatud mehaaniliste omaduste tase. Osade valmistamisel sulamist AK8M3ch (VAL8) vedela stantsimise teel ei tohiks raua massiosa ületada 0,4%.
  8. Surve all sulamis AK8 (AL34) valamisel on lubatud vähendada berülliumi massifraktsiooni piiri 0,06% -ni, suurendada raua lubatud massiosa 0,1% -ni, kui lisandite kogumassiosa ei ületa 1,2 % ja titaani puudumine.
  9. Struktuuri muutmiseks sulamites AK9ch (AL4), AK9pch (AL4-1), AK7ch (AL9), AK7pch (AL9-1) on lubatud lisada strontsiumi kuni 0,08%.
  10. Kriipsuga märgitud lisandid võetakse arvesse lisandite üldkoguses, kusjuures iga elemendi sisaldus ei ületa 0,020%.
  11. Kokkuleppel tarbijaga on lubatud toota valuplokke, mille koostis üksikute elementide (põhikomponendid ja lisandid) massiosades erineb tabelis näidatust. 3.14.
  12. Survevalu sulamite kasutamisel on AMg7 (AL29) sulamis lubatud berülliumi lisandite sisaldus kuni 0,03% ja räni kuni 1,5%.
  13. Sulami klassi AMg11 (AL22) puhul on titaani puudumine lubatud.

Sekundaarsed valuplokivalu sulamid saadakse laastude, jäätmete, imporditud metallijääkide töötlemisel. Laadimismaterjalina kasutatavate valuplokkide sekundaarsete alumiiniumivalusulamite keemiline koostis peab vastama standardi GOST 1583-93 nõuetele.

Selle või selle sulami kasutamise võimaluse määravad selle mehaanilised, füüsikalised ja tehnoloogilised omadused, samuti sulami majanduslike omaduste arvessevõtmine, mis on paljudel juhtudel määrav.

Alumiiniumi valusulamite mehaanilised omadused vastavalt standardile GOST 153-93 peavad vastama tabelis toodud omadustele. 3.17.

Märkused:

Valamismeetodite tähised: 3 - liivvormidesse valamine; B - investeerimisvalu; K - valamine jahutusvormi; D - survevalu; PD - valamine rõhu all kristalliseerimisega (vedelik stantsimine); O - koorevormi valamine; M - sulamit muudetakse.

Kuumtöötluse tüüpide sümbolid: T1 - kunstlik vanandamine ilma eelneva karastamiseta; T2 - lõõmutamine; T4 - kõvenemine; T5 - kõvenemine ja lühiajaline (mittetäielik) vananemine; T6 - kõvenemine ja täielik kunstlik vananemine; T7 - karastamine ja stabiliseerimine; T8 - karastamine ja pehmendamine.

Sulamite AK7Ts9 ja AK9Ts6 mehaanilised omadused määratakse pärast vähemalt ühepäevast loomulikku vananemist.

Valumeetodi B jaoks ette nähtud mehaanilised omadused kehtivad ka koorevormidesse valamisel.

Alumiiniumisulamite tehnoloogilised omadused (tabel 3.24) mõjutavad valandite kvaliteeti. Nende sulami omaduste hulka kuuluvad: voolavus, kokkutõmbumine (mahuline ja lineaarne), kalduvus moodustada poorsust ja kestad, kalduvus moodustada valupingeid ja pragusid, gaasi neeldumine ja mittemetalliliste lisandite moodustumine, kile moodustumine ja kalduvus moodustada jämedateralist kihti. ja sambakujuline struktuur.

3.2.2. Keemiliste elementide mõju alumiiniumisulamite omadustele

Üksikute keemiliste elementide mõju alumiiniumvalusulamite omadustele on toodud tabelis. 3.25.

