Плавка сплавов. Шихтовые металлические материалы. Химический состав передельных чугунов ГОСТ 805-80, страница 32

3. Засыпать на шихту флюс или древесный уголь.

4. Нагреть шихту, расплавить ее и перегреть металл до 1200-1250^ОС.

5. Выдержать расплавленный металл под шлаком или под древесным углем 8-10 минут.

6. После выдержки удалить шлак и вылить металл в тщательно просушенный и нагретый ковш.

7. В печи или в ковше перед заливкой форм сплав рафинируют продувкой инертным или активным газом или введением в толщу его при помощи колокольчиков обезвоженного хлористого марганца (0.05-0.1% от массы металла).

8. После рафинирования сплав в ковше выдерживается до 5 минут до прекращения газовыделений. Примечание: Если при плавке безоловянных бронз в качестве шихты использовать медь, то после ее расплавления следует раскислить фосфористой медью в количестве около 0.3% от массы меди.

Особенности плавки бронз

Шихтой для приготовления литейных бронз служат либо готовые сплавы в чушках ГОСТ 614-73, либо чистые металлы. Последние из экономических соображений используются редко. Химический состав чушковых бронз отличается от состава литейных бронз (ГОСТ 613-79) содержанием цинка, которого дается на 1% больше на угар.

Применение стружки в шихте не рекомендуется, т.к. в фасоннолитейных цехах обычно не имеется условий для надежной очистки ее от примесей, масла и влаги. Кроме того, использование стружки удлиняет процесс плавки.

Особенностью плавки оловянных бронз является образование диоксида олова (SnO₂) при взаимодействии олова с кислородом. Наличие таких включений заметно снижает механические, эксплуатационные и декоративные свойства бронз. Поэтому перед введением олова или оловосодержащих отходов медь раскисляют фосфором. Количество раскислителя зависит от окисленности расплава меди. Если считать продуктами раскисления меди фосфором соединение 2C₂O*P₂O₅, то одна часть по массе фосфора связывает 1.8 частей кислорода. Поэтому при плавке в тигельных индукционных печах, где содержание кислорода после расплавления и перегрева меди до 1200^ОС находится в пределах 0.01 - 0.04% (нижнее значение - при плавке с покровом древесного угля, верхнее - при плавке без покрова), для раскисления необходимо 0.005 - 0.02% фосфора. При плавке в дуговых печах и содержанием кислорода 0.02-0.06% необходимо 0.01-0.03% фосфора, при плавке в пламенных печах и концентрации кислорода 0.04-0.1% - соответственно 0.02-0.05% фосфора. Эти количества соответствуют равновесным значениям. В практических условиях рекомендуется увеличить расчетную концентрацию фосфора на 20-30%.

Технология плавки безоловянных бронз определяется химическими особенностями основного легирующего элемента при высокой температуре, например алюминия в алюминиевой бронзе, свинца в свинцовой бронзе, кремния в кремниевой бронзе и т.д. Из-за высокой способности к пленообразованию, например алюминия, плавка алюминиевых бронз производится под слоем защитных покрытий, например под слоем угля совместно с легкоплавкими солями (криолит, бура и др.).

В практической работе применяют внепечное рафинирование алюминиевых бронз жидкими флюсами в ковше. В этом случае флюс плавят в отдельном металлическом тигле, переливают его в подогретый ковш в количестве 2-3% от массы металла и затем в этот ковш заливают расплав бронзы из печи. Применяют так же внепечное рафинирование расплавов бронз хлористыми солями (MnCl₂, C₂Cl₆ и др.). При этом навеску соли (0.1-0.3% от массы расплава) вводят графитовым колокольчиком, погружая его на различную глубину.

Плавку свинцовых бронз следует вести в индукционных печах для образования металлической эмульсии “свинец - медь”, т.к. свинец в меди не растворяется. Для предупреждения ликвации свинца (свинец тяжелее меди) охлаждение отливок следует вести с большими скоростями.

Сурьмяные бронзы имеют широкий интервал кристаллизации и склонны к образованию рассеянной газоусадочной пористости при затвердевании. Поэтому в них не допускается повышенного содержания газов (чистая шихта) и сильный перегрев (не выше 1180^ОС). Заливку следует вести при 1050-1080^ОС. Сурьмяные бронзы дегазируют хлористыми солями.