Развитие внепечной обработки расплавов цветных металлов
Рафинирование - удаление примесей из металлов и сплавов для повышения качества изделия и его показателей и извлечение ценных сопутствующих элементов. Основные методы очистки алюминия. Радиальная и осевая схемы магнитно-импульсной обработки расплавов.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 25.08.2022 |
| Размер файла | 2,0 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Основным газом, растворяющимся в алюминии и сплавах на его основе, является водород. Термодинамические пределы растворимости водорода в алюминии можно оценить на основе анализа процесса перехода водорода из газовой фазы в металл.
Водород может удаляться лишь при определенном избытке в металле против равновесной концентрации. Поэтому перед проектированием установки необходимо рассмотреть равновесные соотношения в системе металл - газ. Но в практических условиях плавки и литья алюминия приходится иметь дело не с двойной, а с более сложной системой: металл - водород - водяной пар - окисел. При повышенных температурах алюминий энергично взаимодействует с водяным паром. При этом в случае взаимодействия с расплавом может протекать следующая реакция:
Чем меньше остаточное давление. тем более низкая равновесная концентрация водорода в металле может быть достигнута. На практике в установках для обработки больших масс алюминиевых сплавов, как правило, не удается обеспечить остаточное давление меньше 0,5 - 1 мм рт. ст. С термодинамической точки зрения для эффективной дегазации алюминиевых сплавов. Например, в случае парциального давления паров воды в воздухе 30 мм рт. ст. натекание через неплотности (т.е., химический состав атмосферы в вакуумной камере эквивалентен химическому составу внешней среды) создаст в рабочем пространстве вакуумной камеры при разрежении 1 мм рт. ст. парциальное давление водяных паров. которому при 700°С будет соответствовать равновесная концентрация водорода в алюминии, приблизительно равная 0,01 см3 /100 г. Расчеты показывают, что при максимальной влажности атмосферного воздуха для достижения остаточных концентраций водорода, равных 0,1 см3 /100 г, с термодинамической точки зрения достаточно в процессе вакуумной обработки поддерживать остаточное давление для алюминия порядка 100 мм рт. ст. и для алюминиевых сплавов 40 ? 70 мм рт. ст. Конечные результаты вакуумной обработки, как и всякого реального процесса, зависят не столько от термодинамических, сколько от кинетических характеристик процесса.
Водород может удаляться через поверхность раздела, перемещаясь к ней путем конвективной диффузии, а также за счет образования, роста и всплывания газообразных пузырьков. Рассматриваемый процесс можно разложить на ряд, последовательных кинетических стадий.
1. Образование зародыша пузырька.
2. Массоперенос водорода к образовавшимся поверхностям раздела газ - металл внутри ванны.
3. Переход атомов газа через границу раздела и накопление в адсорбированном слое у поверхности металла.
4. Диффузия молекул водорода из адсорбированного слоя внутрь пузырька.
5. Удаление водорода из ванны посредством всплывания газовой фазы. В период диффузионного выделения массоперенос водорода осуществляется по направлению к поверхности ванны, единственной в этом случае границе раздела газ - металл. Удаление молекул водорода от поверхности металла происходит в результате диффузии, ускоряемой в реальных условиях с помощью откачки вакуумными насосами. Рассмотрев приведенные выше кинетические стадии процесса дегазации, можно заключить, что как при пузырьковом выделении, так и при диффузионном можно различить три элементарные стадии, связанные с массопереносом водорода: перенос водорода в металле, перенос водорода через границу раздела фаз и перенос водорода в газовой фазе. Поэтому в практических условиях вакуумной обработки образование и выделение пузырьков водорода будут происходить лишь в поверхностных слоях расплава. Снижение концентрации водорода в расплаве приводит к уменьшению глубины этих слоев вплоть до полного исключения пузырькового выделения. Понижение остаточного давления до 1 мм рт. ст. благоприятно сказывается на расширении рассматриваемой области.
Литература
1. Г.Н. Еланский, Б.В. Линчевский, А.А. Кальменев. Основы производства и обработки металлов // Москва. МГВМИ 2005. -416 с.
2. Никитин К.В., Никитин В.И., Тимошкин И.Ю., Глущенков В.А., Черников Д.Г. Обработка расплавов магнитно-импульсными полями с целью управления структурой и свойствами промышленных силуминов // Изв. вузов. Цвет. металлургия. 2016. No. 2. С. 34-42.