3.2.3. Alumiiniumisulamite omadused ja nende kasutusalad

Valatud alumiiniumisulamitel on mitmeid omadusi: suurenenud voolavus, mis tagab õhukeseseinaliste ja keeruka kujuga valandite valmistamise; suhteliselt väike lineaarne kokkutõmbumine; vähenenud vastuvõtlikkus kuumale pragunemisele. Lisaks on alumiiniumisulamid väga altid oksüdeerumisele ja vesiniku küllastumisele, mis põhjustab sellist tüüpi valudefekte nagu gaasi poorsus, räbu ja oksiidisulused. Seetõttu tuleb sulatustehnoloogia väljatöötamisel ja vormitud valandite valmistamisel mis tahes valamismeetodil arvestada alumiiniumisulamite üksikute rühmade omadustega.

Tööstuses on kõige levinumad A1-Si-Mg sulamid, mida eristavad head tehnoloogilised omadused, mis on määratud olekudiagrammi tüübi järgi. Nende struktuur on räni α-tahke lahus alumiiniumis ja eutektika, mis koosneb α-tahkest lahusest ja räni teradest. Valamisomadused tagavad sulamites suure hulga raami-maatriksi tüüpi topelteutektilise α + Si (40-75%) sisaldus, mille aluseks on α-tahke lahus, mis toob kaasa suure voolavuse. sulamid, samuti vähene valu kahanemine ja vähenenud kalduvus kuumade pragude tekkeks.

Eutektika hulga suurenemisega sulamites väheneb kalduvus moodustada kokkutõmbuvaid mikrosilmusi, mis suurendab valandite tihedust.

Nende sulamite kristalliseerumisprotsess kulgeb kitsas temperatuurivahemikus ja kulgeb pideva frontina perifeersest tsoonist (vormiseinad) valandite sisemisteni, mis põhjustab pideva peeneteralise eutektika kihi moodustumise vahel. esmased kristallid. See hoiab ära läbikahanevate kanalite moodustumise tahke lahuse terade vahel.

Ränisisalduse suurenemisega sulamites soojuspaisumise koefitsient väheneb ja saadakse jämedam struktuur, mis toob kaasa sulami murenemise ja töödeldavuse halvenemise. Räni inklusioonide jahvatamiseks eutektikas kasutatakse Na, Li, Ka, Sr modifikatsiooni, mis suurendab plastilisi omadusi (δ = 5-8%).

Silumiinide modifitseerimiseks kasutatakse erineva koostisega naatrium- ja kaaliumkloriidi ning fluoriidsoolade segusid, samas kui sulam neelab umbes 0,01% Na-d. Na modifitseerimise ajal jahutatakse eutektika üle 15–30 °C ja eutektiline punkt nihkub 13–15% Si-ni. Mida suurem on modifikatsiooniefekt, seda suurem on sulami ränisisaldus, kuna modifikaator mõjutab ainult seda faasi. Alla 5-7% Si sisaldavate silumiinide puhul ei mõjuta modifikatsioon mehaanilisi omadusi.

Raud A1-Si sulamites moodustab β(A1-Fe-Si) ühendi rabedate plaatide kujul, mis vähendab järsult plastilisust. Raua negatiivset mõju vähendab tõhusalt 0,2-0,5% Mn lisamine, samal ajal moodustub uus faas a (A1-Fe-Si-Mn) kompaktsete võrdseteljeliste hulktahukatena, mis mõjutavad plastilisust vähemal määral.

Sulam AL2 (eutektika) - esimese rühma ainus topeltsulam, mis kuulub lihtsate silumiinide hulka. Sulami eutektiline koostis (10-13% Si) tagab suure voolavuse, ei kaldu poorsusele ja pragunemisele. Sulamist saadakse tihedad, hermeetilised valandid kontsentreeritud kokkutõmbumisõõnsusega. Sulamit kasutatakse modifitseeritud olekus, peamiselt ilma kuumtöötluseta. Kergelt koormatud detaile toodetakse erinevatel valumeetoditel. Madalaimad omadused saadakse liivvormi valamisel, jahutusvormi valamisel või surve all suurenevad märgatavalt tugevus ja plastilised omadused.

