Раскисление металлических расплавов

Раскислением называют удаление из металлического расплава растворенного кислорода. Поэтому данную операцию производят лишь при плавке тех металлов и сплавов, которые способны, находясь в жидком состоянии, растворять кислород. Известно несколько способов раскисления: осадочное или глубинное, контактное или диффузионное, плавкой в достаточно глубоком вакууме (при малом остаточном давлении). В литейном производстве наиболее часто применяют осадочное раскисление, которое заключается в том, что растворенный кислород связывают в нерастворимые в расплаве оксиды с помощью специально вводимых в расплав добавок R, называемых раскислителями. Упрощенно процесс раскисления можно описать реакцией: ш[0] + n[R] <-> R„0„„ отражающей достигнутое после процесса равновесие между остаточным содержанием растворенного в расплаве кислорода [О] и остаточным содержанием растворенного в расплаве раскислителя [R] в присутствии свободного оксида R„0,„.

Очевидно, наиболее желателен случай, при котором остаточные содержания кислорода и раскислителя минимальны, так как при этом они в наименьшей степени влияют на свойства металла. Из приведенного выражения реакции раскисления следует, что остаточные содержания кислорода и раскислителя связаны обратной зависимостью: чем больше содержание раскислителя, гем меньше кислорода и наоборот. Температура оказывает большое влияние на реакцию раскисления: чем ниже температура, тем меньше остаточные содержания кислорода и раскислителя.

Для успешного завершения операции раскисления необходимо, чтобы произошло удаление из расплава образовавшихся продуктов раскисления (частиц оксида R„0m), которые являются типичными эндогенными неметаллическими включениями. Для этого обычно производят отстаивание расплава и обработку свежим шлаком. Желательно, чтобы продукты раскисления имели вид компактных частиц, лучше всего шарообразной формы, т.е. чтобы они находились в жидком состоянии. Именно поэтому часто применяют комплексные раскислигели, содержащие в своем составе кремний, в расчете на образование легкоплавких силикатов. Значительно лучшие условия для отделения продуктов раскисления создаются в том случае, если эти продукты находятся в газообразном состоянии.

Расчет погребного количества раскислителя необходимо проводить в соответствии с реакцией раскисления с учетом вида образующихся продуктов и желательного остаточного содержания кислорода.

Необходимо подчеркнуть, что в результате осадочного раскисления в расплаве возникает огромное количество эндогенных неметаллических включений, для отделения которых следует принять соответствующие меры.

Контактное раскисление осуществляется таким образом, что рас- кислигель не растворяется в расплаве, а лишь соприкасается с ним. Реакция раскисления идет на поверхности раздела расплав - раскис- литель, куда кислород доставляется путем диффузии и конвекции. Контактное раскисление проходит медленно, но его преимущество заключается в том, что расплав не загрязняется неметаллическими включениями, так как продукты раскисления остаются на поверхности раздела расплав-раскислитель. Контактное раскисление проводят иногда применительно к меди и ее сплавам. В качестве нерастворимого раскислителя используют углерод (графит).

Следует помнить, что операцию раскисления применяют лишь к гем расплавам, которые содержат растворенный кислород. Поэтому раскислению обязательно подвергают никель и сплавы никеля с медью, железом, хромом, марганцем при обычной плавке на воздухе. Чистую медь и сплавы меди с серебром, никелем также необходимо раскислять. Сплавы меди с такими активными по отношению к кислороду металлами, как цинк, алюминий, хром, цирконий, почти не способны растворять кислород и для них обычное раскисление фосфористой медью не имеет смысла. Сплавы на основе алюминия, магния, цинка, олова, свинца никогда не раскисляют.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >