Dekoráció 

Alumíniumötvözetek olvasztása. Példa az AL2 (AK12) ötvözet olvasztására

A különböző iparágakban széles körben használt könnyűfémek egyik fő kategóriája az alumínium alapú ötvözetek. Közülük a leggyakoribb az AK12 öntvényötvözet. Egy sikeresért gyakorlati használat a fémipari szakembereknek tudniuk kell megfelelően kezelni a céljára, összetételére és tulajdonságaira vonatkozó információkat.

Ötvözet jellemző

Az ipar különböző területein a vasfém alapú nagyszilárdságú ötvözetek (acél, öntöttvas) mellett széles körben használják az alumínium és szilícium alapú könnyű vegyületeket - sziluminokat. Tartósabbak és kopásállóbbak, mint a tiszta alumínium, de valamivel gyengébbek, mint az alumínium-réz vegyületek.

Az egyik leggyakoribb alumínium-szilícium ötvözet az AK12. Az öntödei kategóriába tartozik.

Az elavult besorolás szerint AL - öntött alumínium betűkkel jelölték.

Az AK12 tulajdonságok három csoportra oszthatók:

Fizikai

  • fajlagos hőkapacitás - 838 J / (kg * jégeső);
  • rugalmassági modulus - 0,7 MPa;
  • sűrűség - 2650 kg / m3;
  • hőtágulási együttható - 21,1 1/deg;
  • fajlagos elektromos ellenállás - 54,8 Ohm * m.

Mechanikai

  • Brinell keménység - HB 10-1=50 MPa;
  • szakítószilárdság formába öntéskor vagy nyomás alatt - 147-157 MPa;
  • relatív nyúlás a formaöntés során - 2-3%;
  • relatív nyúlás fröccsöntés közben - 1-2%.

Öntödei és technológiai

  • lineáris zsugorodási együttható - 0,8%.

A szilumin légmentes és nagyon ellenáll a korróziónak. A tengervízben használt AK12 ötvözetben a szabvány követelményeinek megfelelő réz aránya nem haladhatja meg a 0,3%-ot. Az ötvözet kiváló korróziógátló tulajdonságokkal rendelkezik más környezetben is:

  • szubsav;
  • lúgos;
  • magas páratartalmú körülmények között.

Az AK12 ötvözet negatív tulajdonságai a következők: - ridegség megmunkálás közben.

  • nagy porozitás;
  • az öntvények durva szemcsés eutektikus szerkezete;
  • a fizikai aktivitás alacsony küszöbe.

Az ötvözetöntvények hőkezelésével (hűtésével) nem lehet szilárdságot növelni.

Kémiai összetétel

A GOST 1583-93 "Öntött alumíniumötvözetek" szerint az AK12 kémiai összetétele a következő:

1. Nem nemesfémek

  • alumínium - 84,3-90%.
  • szilícium - 10-13%.

2. Szennyeződések

  • vas - akár 1,5%
  • réz - akár 0,6%
  • mangán - akár 0,5%
  • cink - akár 0,3%
  • magnézium és titán - akár 0,1%

Az ötvözet magas mechanikai teljesítményt ért el kémiai adalékokkal történő módosítás után:

  • nátrium;
  • kálium;
  • lítium.

NÁL NÉL egyedi esetek a fenti kémiai elemek sói is használhatók. A módosítószerek aránya az ötvözet összetételében nem haladja meg a 0,01%-ot. Céljuk, hogy szilícium atomok megkötésével növeljék a plaszticitási indexet öntés közben.

A hagyományos módosítók mellett az utóbbi időben széles körben elterjedt a stroncium alapú, hulladéknak ellenálló vegyületek hozzáadásának technológiája. Ezenkívül hozzáadása nem növeli a gáz zsugorodását és az öntvény porozitását. Az AK12 stroncium hozzáadásával megőrzi fizikai és kémiai szerkezetét ismételt újraolvasztás után.

Az AK12 ötvözet gyakorlati alkalmazása

A magas folyékonysági index miatt az ötvözetet széles körben használják olyan alkatrészek előállítására, amelyek legfeljebb 200ºС hőmérsékletű környezetben működnek. A szilumin öntvények háromféle módon készülnek:

  • nyomás alatt.
  • fémöntő forma (hűtőforma) segítségével.
  • homokforma segítségével.

Az AK12 készöntvények legkeresettebb formája a piacon a 15 kg-ig terjedő öntvények.

A szabvány követelményeinek megfelelően az öntvényre a következő információkat alkalmazzuk lenyomattal:

  • ötvözet neve;
  • olvadékszám;
  • súly.

A csomaghoz csatolni kell az ötvözet pontos kémiai összetételét feltüntető tanúsítványt.

Az AK12 alkalmazási területe és termékcsaládja rendkívül széles:

  • autóipar, repülőgépipar - hengerblokkok, dugattyúk és forgattyúházak.
  • lakás- és kommunális szolgáltatások - szelepek vízvezeték-szerelési munkákhoz, hőcserélők fűtőberendezésekhez.
  • Egyes konyhai berendezések sziluminból készülnek.

Szilíciummal és kis mennyiségű magnéziummal, valamint egyéb szennyeződésekkel. A sziluminokat alacsony öntési zsugorodás, tömörség, korrózióállóság és nagy keménység jellemzi a többi Al-alapú ötvözethez képest. Azonban nem minden szilumin egyformán mutatja meg tulajdonságait, és nem viselkedik eltérően fokozott terhelés mellett, tengervízben és magas hőmérsékleten.

Nálunk vásárolhat:

  • Rúdák AK12pch (nagy tisztaságú).

Az AK12 kémiai összetétele és mechanikai tulajdonságai

Mivel az AK12 öntött alumíniumötvözet, a kémiai összetételt és egyéb fontos információkat a GOST 1583-93 tartalmazza.

Öntési és technológiai tulajdonságok

Az AK12-ből származó tuskó számos más alumíniumból készült tuskó esetében alacsony, 0,8 százalékos öntési zsugorodás, folyékony állapotban nagy folyékonyság és alacsony sűrűség jellemzi. Ezenkívül az öntés során ez az anyag nem reped. Ennek a sziluminnak azonban a rövid távú szilárdsága kisebb, így alkalmazási köre a kis terhelés mellett működő alkatrészekre korlátozódik.

Az AK12 öntvények minimális öntési zsugorodás mellett készülnek, jó sűrűséggel és nagy tömörséggel rendelkeznek. Az alkatrészek szilárdsága nem nagyon ingadozik lefelé vastag falú termékek öntésekor. Normál vízben és légkörben jó a korrózióállóság. Hegeszthetőség AK12 - korlátozás nélkül argoníves vagy ponthegesztéssel, a hegesztő megfelelő képesítésével. Az alábbiakban részletesebben ismertetjük ennek az anyagnak az alkalmazását.

Az AK12 működési jellemzői

Megjegyzendő, hogy az ebből az ötvözetből készült alkatrészeket nem tengervízben való működésre tervezték. Ennek oka az összetételében található magas réztartalom. Az AK12 réztartalma körülbelül 0,6%, tengervízben való felhasználáshoz csak 0,3% alatti réztartalmú alumíniumötvözeteket használnak. Ezért az AK12 nem ajánlott erre a célra.