Hüpoeutektilistel spetsiaalsetel silumiinidel (AL4, AL9, AL4-1, AL9-1) on kõrgemad mehaanilised omadused, kuid need on tehnoloogiliste omaduste poolest halvemad kui eutektiline sulam AL2. Kõvenemine saavutatakse Mg 2 Si ühendi moodustumisega. Vähendatud ränisisaldus võimaldab sulameid kasutada surve- ja survevalamisel ilma modifitseerimata. Liivavormidesse ja investeerimismudelitesse valamisel on soovitatav sulameid modifitseerida.

Sulamid AK7 ja AK9 erinevad sulamitest AL4 ja AL9 suurema lisandite sisalduse, kuid väiksema elastsuse poolest.

A1-Si-Mg süsteemil põhinevate sulamite eeliseks on suurenenud korrosioonikindlus niiskes ja merelises atmosfääris - AK12 (AL2), AK9ch (AL4), AK7ch (AL9).

Nende sulamite puudused on suurenenud gaasi poorsus ja vähenenud kuumakindlus. Nende sulamite valamise tehnoloogia on keerulisem ja nõuab autoklaavides rõhu all olevate modifitseerimis- ja kristalliseerimisoperatsioonide kasutamist. See kehtib eriti sulami AK9ch (AL4) kohta.

A1-Si-Cu süsteemil põhinevad sulamid, mida eristab kõrge kuumakindlus (töötemperatuur 250–270 ° C), kuid mis on valuomaduste, korrosioonikindluse ja tiheduse poolest madalamad kui Al-Si-Mg sulamid; ei vaja modifitseerimist ja rõhu all kristalliseerimist.

Sulamite kuumakindluse tagab stabiilsete tulekindlate faaside sisaldus, mis kristalliseeruvad õhukeselt hargnenud kujul ja blokeerivad hästi tahke lahuse terade piire, mis pärsib difusiooniprotsesside arengut.

A1-Cu süsteemil põhinevaid sulameid iseloomustavad kõrged mehaanilised omadused. Faasi koostis valatud olekus: vase α-tahke lahus alumiiniumis + СuА1 2 . Räni ja raua lisandite olemasolul sulamis võivad tekkida faasid А1 7 Сu 2 Fe, AlCuFeSi ja kolmekomponentne eutektiline α + Si + А1Сu 2 sulamistemperatuuriga 525 °С. Ränisisalduse suurenemine sulamites kuni 3% toob kaasa eutektika hulga suurenemise ja valuomaduste paranemise, kuid tugevuse olulise vähenemise. 0,05% Mg sisaldus vähendab oluliselt sulamite keevitatavust ja nende elastsust.

A1-Mg süsteemil põhinevate sulamite tugevus suureneb magneesiumi kontsentratsiooni tõusuga 13% -ni, kuid elastsus hakkab vähenema, kui Mg sisaldus on üle 11%; peamine tugevdusfaas on keemiline ühend β (A1 3 Mg 2).

Sulamite valamisel kasutatakse Mg-sisaldusega sulameid, % (massiosa):

4,5-7 - ilma kuumtöötluseta kasutatavad keskmise tugevusega sulamid AKMg5K (AL13), AMg6l (AL23);

9,5-13 - kõrge tugevusega sulamid, mida kasutatakse karastatud olekus AMg10 (AL27), AMg11 (AL22).

Tehnoloogiliste omaduste parandamiseks lisatakse enamikesse sulamitesse kuni 0,15-0,2% titaani ja tsirkooniumi. Nende baasil moodustunud intermetallilised ühendid TiA1 3 ja ZrA1 3 on tulekindlamad kui sulami alus ja on esimest tüüpi modifikaatorid. Mehaanilised omadused suurenevad 20-30%.

