Магний МЛ3
Марка: МЛ3 | Класс: Магниевый литейный сплав |
Использование в промышленности: детали с высокой герметичностью; предельная рабочая температура: 150°C |
Химический состав в % сплава МЛ3 | ||
Fe | до 0,06 | |
Si | до 0,25 | |
Mn | 0,15 - 0,5 | |
Ni | до 0,01 | |
Al | 2,5 - 3,5 | |
Cu | до 0,1 | |
Zr | до 0,002 | |
Be | до 0,002 | |
Mg | 93,9 - 96,85 | |
Zn | 0,5 - 1,5 |
Дополнительная информация и свойства |
Твердость материала: HB 10 -1 = 45 МПа | |
Линейная усадка, %: 1.4 - 1.6 | |
Температура литья, °C: 720 - 800 |
Механические свойства сплава МЛ3 при Т=20oС | |||||||
Прокат | Размер | Напр. | σв(МПа) | sT (МПа) | δ5 (%) | ψ % | KCU (кДж / м2) |
180 | 55 | 8 | 11 |
Физические свойства сплава МЛ3 | ||||||
T (Град) | E 10- 5 (МПа) | a 10 6 (1/Град) | l (Вт/(м·град)) | r (кг/м3) | C (Дж/(кг·град)) | R 10 9 (Ом·м) |
20 | 0.43 | 104.7 | 1780 | 1046.7 | ||
100 | 27 |
Получение сплава магния МЛ3: вначале делается предварительный сплав, а затем на основе результатов начинается приготовление рабочих сплавов с использованием скрапных и раздаточных тиглей. Для ведения плавки данным методом используют плавильный агрегат (стенд), состоящий минимально из трех плавильных печей, из которых одна печь предназначается для переплава отходов (скрапа) производства и называется скрапной печью. Другая печь предназначается для приготовления рабочего сплава, которым будут заливаться формы, и называется раздаточной печью и третья печь предназначается для расплавления флюса (№ 2, ВИ2 или карналлита), необходимого для прогрева и промывки разливочных ковшей и плавильного инструмента.
При больших масштабах производства раздаточная печь обслуживается двумя или тремя скрапными печами, а флюсовая печь может обслуживать 8—10 плавильных печей.
Приготовление рабочего сплава производится в следующем порядке.
Перед загрузкой шихты скрапный тигель нагревают до температуры красного каления (700—800°С), после чего загружают флюс ВИ2 (№ 2) в количестве 0,1—0,25% от массы шихты. По расплавлении флюса в тигель загружают отходы производства, предварительно подогретые. Загруженную шихту присыпают флюсом ВИ2 (№ 2) в количестве 0,5—1,5% от массы шихты.
После расплавления шихты металл при температуре 700— 720° С рафинируют; одновременно с этой операцией подготавливается раздаточный тигель. Последний подогревают до температуры красного каления и загружают в него флюс ВИ2 или № 2.
После рафинирования расплава в скрапном тигле его переливают разливочными ковшами или с помощью сифона в раздаточный тигель. Последний наполняют жидким металлом примерно на 2/з его объема и загружают чушками первичного или предварительного сплава, подогретыми на борту печи до температуры 120—200° С.
Скрапный тигель также догружают предварительно подогретой шихтой, состоящей из возврата производства.
Последующие технологические операции плавки сплава в скрапном тигле заново повторяются, как было описано выше.
После расплавления загруженной шихты в скрапном тигле расплав переливают в раздаточный тигель, доводят его до температуры 700—730° С и при этой температуре производят рафинирование.
По окончании рафинирования с поверхности расплава удаляют шлак и загрязненный флюс и присыпают ее свежим флюсом ВИ2. Затем производят модифицирование способом перегрева сплава (сплав системы магний—алюминий—цинк) или обработкой сплава углеродосодержащими солями.
После модифицирования расплав доводят до температуры разливки 750—800°С, производят отбор технологических проб на структуру излома и разливают по формам. Перед отбором металла разливочный ковш нагревается и промывается во флюсе третьей промывной печи. Промывочный флюс в течение всей работы поддерживается на постоянном температурном уровне, равном 750—850° С.
