Рафинирование металлических расплавов

Металлические расплавы загрязнены:
Металлическими примесями
Неметаллическими включениями (оксидами, сульфидами, карбидами, нитридами)
Газами

Рафинирование от растворимых металлических примесей

Окисление
Обработка флюсами
Отстаивание с последующим сливанием и фильтрацией
Вакуумная

Окисление металлических примесей
Может осуществляться:
продувкой воздуха через расплав
подачей воздуха на поверхность расплава
введением

Полнота окислительного рафинирования зависит от соотношения концентрации, растворимости и упругости

Флюсование

Применяют если:
Примесь растворяется во флюсе
Примесь взаимодействует с флюсом с образованием летучих

Очистка вторичного алюминия
от магния
2Na3AlF6 + 3Mg → 3MgF2 + 6NaF +

Рафинирование отстаиванием

Скорость оседания или подъема
частиц в расплаве
r – радиус частиц
d1, d0

Рафинирование от нерастворимых примесей

В расплавах могут находиться:
окислы, карбиды, нитриды, сульфиды, футеровка,

Окисные плены в металле

Макро- включения

Включение оксида в алюминиевом сплаве

Включение футеровки

Неметаллические включения в отливках

Методы очистки расплавов от неметаллических включений

Продувка инертными и активными газами
Обработка хлоридами
Вакуумирование
Отстаивание
Обработка

Продувка инертными и активными газами
Обработка хлоридами
Вакуумирование
Основаны на флотирующем и адсорбирующем действии

Рафинирование отстаиванием

Скорость оседания или подъема
частиц в расплаве
r – радиус частиц
d1, d0

Обработка флюсами и шлаками
Основана на явлениях смачивания частиц флюсами или растворении

Виды флюсования

Верхнее флюсование

Нижнее флюсование

Флюсование по всему объему

Me

Me

Основные способы фильтрования

Через жидкие фильтры
Через сетчатые фильтры
Через кусковые (зернистые) фильтры
Через пористые

Фильтрование через сетчатые фильтры

Фильтрование через сетчатые фильтры

Ячейка 0,5 – 1,7 мм
Материал фильтра – стеклоткань
Механизм

Фильтрование через зернистые фильтры

Механизм очистки:
- механическое отделение частиц
- гидродинамические явления
- поверхностные

На уровень очистки влияет:
Толщина слоя фильтра
Размер кусков (зерен)
Материал фильтра
Температура металла

Фильтрование через кусковые (зернистые) фильтры

До обработки

После фильтрования через сплав фторидов

Изменения структуры в результате фильтрования

Газовые пороки в отливках

Газовая пористость

Газовые раковины

Дегазация расплавов

Дегазация – удаление из расплавов водорода, азота и окиси углерода
Способы

Продувка инертными и активными газами

Необходимые условия качественной продувки

Медленное всплывание пузырьков через весь расплав
Малый диаметр пузырьков
Малая

Дегазация хлоридами

Используют:
MnCl2, ZnCl2, NH4Cl, C2Cl6
При обработке протекают реакции:
MnCl2 → Mn

Вакуумирование

Рпуз = Рвн = Ратм + Рмс + 2σ/r
При снижении

Дегазация вакуумированием и инертными газами

Вымораживание