Ami a működési hőmérsékleti rendszert illeti, sok szilumin kovácsolt és hőálló ötvözet, de az AK12 különleges rést foglal el a többi szilumin között. Használható kovácsolásra is, de a belőle készült alkatrészek nem használhatók 200 °C feletti hőmérsékleten. Ezen a hőmérsékleten túl az ötvözet kezdi elveszíteni a korrózióállóságát és szilárdságát. Ezek a változások visszafordíthatatlanok.

Termékek AK12 sziluminból

A jó folyékonyság, vízhatlanság, korrózióállóság miatt ez az anyag gépek, berendezések, összetett formájú készülékek alkatrészeinek öntésére ajánlott. Ennek az ötvözetnek a ridegsége azonban nem teszi lehetővé, hogy terhelés alatt működő kritikus részek öntésére használják.

Az AK12-t alkatrészek hűtőformába, homokformába, nyomás alatti, modellek szerint öntőformákba öntésére használják héj formájában. Szivattyúházak, motoralkatrészek, berendezések, háztartási gépek készülnek belőle. Egyebekben e márkájú, nagy tisztaságú sziluminból élelmiszereket is gyártanak, de csak külön engedéllyel: üstök, fazekak stb. Fegyverüzletben is használható.

Fájlok: 1 fájl

Az olvasztás során töltőanyagként a tiszta fémeket, az előállított ötvözettel azonos összetételű visszafolyó anyagokat és hulladékokat használnak fel, ill.

egyéb ötvözetek hulladékai is. Meghatározzák a töltőanyagok kiválasztását,

valamint az adott összetételű ötvözet belőlük való beszerzésének teljes lehetősége, valamint műszaki és gazdasági adatok: az anyag elérhetősége, ára, a kiválasztott olvasztóegységben történő feldolgozás lehetősége.

A visszaküldésnek és a hulladéknak a legalacsonyabb az ára. Ezek azonban általában szennyeződésekkel szennyezettek, így lehetetlen belőlük a teljes töltetet pótolni, mivel az olvasztás során a szennyeződések eltávolítása korántsem mindig lehetséges és célszerű. Ezenkívül a hulladékok és a visszaküldött termékek gyakran kimutathatatlan szennyeződéseket tartalmaznak, amelyek rontják a fém tulajdonságait. Ebben a tekintetben a hulladék és a visszatérítés arányát a díjban gyakran a meghatározott szennyeződések megengedett tartalmának feltételéből határozzák meg.

A töltési anyagok mennyiségét a díj kiszámításával határozzuk meg. A számítás figyelembe veszi a várható fémveszteséget. A töltés kiszámításához talán teljesebb kémiai elemzésre van szükség az összes töltésanyagra vonatkozóan. Az alábbiakban a töltés számtani számítása látható.

Az olvasztási technológia: A gyártás léptékétől és sajátosságaitól függően az alumíniumöntvény-ötvözetek olvasztása tégelyes és reverberációs kemencékben történik, elektromos árammal, folyékony vagy gáznemű tüzelőanyaggal. Különösen széles körben használt elektromos indukciós kemencék.

Az elsődleges fémek, másodlagos ötvözetek és ligatúrák kémiai összetételének meg kell felelnie a GOST vagy a TU követelményeinek. Általában a következőket használják töltésként:

  1. Szilumin márka SIL1 (12% Si, maradék Al) (GOST2685-89);
  2. Ligatúra Al-Cu (57,5% Al).

Az alumíniumötvözetek olvasztására szolgáló töltet nem lehet nedves és olajjal, emulzióval, földdel szennyezett. A folyékony fémbe bevezetett töltet minden alkatrészét 150...200°C-ra kell melegíteni a fémkibocsátás elkerülése érdekében. A töltet összetétele magában foglalja az öntvényes elsődleges alumíniumot és a másodlagos ötvözeteket, a visszajuttatást és a hulladékot. A könnyen oxidáló elemeket kötések formájában vezetik be, hogy megkönnyítsék oldódásukat és csökkentsék a hulladék mennyiségét. A ligatúrák olvasztását legjobb indukciós tégelyes kemencékben végezni.

A kényelem és az áttekinthetőség érdekében 100 kg ötvözetre számítunk.

Töltetszámítás mesterötvözet felhasználásával a szennyeződések tartalom figyelembe vétele nélkül: 1000 kg AK12M2 ötvözet előállítása adott, az ötvözet átlagos kémiai összetétele Si = 11-13%; Cu=1,5-3%; Fe=1% szennyeződés 1%; Al - a többi.

  1. útlevél bugák márka A0 (GOST 11069-01);
  2. Szilumin márka SIL00 (13% Si, maradék Al) (GOST2685-89);
  3. ligatúra Al-Cu (57,5 Cu);

4) az olvasztás tégelykemencében történik. Összetevők vesztesége: 1% Al; 1% Si; 1% Fe; 1,5% Cu;

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

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

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

d) vas (1 × 100) / (100-1) = 1,01 kg;

2. Határozza meg a szükséges AO mennyiséget:

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

b) szilumin márka SIL1. A számítás a szilíciumra történik:

(13 × 93,23) / 100 = 12,12 kg

c) Al-Cu ligatúra:

(42,5 × 4,77) / 100 = 2,02 kg

3. Határozza meg az alumínium mennyiségét, amelyet tiszta formában kell megadni:

Az összes Al-t ligatúrák formájában vezetjük be. Alumínium öntvény használható az ötvözet összetételének beállítására.

5. Meghatározzuk a töltet egyes komponenseinek tömegét az ötvözet egy olvadékára (10 000 kg):

útlevél bugák márkájú A0 8288kg

Szilumin márka SIL00 93 23 kg

Ligatúra Al-Cu 477 kg

5. 1 tonna ötvözet öntési hőmérsékletre történő felmelegítéséhez, megolvasztásához és túlhevítéséhez szükséges hőmennyiség kiszámítása.

Az olvadék adott hőmérsékletre való melegítésére, olvasztására és túlhevítésére fordított hasznos hő mennyisége, kJ

Qtot = Qraz + Qpl + Qper

ahol Q az ötvözet hőmérsékletre melegítéséhez szükséges hőmennyiség szorzata, kJ;

Qpl a fém olvasztására fordított hőmennyiség, kJ;

Qper az olvadék adott hőmérsékletre való túlmelegítésére fordított hőmennyiség, kJ.

a) határozza meg az ötvözet hőmérsékletre melegítéséhez szükséges hőmennyiséget:

ahol M a fém tömege,

Ctv - keményötvözet átlagos hőkapacitása,

A Dulong-Petit törvényből

213,125 kcal/(kg C)

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

tsol - olvadáspont, tsol = 560 C;

ötvözet kezdeti hőmérséklete, t0 = 20 C

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

b) határozza meg a fém olvasztására fordított hőmennyiséget:

ahol az ötvözet átlagos látens olvadási hője, kJ/kg

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

c) határozza meg az olvadék adott hőmérsékletre való túlmelegítésére fordított hőmennyiséget:

hol a folyékony ötvözet átlagos hőkapacitása,

A folyékony halmazállapotú Dulong-Petit törvényből:

\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)

túlmelegedési hőmérséklet, C;

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

G) teljes 1000 kg ötvözet hevítéséhez, olvasztásához és túlhevítéséhez szükséges hő:

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

6. Az olvasztó egység kiválasztása és az ötvözet-előkészítési technológia fejlesztése.

6.1. Az olvasztó egység kiválasztása és jellemzői.

Az alumíniumötvözetek gyártásához különféle kemencéket használnak. A kemence kiválasztása a gyártás mértékétől, az olvasztott fém minőségére vonatkozó követelményektől és számos egyéb tényezőtől függően történik.