Операция промывки разливочного ковша производится следующим образом. Ковш погружают и несколько раз поворачивают в расплавленном флюсе, чтобы флюсом были промыты как наружные, так и внутренние стенки ковша. Затем ковш вынимают из флюсового тигля и остатки флюса сливают через широкое отверстие ковша. После этого ковш поворачивают кверху дном и остатки флюса с носка, стенок и дна ковша тщательно стряхивают.
Разливка жидкого металла из раздаточного тигля производится следующим образом: разливочный ковш после его промывки во флюсе промывного тигля медленно опускается до соприкосновения дна ковша с флюсовым покровом на зеркале металла, затем быстрым движением слой флюса отводится дном ковша в сторону, после чего ковш поворачивается и широким отверстием забирает металл. Ковш с металлом вынимается из тигля, выдерживается над тиглем до полного стекания флюса со стенок ковша, затем небольшое количество металла (2—3%) сливается через носок ковша в тигель.
Во время отбора металла из тигля очаги горения металла тушат флюсом ВИ2.
После разливки металла по формам из тигля с помощью ложки-шумовки удаляют скопившиеся на дне тигля загрязнения (шлак и загрязненный флюс), затем в том же технологическом порядке производят повторную плавку рабочего сплава.
Приготовление рабочего сплава без скрапного тигля. Отличительной особенностью данного метода плавки является то, что один и тот же плавильный тигель предназначается и для расплавления шихты и раздачи металла и для заливки форм.
Плавильный блок может состоять минимально из двух печей: одной печи для расплавления шихты и второй — для расплавления промывного флюса (№ 2, ВИ2 или карналлита).
Приготовление рабочего сплава производится в следующем порядке.
В подогретый и офлюсованный тигель загружают составляющие шихты в следующей последовательности: чушки первичного или предварительного сплава, чушки переплава возврата 2-го и 3-го сортов, крупные отходы и бракованные отливки. Возврат в виде остатков металла в разливочных ковшах после заливки форм сливать в печь не рекомендуется.
Плавление шихты и другие необходимые технологические операции производятся так же, как и во второй печи при работе со скрапным и раздаточным тиглями.
Недостатком метода плавки в стационарных литых стальных тиглях является затруднение применения их для отливки крупных деталей, возможность попадания флюса в отливку при неправильном зачерпывании металла в заливочный ковш и пониженный коэффициент использования жидкого металла вследствие того, что из тигля вычерпывается не более чем 2/3—3/4 расплавленного в нем металла.
Краткие обозначения: | ||||
σв | - временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа | ε | - относительная осадка при появлении первой трещины, % | |
σ0,05 | - предел упругости, МПа | Jк | - предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа | |
σ0,2 | - предел текучести условный, МПа | σизг | - предел прочности при изгибе, МПа | |
δ5,δ4,δ10 | - относительное удлинение после разрыва, % | σ-1 | - предел выносливости при испытании на изгиб с симметричным циклом нагружения, МПа | |
σсж0,05 и σсж | - предел текучести при сжатии, МПа | J-1 | - предел выносливости при испытание на кручение с симметричным циклом нагружения, МПа | |
ν | - относительный сдвиг, % | n | - количество циклов нагружения | |
sв | - предел кратковременной прочности, МПа | R и ρ | - удельное электросопротивление, Ом·м | |
ψ | - относительное сужение, % | E | - модуль упругости нормальный, ГПа | |
KCU и KCV | - ударная вязкость, определенная на образце с концентраторами соответственно вида U и V, Дж/см2 | T | - температура, при которой получены свойства, Град | |
sT | - предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), МПа | l и λ | - коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала), Вт/(м·°С) | |
HB | - твердость по Бринеллю | C | - удельная теплоемкость материала (диапазон 20o - T ), [Дж/(кг·град)] | |
HV | - твердость по Виккерсу | pn и r | - плотность кг/м3 | |
HRCэ | - твердость по Роквеллу, шкала С | а | - коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o - T ), 1/°С | |
HRB | - твердость по Роквеллу, шкала В | σtТ | - предел длительной прочности, МПа | |
HSD | - твердость по Шору | G | - модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа |