Производство магния

Оглавление

Введение

Особенности литейной формы

Плавка магниевых сплавов

Заключение

Использованная литература

Введение

В 1695 году <#"605125.files/image001.gif">=

где G - масса отливки, г;

γ - плотность металла, г/см³;

υ - скорость истечения металла, см/с;

μ - коэффициент сопротивления;

τ - продолжительность заливки, с;

g - ускорение свободного падения, см/с²;

H_{p -} расчётный статический напор, см.

Расчётный статический напор зависит от размера отливки и определяется из следующего соотношения:

H_p =

где H - высота стояка от места подвода металла в форму, см;

С - высота оливки, см;

Р - высота отливки от места подвода металла в форму, см. [2, с.183]

Соотношение площадей поперечного сечения элементов литниковой системы следующие:

Широкое распространение нашёл разработанный А.Г. Спасским и А.А. Бочваром способ литья в разовые формы, помещаемые в автоклавы с повышенным давлением. Собранную форму помещают в автоклав (рис.1), который герметически закрывают.

Рисунок 1. Заливка форм в автоклав.

-автоклав, 2-отверстие для заливки, 3-крышка, 4-форма, 5-клапаны.

Через специальное отверстие металл из ковша заливают в форму, затем отверстие герметично закрывают, в автоклав подают сжатый воздух под избыточным давлением 5-7 ат. Внешнее давление усиливает питающее действие прибылей и одновременно препятствует выделению газов из охлаждающего металла, это способствует повышению плотности отливок и их механических свойств.

Для получения плотных отливок из магниевых сплавов применяют наружные холодильники.

Наружные холодильники делают из меди и медных сплавов, чугуна, графита стали и алюминия.

Рабочие поверхности покрываются различными красками.

Для магниевых сплавов характерны низкое теплосодержание, малая плотность и незначительное металлостатическое давление, поэтому прибыли в фасонных отливках из этих сплавов делают более массивными, чем на отливках из алюминиевых сплавов. [1, с.396-399]

Плавка магниевых сплавов

Плавка магниевых сплавов требует применения защитных средств, изолирующих расплав от соприкосновения с воздухом, так как он в расплавленном состоянии энергично реагирует с кислородом воздуха.

В настоящее время в промышленности применяют плавку магниевых сплавов в вакууме; в водороде и аргоне, с добавкой металлов, понижающих окисляемость, под слоем защитных флюсов.

Плавка в вакууме - сложный способ, так как требует специальной плавильной печи с вакуумной установкой, применяется редко.

Плавка в атмосфере нейтральных газов водорода и аргона ввиду сложности не нашла широкого применения в промышленности.

Плавка с добавкой металлов, понижающих окисляемость, - распространенный способ. Чаще всего как добавку используют бериллий. После введения 0,001-0,002% бериллия окисляемость магниевого сплава резко снижается. Бериллий уплотняет оксидную пленку, находящуюся на поверхности магния, придавая ей защитные свойства. Однако бериллий снижает качество отливок, так как способствует образованию крупных зерен, что может привести к появлению трещин и других литейных пороков.

Плавка под слоем защитных флюсов - самый распространенный способ. Флюсы создают на поверхности расплава защитный покров, изолирующий сплав от контакта с воздухом, а также удаляют из расплава окислы и другие вредные соединения, образовавшиеся во время плавки. Плавку магниевых сплавов под слоем защитных флюсов осуществляют в выемных тиглях.

Тигли перед началом плавки очищают от остатков предыдущей плавки и проверяют. Затем тигель устанавливают в газовую или электрическую печь, нагревают до температуры 400-500°С и присыпают дно и стенки флюсом (MgCl₂ 34-40%, КCl 25-36%, NaCl + CaCl₂ не больше 8%, CaF₂ 15-20%, MgO 7-10%). Флюс составляет 2 - 3% массы загружаемой шихты. После расплавления флюса производят загрузку шихтовых материалов в твердом или жидком состоянии. Твердые шихтовые материалы сверху засыпают флюсами и следят за тем, чтобы они во время расплавления не загорались. Если загорание все же происходит, его присыпают флюсом.

Расплав нагревают до 700-720°С и рафинируют. При рафинировании, которое длится 4-6 мин, расплав осторожно перемешивают, а зеркало расплава засыпают флюсом. Затем с поверхности снимают загрязненный флюс и шлак и подогревают расплав для модифицирования различными присадками до температуры 720-780°С. После модифицирования засыпают свежий флюс и выдерживают расплав в течение 10-15 мин. В это время берут пробу на химический экспресс-анализ (быстрый), а затем заливают расплав в пресс-форму. При этом следят, чтобы в пресс-форму не попал флюс.

Цехи и отделения, занимающиеся плавкой и обработкой магниевых сплавов, должны быть обеспечены материалами для тушения очагов возгорания. На тушение 1 кг магния требуется 100 г молотого флюса или до 2 кг сухого кварцевого песка или сухого графита в порошке, или сухого магнезита, или окиси магния. [1, с.399-402]

магний плавка литейная форма

Заключение

В последние годы за рубежом положение магния как одного из масштабных промышленных металлов упрочнилось: в 1980 году впервые в мирное время был превзойдён максимальный уровень производства магния военного 1943 года. Самым крупным производителем и потребителем первичного магния за рубежом остаются США, но их доля в мировом потреблении за 1975-85гг сократилось с 51,7% до 41,5%. Норвегия и США - крупнейшие экспортёры магния: по 36-45 тыс. тонн в год. США являются также крупнейшим производителем магния из вторичного сырья.

1. Применение магния в производстве алюминиевых сплавов, в которых добавляют от 0,5% до 10% магния. Алюминиевые сплавы, содержащие магний, отличаются высокой удельной прочностью, коррозийной стойкостью и хорошо обрабатываются резанием.

2. Приготовление сплавов конструкционного назначения на основе магния. Содержание магния в таких сплавах 90-98%. Деформируемые магниевые сплавы и литые заготовки из них находят применение в ряде отраслей промышленности, прежде всего в аэрокосмической промышленности, далее идут военная и автомобильная.

3. Использование магния в качестве химического реагента в чёрной и цветной металлургии для восстановления Be, Ti, U, Zr, Hf и др. металлов, в химии (в основном в реакции Гриньяра), также в качестве расходуемых анодов для катодной защиты от коррозии стальных конструкций, подземных трубопроводов и резервуаров. Магний в этих процессах полностью расходуется. Лом и отходы не образуются, в отличие от первых двух групп, где он может повторно использоваться в виде вторичных сплавов.

Использование магния в аппаратах космической и авиационной техники, автомобилестроении, различных агрегатах и ответственных приборах предъявляя особые требования к технологии производства литья из магниевых сплавов. Потребность народного хозяйства в магнии и магниевых сплавах значительно превышает возможность их производства. Это ставит перед металлургами, технологами и разработчиками новые проблемы повышения качества литья, использования лома и стружки, создание безотходных и малоотходных технологий производства. Обостряются вопросы экологии. [4, с.180-188]

Использованная литература

1.      Титов Н.Д., Степанов Ю.А. Технология литейного производства, М. "Машиностроение", 1974 г. - 472 с.

2.      Пейсахов А.М., Кучер А.М. Материаловедения и технология конструкционных материалов. Учебник. - СПб.: Изд-во Михайлова В.А., 2003 г. - 407 с.

3.      http://ru. wikipedia.org/wiki/Магний

.        Дракин С.И., Чукуров П.М. Производство магния, М., 1979.