Az ötvözetek olvasztásához használt energia típusa szerint minden olvasztókemencét tüzelőanyagra és elektromosra osztanak. A tüzelőanyag-kemencék tégelyre, fényvisszaverőre és aknás-fürdőszobára oszthatók. Az elektromos kemencék osztályozása az elektromos energia hőenergiává történő átalakításának módja szerint történik. Az öntödékben ellenálláskemencéket, indukciós, elektromos íves, elektronsugaras és plazmakemencéket használnak.

Az elektromos ellenállású kemencékben a töltés felmelegítése és olvasztása a tetőbe vagy az olvasztó kemence falaiba szerelt elektromos fűtőelemekből származó hőenergia hatására történik. Ezeket a kemencéket alumínium, magnézium, cink, ón és ólomötvözetek olvasztására használják.

Az indukciós kemencék működési és kialakítási elve szerint tégelyre és csatornára oszthatók.A tégelyes kemencék a tápáram frekvenciájától függően emelt és ipari frekvenciájú (50 per/s) kemencékre oszthatók.

A tápáram frekvenciájától függetlenül minden indukciós tégelyes kemence működési elve a felmelegített fémben elektromágneses energia indukcióján alapul (Foucault-áramok), ill.

hővé alakítva. Fémben vagy más, elektromosan vezető anyagból készült tégelyben történő olvasztáskor a hőenergia a tégely falán keresztül is a felmelegedett fémbe kerül. Az indukciós tégelyes kemencéket alumínium, magnézium, réz, nikkelötvözetek, valamint acélok és öntöttvasok olvasztására használják.

Az AK12M2 ötvözet elkészítéséhez az IAT-1 márkájú indukciós tégelyes kemencét választjuk.

A tégelykemencék kapacitása a kilogramm töredékétől (laboratóriumi kemencék) a több tíz tonnáig terjed.

A tégelyes indukciós kemencék előnyei:

1) a nagy teljesítménysűrűség miatt elért nagy teljesítmény;

2) az olvadék intenzív keringése a tégelyben, amely biztosítja a hőmérséklet kiegyenlítését a fürdő térfogatával és az ötvözetek homogén kémiai összetételének elérését;

3) az egyik osztályú ötvözet egy másikra történő olvasztása közötti gyors átmenet lehetősége;

4) alacsony minőségű anyagok széleskörű (akár 100%) felhasználása a töltetben - forgács és hulladék;

5) az olvadás lehetősége bármilyen nyomáson (vákuumkemencék) és bármilyen atmoszférában (oxidáló, redukáló, semleges);

6) a kemence karbantartásának egyszerűsége és kényelme, az olvasztási folyamat szabályozása és szabályozása; bőséges lehetőség a töltetfeltöltés és fémöntés gépesítésére és automatizálására, jó egészségügyi és higiéniai feltételek.

A tégelykemencék hátrányai közé tartozik a tégely bélésének alacsony tartóssága és a fém viszonylag alacsony hőmérséklete a folyadékfürdő felületén, ami nem teszi lehetővé a folyasztószerek hatékony felhasználását az ötvözetek kohászati ​​feldolgozásához. A tégelykemencék előnyei azonban olyan jelentősek, hogy egyre szélesebb körben elterjednek. Vannak nyitott kemencék (levegőben olvadó) és vákuum (vákuumban olvadó).

Alumínium-, magnézium- és rézötvözetek olvasztására ipari frekvenciájú nyitott indukciós tégelyes kemencéket használnak, amelyek kapacitása 0,4-1,0-25-60 tonna és 0,5-6,0 tonna folyékony fém óránként. Az olvasztandó ötvözet minőségétől és kapacitásától függetlenül az indukciós tégelyes kemencék szerkezeti egységei azonosak, és főként az elektromos berendezések teljesítményében és teljesítményében különböznek egymástól.

Az alumínium- és rézötvözetek olvasztására szolgáló kemencék tégelyei tűzálló masszák sajtolásával és szinterezésével készülnek, a magnéziumötvözetek olvasztására szolgáló kemencék pedig hegesztett vagy öntött szerkezetű acéltégellyel vannak felszerelve.

A nagyfrekvenciás indukciós kemencéket nikkel- és rézalapú ötvözetek, valamint acélok és számos más ötvözet olvasztására használják. A kemence kapacitása - több tíz kilogrammtól 1-3 tonna folyékony fémig. Az áramforrás tirisztoros áramváltók.

Az IAT-1 indukciós csatornás kemence főbb jellemzői

5. táblázat

6.2. Az AK12M2 ötvözet előállítására szolgáló technológia fejlesztése

A legtöbb alumíniumötvözet megolvasztása nem nehéz. Az ötvöző komponenseket a magnézium, a cink és néha a réz kivételével főötvözetek formájában vezetik be. Az A1-Si ligatúrát 700-740 °C-on vezetjük be az olvadékba; a cinket a magnézium előtt töltik fel, amelyet általában a fém leürítése előtt vezetnek be. A töltőanyagok betöltése a következő sorrendben történik; alumínium öntvények, terjedelmes hulladékok, újraolvasztás, főötvözetek vagy tiszta fémek. Az öntött ötvözetek megengedett túlmelegedése 800-830 °C. Levegőn megolvadva az alumínium oxidálódik. A fő oxidálószerek az oxigén és a vízgőz. A levegő nedvességtartalma télen 2-4,5 g/m 3, nyáron 18,5-23 g/m 3; a folyékony vagy gáznemű tüzelőanyagok égéstermékei 35-70 g/m 3 vízgőzt tartalmazhatnak. Az oxigén és a vízgőz hőmérsékletétől és nyomásától, valamint a kölcsönhatás kinetikai körülményeitől függően az oxidáció során alumínium-oxid (A1 2 O 3) és szuboxidok (A1 2 O és A1O) keletkeznek. A szuboxidok képződésének valószínűsége nő a hőmérséklet emelkedésével és az oxigén parciális nyomásának csökkenésével az olvadék felett. Normál olvadási körülmények között a termodinamikailag stabil fázis szilárd alumínium-oxid - A1 2 O 3, amely nem oldódik alumíniumban, és nem képez vele alacsony olvadáspontú vegyületeket. 1200 °C-ra melegítve az A1 2 O 3 a-Al2O3-dá átkristályosodik. Mivel a szilárd és folyékony alumínium felületén oxidáció megy végbe, sűrű, tartós, 0,1–0,3 µm vastag oxidfilm képződik. Ha ezt a vastagságot elérjük, az oxidáció gyakorlatilag leáll, mivel a filmen keresztüli oxigén diffúzió sebessége meredeken lelassul. Az oxidáció sebessége erősen növekszik az olvadék hőmérsékletének növekedésével.

