Исследование и разработка высокоэффективных технологических процессов изготовления отливок из магниевых сплавов

• Автор: Калинин, Александр Терентьевич
• Шифр специальности: 05.16.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Комсомольск-на-Амуре
• Количество страниц: 137 с.

1.1 Физикохимические процессы, происходящие при плавке магниевых сплавов

1.2 Дегазация магниевых сплавов

1.3 Модифицирование магниевых сплавов

1.4 Печи для плавки магниевых сплавов

1.5 Перспективные направления совершенствования технологий получения фасонного литья магниевых сплавов

1.5 Оборудование для плавки магниевых сплавов в защитных газовых

средах

1.6 Выводы и постановка задач исследований

Глава 2 Методики экспериментальных исследований

2.1 Объекты и методы исследований

2.2 Оборудование для проведения исследований и методы исследований

Глава 3 Исследование влияния различных способов рафинирования на газосодсржанис и свойства магниевых сплавов
3.1 Исследование влияния постоянного электрического тока на технологические параметры магниевых сплавов, приготовленных под слоем флюса
3.1.1 Проведение опытных плавок в производственных условиях
3.2 Исследование технологических параметров процесса рафинирования и модифицирования при бссфлюсовом приготовлении
3.2.1 Исследование газовых защитных атмосфер для бесфлюсового приготовления магниевых сплавов
3.2.2 Отработка режимов бесфлюсовой плавки
3.2.3 Разработка типового технологического процесса бесфлюсового приготовления магниевых сплавов
3.2.4 Установка для бесфлюсового приготовления магниевых сплавов
3.2.5 Исследование влияния постоянного электрического тока на качество получаемого магниевого сплава при бесфлюсовом приготовлении
3.3 Исследование технологических параметров процессов рафинирования магниевых расплавов методом внутреннего вакуумирования с одновременной обработкой электрическим током
3.4 Исследование технологических параметров процесса рафинирования и модифицирования расплава фильтрацией через фильтрирующую камеру при бесфлюсовом приготовлении Глава 3.5 Исследование технологических параметров процесса
заливки магниевых сплавов
3.6 Выводы
Глава 4 Разработка технологических рекомендаций по внедрению электрорафинирования магниевых сплавов на предприятиях авиационной промышленности
4.1 Исследование влияния объема плавильных тиглей на режимы электрорафинирования
4.2 Внедрение плавильнораздаточной установки и технологического процесса для бесфлюсового приготовления магниевых сплавов
4.3 Выводы Общие выводы Библиографический список Приложение 1 Приложение
ВВЕДЕНИЕ


Растворение газов в металлах или сплавах является следствием диффузии, когда газы в зависимости от их химического сродства с металлами образуют суспензии, твердые растворы или химические соединения. Основные факторы, влияющие на растворение газов в металлах и сплавах помимо химической природы газов и металлов, температура и давление. Поглощению водорода и удерживанию его в объеме металла обязательно должна предшествовать диссоциация его молекул. Химическое взаимодействие водорода с металлом выражается в образовании гидридов. Химические соединения газов с неметаллами являются источником образования в сплавах твердых неметаллических включений. Активность процессов окисления зависит от следующих факторов сродства металлов к кислороду, действия правила аддитивности при окислении многокомпонентного сплава, образование окисших плен на поверхности расплава. V к х г, 1. Исследования, проведенные научными авторами, показали, что магнии и его сплавах присутствует водород, кислород, азот, углеводороды. Основной объем приходится на долю водорода и кислорода. Другие газы обнаружены в незначительном количестве. Взаимодействие с кислородом. Чушковый магний и его сплавы не только в процессе плавления, но и при хранении на складах взаимодействуют с газами окружающей атмосферы. Магний обладает высокой химической активностью и большим сродством к кислороду. Кислород и азот практически не растворяются в магнии и образуют с ним соединения состава и МдзЫ2, обладающие более высокой плотностью, чем расплав, что позволяет им оседать на дно ванны расплава. Магний взаимодействует с кислородом и с влагой с образованием окиси магния. Окись магния является весьма прочным соединением с температурой плавления С. Тонкая окисная пленка защищает металл до температуры 0 С. При более высоких температурах пленка оказывается неустойчивой и разлагается на окись магния и воду, которая при взаимодействии с магнием приводит к выделению водорода, адсорбированного поверхностью. Кинетика окисления твердых металлов зависит от природы и свойств образующихся окислов. Если объем окислов меньше объема металла, на котором они образуются для магния это отношение равно 0,, то скорость окисления остается постоянной или увеличивается. Окисная пленка у магния пористая. Такая пленка не защищает металл от доступа кислорода и потерь на угар. Если металл не закрыт полностью окисной пленкой Уок УЛс. Окись магния нерастворима в хлориднофторидных расплавах щелочных и щелочноземельных металлов. Загрязненный окислами и насыщенный газами расплав наиболее склонен к образованию микрорыхлости в отливках. С удалением из расплава окислов уменьшается вероятность появления в отливках микрорыхлоты. Взаимодействие с азотом. ЗМНзН2Н кал. МНННШз. Опыты по рафинированию магния 4 показывают, что кислород, азот и хлор в магнии представлены единой агломерированной формой, что объясняется главным образом смачивающим действием хлориднофтористых расплавов по отношению к окиси и нитриду магния. Не исключено, что ионы водорода электростатическими силами притягиваются частицами окиси магния и образуют комплексы сложного состава. Основная роль в образовании таких комплексов принадлежит тонкодисперсным включениям, уменьшение количества которых ведет к снижению общего газосодержания магния по всем примесям внедрения. Взаимодействие с водородом. Магний способен растворять значительные количества водорода, образуя при этом эндотермические твердые растворы внедрения. С повышением температуры содержание водорода в магнии возрастает и при 0 С составляет см г металла. В 0 г твердого магния растворяется около см3 водорода. Таким образом, при охлаждении до температуры затвердевания насыщенного водородом магния в равновесных условиях будет выделяться около 8 см3 водорода из 0 г металла. Растворимость водорода в промышленных сплавах типа Мл5 в жидком состоянии при температуре 0 С и при давлении водорода в одну атмосферу колеблется от до см г сплава 5. Цинк и алюминий последний в меньшей степени понижают растворимость водорода в магнии 6.