A1-Mg süsteemil põhinevatel sulamitel on suurenenud kalduvus moodustada gaasi ja gaasi kokkutõmbumise poorsus ning lämmastiku ja veeauruga koostoimel tekivad mittemetallilised kandmised ja oksiidkiled. Sulamite sulatamine tuleks läbi viia räbustikihi all ja kui Be sisaldub nende koostises, siis ilma voolamiseta.

A1 süsteemil ja muudel komponentidel (komplekssulamid) põhinevad sulamid hõlmavad sulameid: kuumuskindel mitmekomponentne ja isekõvastuv korrosioonikindel ATs4Mg (AL24), kolb AK12M2MgN (AL25), samuti tsinksilumiin AK7Ts9 (AL11).

Sulam AC4Mg (AL24) kuulub Al-Zn-Mg süsteemi, peamine tugevdusfaas on T(A12Mg3Zn3). Alumiiniumi tsingi ja magneesiumi tahkete lahuste kõrge stabiilsus tagab sulami "isekõvenemise" valamise jahutamisel. Sulamit saab kasutada ilma spetsiaalse kõvenemiseta, valatult ja looduslikult või kunstlikult vanandatud olekus. Sulamil on rahuldavad omadused, mida parandab titaani (0,1-0,2%) lisamine. Soovitatav liivvalamiseks, ümbrisvormide, keevitatud osade ja suurenenud mõõtmete stabiilsuse ja korrosioonikindlusega osade jaoks.

Heade valuomadustega eutektilisi spetsiaalseid silumiine AK12M2MgN (AL25) iseloomustab kõrgem kuumakindlus, kuna need sisaldavad 0,8-1,3% Ni, mis moodustab jäiga raami kujul keerukaid faase; titaani lisamine parandab tehnoloogilisi omadusi. Sulamitel on kõrgetel temperatuuridel töötamise ajal vähene kalduvus mahumuutustele; kasutatakse kolbide valmistamiseks; sel juhul kasutatakse valandeid ilma kõvenemiseta. Sisepingete leevendamiseks töödeldakse kolbe termiliselt vastavalt T1 režiimile.

Tsink silumiin AK7Ts9 (AL11), mis sisaldab 7-12% Zn-i, mis lahustub hästi tahkes alumiiniumis, tekitab lahustuva kõvenemise, mis võimaldab kasutada sulamit valatud olekus (ilma kuumtöötluseta). Sellel on head tehnoloogilised omadused, võime säilitada tugevust, kõvadust ja vastupidavust vahelduvatele koormustele pärast lühiajalist ja pikaajalist kuumutamist temperatuurini 300-500 °C. Sulamit kasutatakse valatud osade valmistamiseks mootoriehituses ja muudes tööstusharudes, valamiseks liiv-savivormidesse, jahutusvormidesse ja surve all. Sellel on madal korrosioonikindlus ja suhteliselt kõrge tihedus.

Alumiiniumisulamite sulatamine tekitab mitmeid raskusi. Alumiiniumisulamite madal tihedus aitab kaasa gaasitaskute tekkele ja poorsusele, kuna gaasid tungivad kergesti metallikeskkonda ja küllastavad seda. Alumiinium oksüdeerub kergesti. Sulat on raske puhastada räbu ja oksiididest. Räbu ja oksiidid jäävad sulamisse peeneks jaotatud kujul suspensioonis, mis mõjutab suuresti sulami kvaliteeti.

Räbustite (tsinkkloriid, krüoliit) või modifikaatorite kasutamine ei võimalda ka sulatist täielikult puhastada, kuna neid on raske sulatist eraldada.

Alumiiniumisulamite valmistamisel on eriti oluline lähteainete puhtus ja laengu koostise täpsus. Üsna sageli kahjustavad tühised kogused kahjulikke lisandeid oluliselt sulamite mehaanilisi omadusi. Kõik see nõuab eriti hoolikat jäätmete sorteerimist. Ilma ümbersulatamiseta saab neid kasutada ainult siis, kui on teada nende keemiline koostis. Tundmatu päritoluga või halvasti sorteeritud ja ümbersulatatud (sekundaarsed sulamid), mis sisaldavad palju oksiide ja kahjulikke lisandeid, tuleks sulatada valuplokkideks. Ümbersulatamise käigus puhastatakse sulatis lisanditest ja viiakse läbi keemiline analüüs.