Az alumínium és magnézium ötvözetei változó összetételű oxidfilmet képeznek. Az alacsony magnéziumtartalommal (legfeljebb 0,005%) az oxidfilm szerkezete -A1 2 O 3, és MgO szilárd oldata -A1 2 0 3-ban; 0,01-1% Mg tartalomnál az oxidfilm változó összetételű spinelből (MgO-A1 2 O) és magnézium-oxidból áll; 1,0% feletti Mg tartalommal a film szinte teljes egészében magnézium-oxidból áll. A berillium és a lantán (legfeljebb 0,01%) csökkenti ezen ötvözetek oxidációs sebességét az alumínium oxidációs sebességének szintjére. Védő hatásuk az ötvözetek oxidfilmjének a benne kialakult pórusok kitöltése miatti tömörödésének köszönhető.

Az olvadék összekeverését az olvadási folyamat során az oxidfilm integritásának megsértése és töredékeinek az olvadékba való keverése kíséri. Az olvadékok oxidzárványokkal való feldúsulása az olvasztóberendezések bélésével való cserereakciók eredményeként is megtörténik. Az olvadékok filmekkel való szennyezettségének mértékére a legjelentősebb hatást a kezdeti primer és szekunder töltésanyagok felületi oxidációja gyakorolja. Ennek a tényezőnek a negatív szerepe nő a tömörség csökkenésével és az anyag fajlagos felületének növekedésével.

Munka leírás

Az alumínium köbös felületű kristályrácstal rendelkezik, és nem megy át allotróp átalakuláson. Alacsony sűrűségű (2,7 g/cm3), alacsony olvadáspontja (660°C), nagy szakítószilárdsága (akár 60%), jó elektromos vezetőképessége és nagy fajlagos szilárdsága. Az alumíniumnak nagy a kristályosodási térfogati zsugorodása (6,5%) és nagy a lineáris zsugorodása (1,7%); könnyen oxidálódik az Al2O3 sűrű védő oxidfilm képződésével. Az alumíniumot széles körben használják az elektrotechnikában, a repülésben, Élelmiszeripar, az autóiparban, az építőiparban.

1. Általános tulajdonságokés az ötvözet alkalmazásai………………….3
2. Az ötvözet fizikai, öntödei, mechanikai és egyéb tulajdonságai………6
3. Az ötvözet elméleti sűrűségének kiszámítása…………………………………7
4. Az ötvözet előállításához szükséges töltés és segédanyagok jellemzői. Díjszámítás……………………………………………………… 9
5. 1 tonna ötvözet felmelegítéséhez, olvasztásához és az öntési hőmérsékletig történő túlhevítéséhez szükséges hőmennyiség kiszámítása…………………………………11
6. Az olvasztó egység kiválasztása és az ötvözet-előkészítési technológia fejlesztése…………………………………………………………………………………..13
6.1. Az olvasztó egység kiválasztása és jellemzői……………………13
6.2. Az AK12M ötvözet előállítására szolgáló technológia fejlesztése……………………16
Felhasznált irodalom jegyzéke……………………………………………19

Az öntött alumíniumötvözeteket a GOST 1583-93 szabályozza, amely a fémtöltetként használt bugákban lévő ötvözetekre és a készöntvények ötvözeteire vonatkozik (összesen 39 minőség). A GOST1583-93 szerint az ötvözet jelölése során kombinált (kettős) jelölést használnak: először az ötvözet minőségét tömbben, majd zárójelben - a kész formázott öntvények ötvözetminőségét kell feltüntetni, például: AK12 (AL2) , AK13 (AL13), AK5M (AL5) .

A bugákban lévő ötvözetek a következőképpen vannak jelölve. Kezdetben az "A" betű látható, ami azt jelzi, hogy az ötvözet alumínium. Ezután a betűk a fő vagy ötvözőelemek nevét jelzik, majd egy szám, amely ezen összetevők átlagos százalékos arányát jelzi. Az alumíniumöntvény-ötvözeteket alkotó alkatrészek alábbi megnevezése elfogadott: K - szilícium; Su - antimon; Mts - mangán; M - réz; Mg - magnézium; H - nikkel; C - cink. Például: az AK12 egy alumíniumötvözet, amelynek átlagos Si = 12% tartalma; AK10Su - 10% szilíciumot és antimont tartalmaz ötvözőelemként, a többi A1; AMg4K1, 5M - magnéziumot tartalmazó ötvözet - 40%, szilícium - 1,5, réz körülbelül 1,0%, a többi - A1.

Az öntvények ötvözetminőségét kétféleképpen jelzik:

Az első - AL betűkkel (A - alumínium, L - öntöde), majd az ötvözet számát mutató számokkal. Ezek az adatok feltételesek, nincs összefüggésben a kémiai összetétellel vagy a mechanikai tulajdonságokkal. Kinevezési példa - AL2, AL4, AL19;

A második hasonló a tömbötvözetekhez.

A tervdokumentációban a formázott öntvények jelölésénél a szabvány lehetővé teszi az ötvözet minőségének zárójelben történő további minőségjelölése nélkül, vagy csak a zárójelben feltüntetett minőség feltüntetését.

Az oktatási folyamatban, amikor fel van tüntetve a kész öntvény fémének kémiai összetétele, megengedett az első módszer (AL ...) szerinti jelölés használata, amikor az olvasztáshoz használt töltetről (öntvényekről) van szó. , akkor a tuskó márkája a második módszer szerint jelezhető (AK .. .).

3.2.1. Az alumíniumötvözetek osztályozása és tulajdonságai

Céljuk szerint a szerkezeti alumíniumöntvény-ötvözetek a következő csoportokra oszthatók:

nagy tömítettséggel jellemezhető ötvözetek: AK12 (AL2), AK9ch (AL4), AK7ch (AL9), AK8MZch (VAL8), AK7pch (AL9-1), AK8l (AL34), AK8M (AL32);

nagy szilárdságú, hőálló ötvözetek: AM5 (AL 19), AK5M (AL5), AK5Mch (AL5-1), AM4,5 Kd (VAL10);

korrózióálló ötvözetek: AMch11 (AL22), ATs4Mg (AL24), AMg10 (AL27), AMg10ch (AL27-1).

A márka végén lévő betűk a következőket jelzik: h - tiszta; pch - nagy tisztaságú; och - különleges tisztaság; l - öntőötvözetek; c - szelektív.

A rúdban lévő finomított ötvözeteket "r" betű jelöli, amelyet az ötvözet minőségének megjelölése után helyeznek el. Az élelmiszeripari termékek gyártására szánt ötvözetek "P" betűvel vannak jelölve, amely szintén az ötvözet márka megjelölése után kerül elhelyezésre.

Az alumíniumöntvény-ötvözetek ingotokban (fémtöltés) és öntvényekben a nemzetgazdasági szükségletekre és exportra készülnek a GOST 1583-93 szerint.

Az alumíniumöntvény ötvözetek márkájának és kémiai összetételének meg kell felelnie a táblázatban megadottaknak. 3.14.

