Способ получения магниевых сплавов в индукционной печи

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИЕВЫХ СПЛАВОВ В ИНДУКЦИОННОЙ ПЕЧИ, включающий расплавление шихты в индукционной печи в защитной среде, перелив, модифицирование, рафинирование и выдержку, отличающийся тем, что, с целью повышения механических свойств сплавов и улучшения экологии, модифицирование осуществляют в индукционной печи, одновременно на трех разных уровнях при соотношении количества модификатора и объема металла при отсчете снизу, равном m₁ : m₂ : m₃ = 1 : 1,5 : 2, причем модифицирование, перелив, рафинирование и выдержку ведут при 730 - 750^oС.

Изобретение относится к литейному производству, в частности к способам получения магниевых сплавов в индукционной печи.
Целью изобретения является повышение механических свойств сплавов и улучшение экологии.
Магниевый расплав системы магний-алюминий-цинк готовят в индукционной печи. Модифицирование осуществляют одновременно на трех разных уровнях при соотношении количества модификатора и объема металла при отсчете снизу, равном m₁:m₂:m₃ = 1:1,5:2, причем модифицирование, рафинирование, выдержку и перелив металла производят при 730-750^оС. Способ позволяет получить оптимальные механические свойства сплава - _в = 27,0-29,0 кгс/мм² и = 10-13%. При плавке не используют фреоны, в качестве защиты можно использовать газовые смеси или ограниченное количество флюса, что улучшает экологию.
П р и м е р 1. В индукционную печь емкостью 1,5 т загружают шихту, состоящую из сплава МА8ц (16-50%) и возврата производства (84-50%). Плавку металла осуществляют в среде защитных газов с добавкой небольшого количества флюса. После наплавления полного тигля осуществляют модифицирование сплава введением колокольчиков с природным магнезитом на трех уровнях по высоте тигля. Общая масса модификатора составляет 0,35% от массы расплава и распределяется так, что соотношение количества модификатора к объему металла при отсчете снизу, составляет: m₁:m₂:m₃ = 1:1,5:2, где m - количество модификатора на каждом из трех уровней. После окончания процесса модифицирования колокольчики извлекают, сплав выдерживают 10-15 мин, снимают с поверхности шлак и осуществляют перелив в тигель раздаточной печи через фильтр. Модифицирование, рафинирование, выдержку и перелив расплава осуществляют при 740^оС.
П р и м е р 2. Расплав готовят по примеру 1. Емкость индукционной печи 1 т. Модифицирование, рафинирование, выдержку и перелив металла осуществляют при 750^оС.
П р и м е р 3. Расплав готовят по примеру 1. Емкость индукционной печи 1,6 т. Модифицирование, рафинирование, выдержку и перелив металла осуществляют при 730^оС.
Как следует из представленных в таблице данных, предлагаемый способ позволяет повысить предел прочности на растяжение на 10-20%, относительное удлинение в 2,0-2,5 раза по сравнению с известным способом получения магниевых сплавов. Особенностью технологии является то, что если при переливе металла после модифицирования из индукционной печи в раздаточную или при дальнейших операциях температура будет ниже 730^оС, то пропадет эффект модифицирования сплава, а именно произойдет огрубение зерна и падение механических свойств. Дальнейший подогрев металла до 730-750^оС не дает эффекта улучшения структуры и механических свойств сплава. Более высокая температура обработки и перелива расплава нецелесообразна, так как вызывает дополнительное горение и окисление сплава, приводит к зашлакованности отливок.
Модифицирование на трех уровнях при соотношении модификатора и объема металла m₁: m₂: m₃ = 1:1,5:2 позволяет получить оптимальные свойства: _в = 27,0-28,0 кгс/мм² и = 10-13%. Если соотношение m₁:m₂:m₃ будет больше, например 2: 2,5: 3, то произойдет дополнительное загрязнение расплава окисью магния, что вызовет, в свою очередь, зашлакованность литья и падение механических свойств до _в = 22,0 кгс/мм², = 2-3% и ниже. При соотношении, например, m₁:m₂:m₃ = 0,5:1:1,5 свойства также будут низкими (масса модификатора мала) _в = 23-23,5 кгс/мм², = 3-5%. Модифицирование тем же количеством модификатора или повторное дополнительное модифицирование на одном уровне не обеспечивает однородности структуры по всему объему металла и необходимых механических свойств вследствие большой массы металла.
В то же время необходимо отметить, что эффект модифицирования сохраняется в течение 3 ч после проведения этой операции в плавильной индукционной печи и этот срок является предельным, в течение которого металл может быть разлит по формам.
Благодаря резкому сокращению или полному исключению флюса при получении сплава значительно улучшается экологическая среда.
Использование: в литейном производстве. Сущность: расплавляют шихту в защитной среде, модифицирование осуществляют в индукционной среде на трех разных уровнях при соотношении количества модификатора и объема металла при отсчете снизу, равном m₁:m₂:m₃= 1:1.5:2 , перелив осуществляют после модифицирования, причем модифицирование, перелив, рафинирование и выдержку ведут при 730 - 750°С. 1 табл.