08.02.2017

Технологию приготовления сплавов разрабатывают с учетом основной их особенности — повышенной склонности к окислению в жидком состоянии. Поэтому большое внимание следует уделять защите расплава от контакта с атмосферой.
Плавку магналиев рекомендуется производить в электропечах с графитовым тиглем, используя графитовый или титановый плавильный инструмент во избежание загрязнения сплавов железом, которое ухудшает механические свойства сплавов и снижает их коррозионную стойкость.
Технология приготовления сплавов АЛ8, ЛЛ23 и АЛ27 заключается в следующем. В качестве шихтовых материалов применяются: алюминий чушковый марки не ниже AS, магний марки Mrl, лигатуры Al—Be, Al—Ti, Al—Zr (для сплавов АЛ23 и АЛ27) и отходы в количестве, непревышающем 50% от массы шихты. В разогретый тигель загружают алюминий, отходы п лигатуру Al—Be. После их расплавления вводят лигатуры Al—Ti и Al—Zr. Затем расплав перемешивают и при 680—700° С щипцами или с помощью «колокольчика» вводят в глубь расплава отдельными порциями магний, предварительно подогретый до 150—200° С. He допускается всплывания нерастворившихся кусков магния на поверхность, так как это приводит к сильному окислению расплава, о чем можно судить по появлению темно-бурых пятен на поверхности. После растворения всей навески магния сплав тщательно перемешивают и рафинируют.
Технология приготовления магналиев повышенной чистоты (АЛ23-1, АЛ27-1), не отличается от описанной выше для сплавов АЛ23 и АЛ27. Следует учитывать только, что вследствие малого допустимого содержания примесей в сплавах АЛ23-1 и АЛ27-1 (сумма примесей не больше 0,2%) необходимо применение шихтовых материалов повышенной чистоты; алюминия высокой чистоты (марки не ниже А95); лигатур Al—Be, Al—Ti и Al—Zr, приготовленных также на чистых металлах. Количество отходов в шихте не должно превышать 30%.
Указанные ограничения затрудняют освоение технологии приготовления сплавов и удорожают стоимость литья, однако это окупается отличной коррозионной стойкостью и высокими механическими свойствами сплавов (в особенности АЛ27-1).
Сплав АЛ8 можно плавить без лигатуры Al—Be, а с применением защитнорафинирующего флюса, содержащего 60% карналлита и 40% фтористого кальция. В разогретую печь загружают чушки алюминия, крупные отходы и флюс в количестве 2—3% от массы шихты (в отсутствие в шихте возврата флюс наносят на поверхность расплава перед введением магния). После расплавления шихты при 680—700° С под слой флюса отдельными порциями вводят магний; после введения магния при 690—700° С производят рафинирование сплава, замешивая флюс на глубине 100—150 мм в течение 3—5 мин. Перед разливкой флюс не удаляют во избежание окисления сплава на воздухе, а лишь отводят от струи при заливке в формы.
Введение кремния в сплавы типа магналий повышает их литейные свойства. Поэтому сплавы системы алюминий—магний—кремний (АЛ13, АЛ22, АЛ29) нашли широкое промышленное применение, в частности, для производства коррозионностойких отливок методом литья под давлением. Ввиду того что допустимое содержание железа в этих сплавах выше, чем у сплавов системы Al-Mg, плавку их можно проводить в чугунных тиглях с применением большего количества возврата собственного производства: до 60% крупных отходов и до 30% мелких, предварительно переплавленных и разлитых в чушки. Технология приготовления сплавов АЛ13 и АЛ29 аналогична технологии приготовления сплава АЛ8 без бериллия, т. е. производится с применением защитно-рафинирующего флюса. Для приготовления сплава АЛ22 рекомендуется готовить предварительный сплав.
Расчет шихты следует производить с учетом назначения отливок из этого сплава: 1) для получения отливок с наибольшим σв содержание магния должно быть ближе к верхнему пределу, а кремния — к нижнему; 2) для литья деталей сложной конфигурации содержание магния в сплаве должно быть ближе к нижнему пределу, а кремния — к верхнему.
Технология плавки и рафинирования сплава АЛ22 соответствует технологии приготовления сплава АЛ8 с применением флюса. Так как в состав шихты входит лигатура Al—Be, то расход флюса при плавке сплава АЛ22 меньше, чем при плавке других сплавов, и составляет 1—2% от массы шихты. Хорошие результаты получены при обработке сплавов АЛ22, АЛ13 и АЛ8 фторцирконатом калия. Восстановленный при взаимодействии с расплавом цирконий переходит в расплав, образуя частицы AlsZr, служащие дополнительными центрами кристаллизации. Кроме того, Al3Zr связывает водород, образуя с ним гидриды циркония. При обработке фторцирконат в количестве 0,5% от массы сплава наносят при 750° С на поверхность расплава и замешивают вглубь или вводят в расплав с помощью «колокольчика». Обработка считается оконченной, если прекратилось выделение голубых искр.
В промышленности применяется сплав системы Al—Zn—Mg (АЛ24), склонный к газопоглощению и окислению, поэтому плавку его рекомендуется проводить в электропечах. Для приготовления сплава АЛ24 используют: алюминий технической чистоты, цинк, магний и лигатуры Al—Mn и Al—Ti. Количество используемого возврата не должно превышать 60% от массы всей шихты. В разогретую печь одновременно загружают алюминий, отходы сплава АЛ24 и защитный карналлитовый флюс (60% MgCl2*KCl и 40% СаF2). После расплавления вводят лигатуры Al—Mn и Al—Ti, а затем при 680—700° С под слой флюса — цинк и магний. Сплав рафинируют путем замешивания флюса в расплав в течение 3—5 мни или дополнительно обрабатывают хлористыми солями (МnСl2, ZnCl2) в количестве 0,1—0,15% от массы шихты при 720—730° С. Сплав рекомендуется дополнительно обрабатывать фторцирконатом калия в количестве 0,5—1% от массы шихты, который засыпают на поверхность расплава, перегретого до 760—780° С. При этой температуре производят «рубку» флюса: его замешивают в расплав на глубину 100—150 мм в течение 3—5 мин. Затем сплав перемешивают, температуру снижают и производят заливку деталей.