A bugákban lévő sziluminokat a következő kémiai összetétellel állítják elő:

AK12ch (SIL-1): szilícium 10-13%, alumínium - alap; szennyeződések, %, legfeljebb: vas 0,50, mangán 0,40, kalcium 0,08, titán 0,13, réz 0,02, cink 0,06;

AK12pch (SIL-0): szilícium 10-13%, alumínium - alap; szennyeződések, %, legfeljebb: vas 0,35, mangán 0,08, kalcium 0,08, titán 0,08, réz 0,02, cink 0,06;

AK12och (SIL-00): szilícium 10-13%, alumínium - alap; szennyeződések, %, legfeljebb: vas 0,20, mangán 0,03, kalcium 0,04, titán 0,03, réz 0,02, cink 0,04;

AK12zh (SIL-2): szilícium 10-13%, alumínium - alap; szennyeződések, %, legfeljebb: vas 0,7, mangán 0,5, kalcium 0,2, titán 0,2, réz 0,03, cink 0,08.

A gyártó és a fogyasztó megállapodása alapján az AK12zh (SIL-2) szilumin legfeljebb 0,9% vasat, 0,8% mangánt és 0,25% titánt tartalmazhat.

Az AK7, AK5M2, AK9, AK12 ötvözeteket élelmiszeripari termékek gyártásához használják. Az élelmiszerrel és közeggel érintkezésbe kerülő termékek és berendezések gyártásához más minőségű ötvözetek felhasználását minden esetben az egészségügyi hatóságoknak kell engedélyezniük.

Az élelmiszeripari termékek előállítására szánt alumíniumötvözetekben az ólom tömeghányada legfeljebb 0,15%, az arzén legfeljebb 0,015%, a cink legfeljebb 0,3%, a berillium legfeljebb 0,0005%.

Finomított ötvözetekben a hidrogéntartalom nem haladhatja meg a 0,25 cm 3 /100 g fémet hipoeutektikus sziluminok esetében, 0,35 cm e / 100 g hipereutektikus sziluminokat, 0,5 cm 3 /100 g alumínium-magnézium ötvözeteket; a porozitás nem lehet több három pontnál.

A kémiai összetételtől függően az alumíniumötvözetek öt csoportra oszthatók (3.14. táblázat).

Az első csoport - Al-Si-Mg alapú ötvözetek; a finomszemcsés szerkezet eléréséhez módosítást kell alkalmazni.

A második csoport - az A1-Si-Cu rendszeren alapuló ötvözetek; a jó öntési tulajdonságokat a szilícium és a réztartalom optimális kombinációja magyarázza; az ötvözőelemek ezen tartalma lehetővé teszi a hőkezelés alkalmazását az ötvözetek mechanikai tulajdonságainak javítására.

A harmadik csoport - az A1-Cu rendszeren alapuló ötvözetek; képesek hőkezelésre, ami után javítják a mechanikai tulajdonságok, az öntési tulajdonságok rosszabbak, mint a sziluminoké.

A negyedik csoport - az A1-Mg rendszeren alapuló ötvözetek; fokozott mechanikai tulajdonságokkal rendelkeznek a titánnal, berilliummal, cirkóniummal való ötvözés miatt; az ebbe a csoportba tartozó ötvözetek ellenállnak a nagy statikus és ütési terheléseknek.

Az ötödik csoport - az A1-egyéb elemek rendszerén alapuló ötvözetek (Ni-Ti stb.); hőálló tulajdonságokkal rendelkeznek, azaz jól működnek magas hőmérsékleten; ugyanez elmondható a nyomásokról is.

A GOST 1583-93-at elemezve látható, hogy egyes, azonos márkájú fémtöltetekhez és formázott öntvényekhez használt ötvözetek kémiai összetételében eltérések mutatkoznak: az öntvények ötvözeteiben a magnéziumtartalom enyhe csökkenése és a káros anyagok tartalma növekszik. szennyeződések megengedettek.


* A figyelembe vett szennyeződések mennyisége az öntvény típusától függ.

Megjegyzések:

  1. Zárójelben az ötvözetek osztályainak megjelölése a GOST 1583-89, OST 48-178 és az előírások szerint.
  2. Törtszámban a számláló az öntvények adatait mutatja, a nevező pedig az öntvényeket.
  3. Az ismert kémiai összetételű töltetből történő öntvénygyártás során (a vasszennyeződések kivételével) nem szabad meghatározni az ötvözetek szennyeződéseinek tömeghányadát.
  4. Ha AK12 (AL2) és AMg3Mts (AL28) minőségű ötvözeteket használ a tengervízben működő alkatrészekhez, a réz tömeghányada nem haladhatja meg a következőket: AK12 (AL2) minőségű ötvözetben - 0,30%, AMg5Mts ötvözetben ( AL28) - 0 ,egy%.
  5. Ha ötvözetek fröccsöntéshez használnak, az AK7Ts9 (AL 11) márkájú ötvözetben megengedett a magnézium hiánya; az AMg11 (AL22) ötvözet márkájában a magnéziumtartalom 8,0-13,0%, a szilícium 0,8-1,6%, a mangán 0,5% és a titán hiánya.
  6. Az AK5M7 (A5M7), AMg5K (AL13), AMg10ch (AL27), AMg10ch (AL27-1) ötvözetminőségek nem ajánlottak az új kivitelekben.
  7. Az AK8M3ch (VAL8) ötvözetben a bór hiánya megengedett, feltéve, hogy a szint mechanikai jellemzők e szabvány előírja. Az AK8M3ch (VAL8) ötvözetből készült alkatrészek folyékony sajtolás útján történő gyártásakor a vas tömeghányada nem haladhatja meg a 0,4%-ot.
  8. Nyomás alatti öntéskor az AK8 (AL34) ötvözetben megengedett a berillium tömeghányadának 0,06% -ra csökkentése, a vas megengedett tömeghányadának 0,1% -ra történő növelése, ha a szennyeződések teljes tömeghányada legfeljebb 1,2 % és a titán hiánya.
  9. Az AK9ch (AL4), AK9pch (AL4-1), AK7ch (AL9), AK7pch (AL9-1) ötvözetek szerkezetének módosításához stroncium bevitele 0,08%-ig megengedett.
  10. A kötőjellel jelölt szennyeződéseket a szennyeződések teljes mennyiségében figyelembe veszik, míg az egyes elemek tartalma nem haladja meg a 0,020%-ot.
  11. A fogyasztóval való megegyezés alapján megengedett olyan tuskók előállítása, amelyek összetétele az egyes elemek (főkomponensek és szennyeződések) tömegarányai szerint eltér a táblázatban feltüntetetttől. 3.14.
  12. Ha ötvözetek fröccsöntéshez használnak, az AMg7 (AL29) ötvözetben legfeljebb 0,03% berillium szennyeződés, legfeljebb 1,5% szilícium megengedett.
  13. Az AMg11 (AL22) ötvözetminőségben a titán hiánya megengedett.

A másodlagos tuskóöntvény-ötvözeteket forgács, hulladék, importált fémhulladék feldolgozásával nyerik. A töltetanyagként használt bugákban lévő másodlagos alumíniumöntvény-ötvözetek kémiai összetételének meg kell felelnie a GOST 1583-93 követelményeinek.

Egyik vagy másik ötvözet felhasználásának lehetőségét annak mechanikai, fizikai és technológiai tulajdonságai, valamint az ötvözet gazdasági jellemzőinek figyelembevétele határozza meg, ami sok esetben meghatározó.

Az alumíniumöntvény ötvözetek GOST 153-93 szerinti mechanikai tulajdonságainak meg kell felelniük a táblázatban megadottaknak. 3.17.

Megjegyzések:

Az öntési módok szimbólumai: 3 - öntés homokformákban; B - befektetési öntés; K - öntés formába; D - fröccsöntés; PD - öntés nyomás alatti kristályosítással (folyékony sajtolás); O - öntés héjformába; M - az ötvözet módosításnak van kitéve.

A hőkezelés típusainak szimbólumai: T1 - mesterséges öregítés előzetes keményítés nélkül; T2 - lágyítás; T4 - keményedés; T5 - keményedés és rövid távú (nem teljes) öregedés; T6 - keményedés és teljes mesterséges öregedés; T7 - edzés és stabilizáló temperálás; T8 - keményítő és lágyító temperálás.

Az AK7Ts9 és AK9Ts6 ötvözetek mechanikai tulajdonságait legalább egy napos természetes öregedés után határozzák meg.

A B öntési módszernél megadott mechanikai tulajdonságok a héjformákba öntésre is vonatkoznak.

Az alumíniumötvözetek technológiai tulajdonságai (3.24. táblázat) befolyásolják az öntvények minőségét. Az ötvözetek ezen tulajdonságai közé tartoznak a következők: folyékonyság, zsugorodás (térfogati és lineáris), porozitás és héjak kialakulására való hajlam, öntödei feszültségek és repedések kialakulására való hajlam, gázelnyelés és nem fémes zárványok képződése, filmképződés és durva rétegképződésre való hajlam. szemcsés és oszlopos szerkezetű.

3.2.2. A kémiai elemek hatása az alumíniumötvözetek tulajdonságaira

Az egyes kémiai elemek hatását az öntött alumíniumötvözetek tulajdonságaira a táblázat tartalmazza. 3.25.

3.2.3. Az alumíniumötvözetek jellemzői és felhasználási területeik

Az öntött alumíniumötvözetek számos jellemzővel rendelkeznek: fokozott folyékonyság, amely biztosítja a vékonyfalú és összetett öntvények előállítását; viszonylag alacsony lineáris zsugorodás; csökken a melegrepedésre való hajlam. Ezenkívül az alumíniumötvözetek nagyon hajlamosak az oxidációra, a hidrogéntelítettségre, ami olyan típusú öntési hibákhoz vezet, mint a gázporozitás, salakzárványok és oxidzárványok. Ezért az olvasztási technológia kidolgozásakor és a formázott öntvények bármely öntési módszerrel történő gyártása során figyelembe kell venni az egyes alumíniumötvözetek csoportjainak jellemzőit.

Az iparban a legelterjedtebbek az A1-Si-Mg ötvözetek, amelyeket az állapotdiagram típusa által meghatározott jó technológiai tulajdonságok jellemeznek. Szerkezetük a szilícium α-szilárd oldata alumíniumban és egy eutektikum, amely α-szilárd oldatból és szilíciumszemcsékből áll. Az öntési tulajdonságokat az biztosítja, hogy az ötvözetekben nagy mennyiségű vázmátrix típusú kettős eutektikus α + Si (40-75%) van jelen, amely α-szilárd oldaton alapul, ami nagy folyékonysághoz vezet. ötvözetek, valamint alacsony öntési zsugorodás és csökkent hajlam a forró repedések kialakulására.

Az ötvözetekben az eutektikum mennyiségének növekedésével csökken a zsugorodási mikrohurkok kialakulására való hajlam, ami növeli az öntvények tömítettségét.

Ezen ötvözetek kristályosodási folyamata szűk hőmérséklet-tartományban megy végbe, és folyamatos frontként halad a perifériás zónától (formafalak) az öntvények belső zónáiig, ami egy folytonos finomszemcsés eutektikus réteg kialakulását okozza az öntvények között. elsődleges kristályok. Ez megakadályozza az átmenő zsugorodási csatornák kialakulását a szilárd oldat szemcséi között.

Az ötvözetek szilíciumtartalmának növekedésével a hőtágulási együttható csökken, és durvább szerkezetet kapunk, ami az ötvözet rideggé válásához és a megmunkálhatóság romlásához vezet. A szilícium zárványok eutektikában való őrlésére Na, Li, Ka, Sr módosítást alkalmaznak, ami növeli a képlékeny tulajdonságokat (δ = 5-8%).

A sziluminok módosításához különböző összetételű nátrium- és kálium-klorid, valamint fluorid sók keverékeit használják, miközben körülbelül 0,01% Na-t abszorbeál az ötvözet. A Na módosítása során az eutektikum 15-30 °C-kal túlhűl, és az eutektikus pont 13-15% Si-ra tolódik el. Minél nagyobb a módosító hatás, annál nagyobb az ötvözet szilíciumtartalma, mivel a módosító csak erre a fázisra hat. Az 5-7%-nál kevesebb Si-t tartalmazó sziluminok esetében a módosítás nem befolyásolja a mechanikai tulajdonságokat.

Az A1-Si ötvözetekben lévő vas β(A1-Fe-Si) vegyületet képez rideg lemezek formájában, amelyek jelentősen csökkentik a hajlékonyságot. A vas negatív hatását 0,2-0,5% Mn hozzáadásával hatékonyan csökkenti, miközben egy új a fázis (A1-Fe-Si-Mn) képződik kompakt egytengelyű poliéderek formájában, amelyek kisebb mértékben befolyásolják a plaszticitást.

Az AL2 ötvözet (eutektikus) - az első csoport egyetlen kettős ötvözete, az egyszerű sziluminokhoz tartozik. Az ötvözet eutektikus összetétele (10-13% Si) nagy folyékonyságot biztosít, nem hajlamos porozitásra és repedésre. Az ötvözetből sűrű, hermetikus öntvényeket kapunk koncentrált zsugorodási üreggel. Az ötvözetet módosított állapotban, főként hőkezelés nélkül használják. Az enyhén terhelt alkatrészeket különféle öntési módszerekkel állítják elő. A legalacsonyabb tulajdonságokat homokformába öntéssel, hűtőformába öntéskor vagy nyomás alatt érik el, a szilárdság és a képlékeny tulajdonságok jelentősen megnőnek.

A hipoeutektikus speciális sziluminek (AL4, AL9, AL4-1, AL9-1) magasabb mechanikai tulajdonságokkal rendelkeznek, de technológiai tulajdonságaikban gyengébbek, mint az AL2 eutektikus ötvözet. A keményedést Mg 2 Si vegyület képződésével érik el. A csökkentett szilíciumtartalom lehetővé teszi az ötvözetek nyomás- és fröccsöntésben történő módosítás nélküli használatát. Homokformákban és befektetési modellekben történő öntésnél az ötvözetek módosítása javasolt.

Az AK7 és AK9 ötvözetek magasabb szennyeződéstartalommal, de kisebb rugalmasságukban különböznek az AL4 és AL9 ötvözetektől.

Az A1-Si-Mg rendszeren alapuló ötvözetek előnye a megnövekedett korrózióállóság nedves és tengeri légkörben - AK12 (AL2), AK9ch (AL4), AK7ch (AL9).

Ezen ötvözetek hátránya a megnövekedett gázporozitás és a csökkent hőállóság. Ezen ötvözetek öntési technológiája összetettebb, és autoklávokban nyomás alatti módosítási és kristályosítási műveleteket igényel. Ez különösen igaz az AK9ch (AL4) ötvözetre.

Az A1-Si-Cu rendszeren alapuló ötvözetek, amelyeket nagy hőállóság jellemez (üzemi hőmérséklet 250-270 ° C), de öntési tulajdonságokban, korrózióállóságban és tömítettségben gyengébbek az Al-Si-Mg ötvözeteknél; nem igényelnek módosítást és nyomás alatti kristályosítást.

Az ötvözetek hőállóságát stabil tűzálló fázisok tartalma biztosítja, amelyek vékonyan elágazó formában kristályosodnak és jól elzárják a szilárd oldat szemcsehatárait, ami gátolja a diffúziós folyamatok kialakulását.

Az A1-Cu rendszeren alapuló ötvözetek magas mechanikai tulajdonságokkal rendelkeznek. Fázisösszetétel öntött állapotban: réz α-szilárd oldata alumíniumban + СuА1 2 . Az ötvözetben lévő szilícium és vas szennyeződések jelenlétében А1 7 Сu 2 Fe, AlCuFeSi fázisok és 525 °С olvadáspontú háromkomponensű eutektikus α + Si + А1Сu 2 képződhetnek. Az ötvözetek szilíciumtartalmának akár 3%-os növelése az eutektika mennyiségének növekedéséhez és az öntési tulajdonságok javulásához, de a szilárdság jelentős csökkenéséhez vezet. A 0,05% Mg jelenléte nagymértékben csökkenti az ötvözetek hegeszthetőségét és alakíthatóságát.

Az A1-Mg rendszeren alapuló ötvözetek szilárdsága a magnéziumkoncentráció 13%-ra való növekedésével nő, de a képlékenység 11% feletti Mg-tartalomnál csökkenni kezd; a fő erősítő fázis a β kémiai vegyület (A1 3 Mg 2).

Ötvözetek öntéséhez % (tömeghányad) Mg tartalmú ötvözeteket használnak:

4,5-7 - hőkezelés nélkül használt közepes szilárdságú ötvözetek AKMg5K (AL13), AMg6l (AL23);

9,5-13 - nagy szilárdságú ötvözetek edzett állapotban AMg10 (AL27), AMg11 (AL22).

A technológiai tulajdonságok javítása érdekében a legtöbb ötvözetbe 0,15-0,2% titánt és cirkóniumot visznek be. Az ezek alapján képződött fémközi vegyület, a TiA1 3 és ZrA1 3, jobban tűzálló, mint az ötvözetalap, és az első típusú módosítók. A mechanikai tulajdonságok 20-30%-kal nőnek.

Az A1-Mg rendszeren alapuló ötvözetek fokozottan hajlamosak gázképződésre és gázzsugorodási porozitásra, és ha nitrogénnel és vízgőzzel kölcsönhatásba lépnek, nem fémes zárványok és oxidfilmek képződnek. Az ötvözetek olvasztását folyósítóréteg alatt kell elvégezni, és ha a Be is szerepel összetételükben, folyasztószer nélkül.

Az A1 rendszeren és más alkatrészeken (komplex ötvözetek) alapuló ötvözetek közé tartoznak az alábbi ötvözetek: hőálló többkomponensű és önkeményedő korrózióálló ATs4Mg (AL24), dugattyú AK12M2MgN (AL25), valamint cink-szilumin AK7Ts9 (AL11).

Az AC4Mg (AL24) ötvözet az Al-Zn-Mg rendszerhez tartozik, a fő erősítő fázis T(A1 2 Mg 3 Zn 3). Az alumíniumban lévő cink és magnézium szilárd oldatainak nagy stabilitása biztosítja az ötvözet "önkeményítését" az öntvény hűtése során. Az ötvözet speciális keményítés nélkül, öntött és természetes vagy mesterségesen öregített állapotban használható. Az ötvözet kielégítő tulajdonságokkal rendelkezik, amelyeket titán (0,1-0,2%) hozzáadásával javítanak. Homoköntéshez, beruházási héjformákhoz, hegesztett alkatrészekhez, valamint megnövelt méretstabilitású és korrózióálló alkatrészekhez ajánlott.

Az AK12M2MgN (AL25) eutektikus speciális sziluminok, amelyek jó öntési tulajdonságokkal rendelkeznek, nagyobb hőállósággal rendelkeznek, mivel 0,8-1,3% Ni-t tartalmaznak, amely merev keret formájában összetett fázisokat képez; a titán hozzáadása javítja a technológiai tulajdonságokat. Az ötvözetek kis mértékben hajlamosak térfogatváltozásokra emelt hőmérsékleten történő működés közben; dugattyúk gyártásához használják; ebben az esetben az öntvényeket keményedés nélkül használják. A belső feszültségek enyhítésére a dugattyúkat a T1 mód szerint hőkezeljük.

A szilárd alumíniumban jól oldódó, 7-12% Zn-t tartalmazó cink-szilumin AK7Ts9 (AL11) oldatos keményedést hoz létre, amely lehetővé teszi az ötvözet öntött állapotban történő felhasználását (hőkezelés nélkül). Jó technológiai tulajdonságokkal rendelkezik, képes megőrizni a szilárdságot, a keménységet és a váltakozó terhelésekkel szembeni ellenállást rövid és hosszú távú, 300-500 °C hőmérsékletre történő melegítés után. Az ötvözetet öntött alkatrészekhez használják a motorgyártásban és más iparágakban, valamint homok-agyag öntőformákban, hűtőformákban és nyomás alatti öntéshez. Alacsony korrózióállósággal és viszonylag nagy sűrűséggel rendelkezik.

Az alumíniumötvözetek olvasztása számos nehézséget okoz. Az alumíniumötvözetek alacsony sűrűsége hozzájárul a gázzsebek és a porozitás kialakulásához, mivel a gázok könnyen behatolnak a fémközegbe és telítik azt. Az alumínium könnyen oxidálódik. Az olvadékot nehéz megtisztítani a salaktól és az oxidoktól. A salak és az oxidok finom eloszlású formában maradnak az olvadékban szuszpenzióban, ami nagymértékben befolyásolja az ötvözet minőségét.

Folyasztószerek (cink-klorid, kriolit) vagy módosítószerek használata szintén nem teszi lehetővé az olvadék teljes megtisztítását, mivel nehéz őket elkülöníteni az olvadéktól.

Az alumíniumötvözetek előállítása során különösen fontos a kiindulási anyagok tisztasága és a töltésösszetétel pontossága. Gyakran előfordul, hogy elhanyagolható mennyiségű káros szennyeződés jelentősen rontja az ötvözetek mechanikai tulajdonságait. Mindez különösen gondos hulladékválogatást tesz szükségessé. Újraolvasztás nélkül csak akkor használhatók, ha ismert a kémiai összetételük. A sok oxidot és káros szennyeződést tartalmazó, ismeretlen eredetű vagy rosszul válogatott és újraolvasztott (másodlagos ötvözetek) törmeléket tuskóba kell olvasztani. Az újraolvasztás során az olvadékot megtisztítják a szennyeződésektől és kémiai elemzést végeznek.