3. Слетова Н. В. Создание препаратов для рафинирования и модифицирования Al - сплавов, обеспечивающих стабильные показатели качества отливок: дис. … канд. тех. наук : 05.16.04.
4. М. Б. Альтман, Е. Б. Глотов, В. А. Засыпкин и др., Вакуумирование алюминиевых сплавов. // М. «Металлургия» 1977. - 240 с.
5. Системы рафинирования расплавленного алюминия под торговой маркой SNIF [Электронный ресурс]: система РАЛ-инфо для металлургов, машиностроителей, заказчиков литых и формованных изделий из металлов, пластмасс, эластомеров и композитов. - Режим доступа: http://www.ruscastings.ru/work/168/170/2033/5594.
6. Флюс для алюминия [Электронный ресурс]: сайт компании Стройбис. http://www.stroibis.ru/products.
7. В.Н. Тимофеев, Р.М. Христинич, В.А. Горбунов и др. Способ рафинирования алюминия и его сплавов // Пат. 2237091 Р. Ф., заявл. 06.02.03; опубл. 27.09.04.
8. Е.Г. Чувашов, С.В. Солдатов, Д.В. Дроздов О.П. Белянин. Способ рафинирования алюминия и алюминиевых сплавов в транспортном ковше // Пат. 2337980 РФ. заявл. 07.25.06 ; опубл. 10.11.08.
9. В.Ф. Фролов, С.В. Солдатов, А.Г. Пелевин и др. Устройство фильтрации расплавленных металлов и сплавов // Пат. 2385354. РФ, заявл. 07.25.06; опубл. 10.11.08.
10. Ультразвуковые технологические установки [Электронный ресурс]: сайт компании РЭЛТЭК (разработка и производство сложного наукоемкого электротехнологического оборудования).: http://reltec.biz/plugins/reltek_catalog/view/id/4
11. А.Ю. Сухих, Г.А. Суслов, С.Н. Тимохов и др. Способ вакуумной обработки алюминиевых сплавов Пат. 2361938, Р Ф, заявл. 11.06.07 ; опубл. 20.07.09.
12. В.Е. Анферов, С.Б. Комаров, С.М. Можаровский и др. Способ обработки алюминиевых сплавов. Пат. 1804121 Р Ф, заявл. 28.01.91 ; опубл. 20.05.95.
13. Протасов А.В., Блох В.А., Майоров А.И. и др. Состояние и перспективы развития циркуляционных вакууматоров в СССР и за рубежом Обзор НИИинформтяжмаш), 1978, №35, -48с.
14. Л.В. Алексеев, В.Ю. Снегирев, А.Х. Валихаметов и др. Способ дегазации металла в ковше //Пат. 2446216 Российская Федерация, заявл. 10.11.10; опубл. 27.03.12.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Электродинамическая сепарация, методы интенсификации технологического процесса. Извлечение из цветных металлов без разделения потока на две фракции. Извлечение черных и цветных металлов в самостоятельные продукты. Удаление части балластных компонентов.
курсовая работа [95,7 K], добавлен 18.01.2015Импульсные методы обработки металлов давлением. Сведения о взрывчатых веществах: оборудование для штамповки взрывом. Процесс гидровзрывной штамповки. Электрогидравлические установки для штамповки деталей. Сущность магнитно-импульсной обработки металлов.
реферат [811,8 K], добавлен 10.05.2009Исследование истории развития магнитно-импульсной обработки металлов. Определение основных параметров процесса магнитно-импульсной сварки. Изучение технологии и оборудования магнитно-импульсной сварки. Классификация и методы контроля сварных соединений.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 20.12.2013Промышленное значение цветных металлов: алюминий, медь, магний, свинец, цинк, олово, титан. Технологические процессы производства и обработки металлов, механизация и автоматизация процессов. Производство меди, алюминия, магния, титана и их сплавов.
реферат [40,4 K], добавлен 25.12.2009Основные понятия литейного производства. Особенности плавки сплавов черных и цветных металлов. Формовочные материалы, смеси и краски. Технология изготовления отливок. Виды и направления обработки металлов давлением. Механизмы пластической деформации.