Alumiiniumi sulatamine ja valamine toimub temperatuurirežiimi range järgimisega ning sulami kuumutamise pideva ja täpse kontrolliga. Isegi kerge ülekuumenemine ja sulami liigne hoidmine kõrgel temperatuuril põhjustavad selle liigset küllastumist gaaside ja oksiididega ning kokkutõmbumisõõnsuste ilmnemist.

Oksiidide ja räbu eemaldamiseks on vaja kasutada räbusteid, mis toimivad nii keemiliselt kui ka mehaaniliselt. Pärast sulatise puhastamist oksiididest ei tohi seda segada.

Valamine peaks toimuma ettevaatlikult, lühikese vooluga.

Alumiiniumsulamite valmistamisel tuleb järgida järgmist järjekorda:

    sulatades umbes 2/3 alumiiniumi valuplokist;

    ligatuuri lisand ja sulamine;

    ülejäänud alumiiniumi valuploki lisand;

    jäätmete ja sõõride lisamine;

    sulatise puhastamine oksiididest pärast selle sulamist puhastusräbuste lisamise ja hea segamise teel;

    tiigli eemaldamine ning räbu ja oksiidide eemaldamine (räbu ei tohiks sulamise ajal eemaldada, kuna oksiidide pinnakiht kaitseb sulatit edasise oksüdeerumise eest);

    hoides sulatit enne valamist vajaliku temperatuurini.

Näide alumiiniumisulami AK12 (AL2) sulatamisest.

Sulamit AK12 (AL2) saab valmistada sea silumiinidest. Silumiinide puudumisel saab laengumaterjalina kasutada alumiiniumkangi ja räni.

Sulam valmistatakse järgmiselt: alumiiniumi valuplokk sulatatakse ja kuumutatakse temperatuurini 850 ° C. Kuumutatud alumiiniumile lisatakse väikeste portsjonitena räni, mis mähitakse enne alumiiniumisse viimist alumiiniumfooliumi, nii et see ei kattuks alumiiniumoksiid, mis raskendab räni lahustumist. Pärast kogu räni täielikku lahustumist sulam rafineeritakse ja seda muudetakse.

Alumiiniumsulamid sulatatakse tiigli- ja leegi statsionaarsetes, pöörd- ja kallutusahjudes, elektritakistusahjudes ja induktsioonahjudes. Alumiiniumisulamite sulatamine elektritakistusahjudes on järgmine.

Laengmaterjalid, milleks on kuumutatud primaarse ja sekundaarse sulami valuplokid, omatoodangu jäätmed ja vastavad ligatuurid, laaditakse šamotitellistest vooderdatud kambritesse. Kujundatud tulekindlates kambrites on elektrispiraalid, mida läbib elektrivool, mis soojendab neid.

Kambritest tulev sula voolab kogusse. Kollektoris rafineeritakse sulam tsinkkloriidiga, segatakse põhjalikult, pinnalt eemaldatakse pigi ja räbu ning seejärel lisatakse lisandid. Enne kulbidesse valamist segatakse sula uuesti läbi, eemaldatakse sulandi pinnalt räbu, mõõdetakse temperatuur sukeltermopaariga ning valatakse proovid keemilise analüüsi ja mehaaniliste omaduste kontrollimiseks.

Silumiiniumisulamid modifitseeritakse metalliliste naatriumisooladega, enne kui need lastakse peeneteralise struktuuri saamiseks. Mõnel juhul puhutakse degaseerimiseks mõeldud sulamid klooriga temperatuuril 680–720 °. Ahju kallutamisel valatakse sulatus läbi renni pöördemehhanismi ja rullikute abil valamise kulbidesse. Takistusahjude võimsus on 0,3-3,0 tonni, kütmiste arv ööpäevas 4-5.