Az alumínium olvasztása és öntése a hőmérsékleti rendszer szigorú betartásával és az ötvözet melegítésének állandó és pontos szabályozásával történik. Még az enyhe túlmelegedés és az ötvözet túlzott magas hőmérsékleten tartása is túlzott gázokkal és oxidokkal való telítődéshez és zsugorodási üregek megjelenéséhez vezet.

Az oxidok és salakok eltávolításához kémiailag és mechanikailag egyaránt ható folyasztószereket kell használni. Az olvadék oxidoktól való megtisztítása után nem szabad keverni.

Az öntést óvatosan, rövid sugárral kell végezni.

Az alumíniumötvözetek elkészítésekor a következő sorrendet kell követni:

    az alumínium rúd körülbelül 2/3-ának megolvasztása;

    a ligatúra adalékanyaga és olvadása;

    az alumínium rúd többi részének adalékanyaga;

    hulladék és spru hozzáadása;

    az olvadék tisztítása az oxidoktól az olvadás után tisztító folyasztószerek hozzáadásával és jó keveréssel;

    a tégely eltávolítása és a salak és oxidok eltávolítása (a salakot nem szabad eltávolítani az olvasztás során, mivel az oxidok felületi filmje megvédi az olvadékot a további oxidációtól);

    tartsa az olvadékot a kívánt hőmérsékletre öntés előtt.

Példa az AK12 (AL2) alumíniumötvözet olvasztására.

Az AK12 (AL2) ötvözet sertés sziluminokból készülhet. Sziluminok hiányában töltőanyagként alumínium bugák és szilícium használható.

Az ötvözetet a következőképpen állítják elő: az alumíniumöntvényt megolvasztják és 850 °C-ra hevítik. A felmelegített alumíniumhoz kis részletekben szilíciumot adnak, amelyet alufóliába csomagolnak, mielőtt alumíniumba helyeznék, hogy ne takarja el alumínium-oxid, ami megnehezíti a szilícium oldását. Az összes szilícium teljes feloldódása után az ötvözetet finomítják és módosítják.

Az alumíniumötvözetek olvasztása tégelyben és lángálló, forgó- és billenő kemencében, elektromos ellenállás-kemencében és indukciós kemencében történik. Az alumíniumötvözetek olvasztása elektromos ellenállású kemencékben a következő.

Töltőanyagok, amelyek primer és másodlagos ötvözetből készült fűtött bugák, hulladékok saját termelésés a megfelelő ligatúrákat betöltik a tűzoltó téglával bélelt kamrákba. A formázott tűzálló kamrákban elektromos spirálok vannak, amelyeken elektromos áram halad át, felmelegítve azokat.

A kamrák olvadéka a gyűjteménybe áramlik. A kollektorban az olvadékot cink-kloriddal finomítják, alaposan összekeverik, a felületről eltávolítják a szurkot és a salakot, majd hozzáadják az adalékokat. Az üstökbe öntés előtt az olvadékot ismét összekeverik, a salakot eltávolítják az olvadék felületéről, a hőmérsékletet merülő termoelemmel mérik, és mintákat öntenek a kémiai elemzés és a mechanikai tulajdonságok ellenőrzésére.

Az ötvözeteket-sziluminokat, mielőtt az üstbe engedik, fém-nátriumsókkal módosítják, hogy finomszemcsés szerkezetet kapjanak. Egyes esetekben a gáztalanításra szolgáló ötvözeteket klórral fújják 680-720 ° hőmérsékleten. A kemence megdöntésekor az olvadékot a csúszdán keresztül a forgómechanizmus és a görgők segítségével a kiöntő üstökbe öntik. Az ellenállásos kemencék kapacitása 0,3-3,0 tonna, a napi fűtések száma 4-5.

Töltő anyagok


Alumíniumötvözetek előállításához alumíniumöntvényeket, gépi hulladékot, öntödei hulladékot és különféle mesterötvözeteket (például 90% Al és 10% Mn, olvadáspont 770-830 °) használnak.

A fémtöltet összetételébe a keringő fémek 40-60%-a (hulladék, selejt, sprues, sprues, profit stb.) és a tiszta fémek 60-40%-a kerül be. A fém oxidáció elleni védelmére különféle összetételű folyasztószereket használnak, például 50% NaCl + 50% CaCl2; vagy 50% NaCl + 35% KCl + 15% Na3AlF6.

Mindezek a folyasztószerek olvadóképesek (olvadáspont 500-600° tartományban van). A finomabb szerkezetű sűrű fém előállításához módosítókat adnak hozzá. Alumíniumötvözetek esetén módosítószerként tiszta nátriumot és sóit használjuk: 67% NaF + 33% NaCl vagy 25% NaF + 62,5% NaCl + 12,5% KCl. Az Al2, Al4 stb. minőségű ötvözetek módosításnak vannak kitéve.

Kemencék alumíniumötvözetek olvasztására. Az alumíniumötvözeteket a következő kemencékben olvasztják: forgótégelyes kemencék fémtégellyel (83. ábra, a); elektromos tégelyellenállásos kemencékben, álló és forgó (legfeljebb 0,25 tonna ötvözet elkészítéséhez); álló és forgókamrás ellenállásos kemencék (83. ábra, b), legfeljebb 1,5 tonna kapacitással; indukciós kétcsatornás kemencék fém maggal.

Rizs. 83. Olvasztókemencék alumíniumötvözetek olvasztására: a - tégelyes kandalló; b - ellenállás elektromos kemence: 1 - betöltő ablak; 2 - fürdő fém olvasztásához; 3 - ellenállás

Az alumíniumötvözetek olvasztásának folyamata számos nehézséget okoz, mivel erős oxidációjuk és gázokkal való telítődésük 800 ° feletti hőmérsékleten történik. Számos olvasztási módszer létezik, amelyek kiváló minőségű öntvényeket biztosítanak; merülő olvasztási, gázfinomítási, sófinomítási, fagyasztási és módosítási alkalmazások.

Az alumíniumötvözetek megolvasztása folyósítóréteg alatt a következő sorrendben megy végbe; a töltőanyagokat szorosan egy tégelybe vagy kemencébe helyezik, és felülről fluxusokkal borítják; a fémet feltöltik és részenként megolvasztják: először a töltet körülbelül egyharmadát megolvasztják, majd a töltetanyag fennmaradó részét 100-120 ° -ra melegítik, hogy eltávolítsák a nedvességet a felületről, és az olvadt fémbe merítik egy folyósítóréteg alatt. .

A gázfinomításnál az olvasztást a következő sorrendben hajtják végre: a töltet egyharmadát betöltik és megolvasztják, hozzáadják a ligatúrákat (Al + Cu, Al + Si stb.) és a maradék töltetet. Az olvadás után az ötvözetet keverjük, 660-680 °C-ra melegítjük és klórral finomítjuk. A finomítást úgy végezzük, hogy klórt fújunk át az ötvözeten 5-15 percig. Ebben az esetben a klór kémiai kölcsönhatásba lép az alumíniummal és más elemekkel.

A keletkező gáznemű AlCl3, HCl és a Cl2 egy részét eltávolítják a fémből, Al2O3, SiO2 és gázok hozzáadásával. A gázfinomítás után a fém magas mechanikai tulajdonságokat szerez. A nitrogén gázfinomításra használható.