презентация [4,7 M], добавлен 25.09.2013Физические аспекты магнитно-импульсной обработки металлов. Устранение вмятин в листовых металлах силами магнитно-импульсного притяжения. Оценка предельных давлений, необходимых для устранения вмятин на поверхности листовых металлов автомобильных кузовов.
презентация [3,8 M], добавлен 13.01.2011Современные способы повышения качества металлов и сплавов. Подготовка руд к доменной плавке. Устройство и работа доменной печи. Сущность технологического процесса изготовления деталей и заготовок порошковой металлургией. Производство цветных металлов.
дипломная работа [6,3 M], добавлен 16.11.2011Сущность и назначение термической обработки металлов, порядок и правила ее проведения, разновидности и отличительные признаки. Термомеханическая обработка как новый метод упрочнения металлов и сплавов. Цели химико-термической обработки металлов.
курсовая работа [24,8 K], добавлен 23.02.2010Методика исследования газонасыщенности стали и равновесности расплава. Схема установки для изучения кинематической вязкости металлических расплавов. Влияние технологических параметров внепечной обработки на содержание в металле общего кислорода.
курсовая работа [2,3 M], добавлен 17.10.2012Рассмотрение правил проведения макро- и микроанализа металлов и сплавов, определению твердости, исследованию структур и свойств сталей и чугунов, цветных сплавов и пластмасс. Практические вопросы термической и химико-термической обработки металлов.
учебное пособие [4,4 M], добавлен 20.06.2012Влияние высокотемпературной термомеханической обработки на тонкую кристаллическую структуру аустенитных сталей и сплавов. Закономерности роста зерен металлов и сплавов при высоких температурах. Влияние температуры на характеристики металлов.
курсовая работа [534,9 K], добавлен 28.12.2003Общая характеристика и ценные свойства алюминия. Применение алюминия и его сплавов в разных отраслях промышленности. Основные современные способы производства алюминия. Производство глинозема: метод Байера и способ спекания. Рафинирование алюминия.
реферат [35,0 K], добавлен 31.05.2010Физические основы магнитно–импульсной штамповки. Оборудование для штамповки взрывом, электрогидравлической, магнитно-импульсной штамповки и ударной штамповки. Оснастка, инструменты и условия обработки при магнитно–импульсной и гидровзрывной штамповке.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 06.09.2015Классификация металлов по основному компоненту, по температуре плавления. Характерные признаки, отличающие металлы от неметаллов: внешний блеск, высокая прочность. Характерные особенности черных и цветных металлов. Анализ сплавов цветных металлов.
контрольная работа [374,3 K], добавлен 04.08.2012Исследование процесса кристаллизации расплавов металлов. Влияние температуры на свободную энергию жидкой и твердой фазы процесса кристаллизации. Охлаждение расплава и образование кристаллов. Регулирование размеров зерен кристаллов. Обзор строения слитка.
реферат [102,2 K], добавлен 16.12.2014Классификация и применение процессов объемного деформирования материалов. Металлургические и машиностроительные процессы обработки металлов давлением. Методы нагрева металла при выполнении операций ОМД. Технология холодной штамповки металлов и сплавов.
контрольная работа [1,2 M], добавлен 20.08.2015Анализ способов получения конический деталей в различных отраслях машиностроения: механической обработки, ротационного выдавливания, штамповки взрывом. Существующие программные комплексы для моделирования процессов магнитно-импульсной обработки металлов.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 20.06.2013Общие сведения о трубопроводах. Технологические трубопроводы. Сложность изготовления и монтажа технологических трубопроводов. Трубы и детали трубопроводов из цветных металлов и их сплавов, их конфигурация, техническая характеристика, области применения.
курсовая работа [17,6 K], добавлен 19.09.2008Оценка физико-химических условий, необходимых для протекания процесса формоизменения металлов и сплавов. Анализ напряженно-деформированного состояния в процессах обработки давлением. Интерпретация кривой упрочнения металлов с позиций теории дислокаций.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 15.01.2017Роль в процессе кристаллизации, которую играет число центров и скорость роста кристаллов. Изменение свободной энергии в зависимости от температуры. Классификация чугунов по строению металлической основы. Основные применения цветных металлов и их сплавов.
контрольная работа [878,0 K], добавлен 06.03.2013