Lae materjalid


Alumiiniumisulamite saamiseks kasutatakse alumiiniumi valuplokke, masinajääke, valukojajäätmeid ja erinevaid põhisulameid (näiteks 90% Al ja 10% Mn, sulamistemperatuur 770–830 °).

Metalllaengu koostisesse sisestatakse 40 - 60% ringlevatest metallidest (jäägid, jäägid, sõõrid, sõõrid, kasumid jne) ja 60 - 40% puhtaid metalle. Metalli kaitsmiseks oksüdatsiooni eest kasutatakse erineva koostisega räbustid, näiteks 50% NaCl + 50% CaCl2; või 50% NaCl + 35% KCl + 15% Na3AlF6.

Kõik need räbustid on sulavad (sulamistemperatuur vahemikus 500–600º). Peenema struktuuriga tiheda metalli saamiseks lisatakse sellele modifikaatoreid. Alumiiniumisulamite puhul kasutatakse modifikaatorina puhast naatriumi ja selle sooli: 67% NaF + 33% NaCl või 25% NaF + 62,5% NaCl + 12,5% KCl. Al2, Al4 jne klassi sulameid muudetakse.

Ahjud alumiiniumisulamite sulatamiseks. Alumiiniumisulamid sulatatakse järgmistes ahjudes: metalltiigliga pöördtiigli ahjud (joon. 83, a); elektritiigli takistusahjudes, statsionaarsetes ja pöörlevates (kuni 0,25 tonni sulami valmistamiseks); statsionaarsed ja pöörleva kambriga takistusahjud (joonis 83, b) mahuga kuni 1,5 tonni; metallist südamikuga kahe kanaliga induktsioonahjud.

Riis. 83. Sulatusahjud alumiiniumisulamite sulatamiseks: a - tiigli kolle; b - takistusega elektriahi: 1 - laadimisaken; 2 - vann metalli sulatamiseks; 3 - vastupanu

Alumiiniumisulamite sulatamise protsess tekitab mitmeid raskusi nende tugeva oksüdeerumise ja gaasidega küllastumise tõttu, kui neid kuumutatakse üle 800 °. On mitmeid sulatusmeetodeid, mis tagavad kvaliteetse valandi; sukelsulatus, gaasi rafineerimine, soola rafineerimine, külmutamine ja modifitseerimine.

Alumiiniumisulamite sulamine räbustikihi all toimub järgmises järjestuses; laengumaterjalid asetatakse tihedalt tiiglisse või ahju ja kaetakse ülalt räbustitega; metall laaditakse ja sulatatakse osade kaupa: esmalt sulatatakse umbes kolmandik laengust, seejärel kuumutatakse ülejäänud laengumaterjal pinnalt niiskuse eemaldamiseks temperatuurini 100–120 ° ja kastetakse sulametalli räbustikihi alla. .

Gaasi rafineerimisel toimub sulatamine järgmises järjestuses: kolmandik laengust laaditakse ja sulatatakse, lisatakse ligatuurid (Al + Cu, Al + Si jne) ja ülejäänud laeng. Pärast sulamist sulamit segatakse, kuumutatakse temperatuurini 660–680 ° ja rafineeritakse klooriga. Rafineerimine toimub kloori puhumisega läbi sulami 5-15 minuti jooksul. Sel juhul satub kloor keemilisele interaktsioonile alumiiniumi ja teiste elementidega.

Saadud gaasilised produktid AlCl3, HCl ja osa Cl2-st eemaldatakse metallist, lisades endale Al2O3, SiO2 ja gaase. Pärast gaasi rafineerimist omandab metall kõrged mehaanilised omadused. Lämmastikku saab kasutada gaasi rafineerimiseks.