Исследование и разработка технологии производства литых заготовок из свинцовых латуней с регламентированными структурами и свойствами тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.04, кандидат технических наук Вайс, Ирина Андреевна

• Вайс, Ирина Андреевна
• кандидат технических наук
• 1997

Оглавление диссертации кандидат технических наук Вайс, Ирина Андреевна

Введение

1. Состояние вопроса

1.1. Структурные особенности двухфазных латуней

1.2. Влияние содержания цинка и меди на структуру и механические и технологические свойства латуни

1.3. Влияние фазового состава, структуры на коррозионную стойкость и пластичность свинцовой латуни

1.4. Формирование специальных свойств латуни при легировании свинцом

1.5. Влияние малых добавок на свойства латуней

1.6. Взаимосвязь жидкого и твердого состояния в металлических сплавах.

1.7. Воздействие с помощью холодильников на кристаллизующийся металл.

1.8. Влияние отдельных технологических параметров на процесс формирования и качество слитков при непрерывном литье

2. Влияние температурной обработки расплава на структуру и свойства латуни

2.1. Определение критических температур нагрева расплава свинцовой латуни

2.2. Влияние температуры нагрева расплава и условий охлаждения на количество фазовых составляющих и свойства свинцовой латуни.

2. 3. Изучение влияния режима выплавки свинцовой латуни на ее структуру и механические свойства.

Выводы

3. Влияние холодильников на условия формирования слитков

3.1. Изучение скорости снятия теплоты перегрева расплава при введении холодильников

3.2. Тепловое взаимодействие трубчатого холодильника с расплавом при внепечной обработке латуни

Выводы

4. Совершен0твование технологии плавки и полунепрерывного литья свинцовой латуни

4.1. Совершенствование технологии плавки свинцовых латуней с использованием разносортной металлошихты.

4.2. Совершенствование технологии полунепрерывного литья слитков свинцовой латуни с введением холодильников

Выводы .:

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование и разработка технологии производства литых заготовок из свинцовых латуней с регламентированными структурами и свойствами»

Латуни представляют собой давно известные и освоенные в промышленном производстве сплавы, применяемые во всевозможных отраслях техники.

Свинцовые латуни, благодаря своим особым свойствам и относительно низкой стоимости по сравнению с другими сплавами на основе меди, нашли свое применение во всех отраслях промышленности. Свинцовые латуни являются литейными и деформируемыми сплавами. Хорошая жидкотекучесть латуней позволяет получать элементы запорной арматуры, втулки способом литья под давлением. Особые свойства, приобретаемые латунью при легировании свинцом, позволяют обрабатывать заготовки на автоматических металлорежущих станках с высокими скоростями резания. До 80% выпускаемой свинцовой латуни используется как обрабатываемая резанием при изготовлении изделий машиностроения, а также приборостроения (счетные машины, средства автоматизации). Свинцовые латуни обладают хорошими антифрикционными и прочностными свойствами, поэтому используются в подшипниках и резьбовых соединениях.

Хорошие пластические свойства позволяют обрабатывать литые заготовки давлением в холодном и горячем состоянии и получать прутки различного сечения, проволоку широкой номенклатуры (0,63.0,90 мм), трубу, лист.

Свинцовая латунь обладает хорошей штампуемостью и используется' для изготовления корпусов приборов, манометров, часов и др.

Обладая высокой коррозионной стойкости в слабокоррозионных средах (например, скорость коррозии при 20 °С в морской воде составляет О, 0075.0,1 мм/год, в пресной воде 0,0025.О,25 мм/год) изделия из свинцовой латуни нашли свое применение в нефтехимической промышленности (вентили, переходники, маслянные системы) и в судостроении, где требуются повышенная надежность и долговечность.

Изготавливается и менее ответственная продукция из свинцовых латуней: пишущие узлы шариковых ручек и контактные элементы штеп--сельных соединений из ЛС 58-2, элементы часового механизма и ниппели колесных камер из ЛС 63-3. Хорошая полируемость свинцовых латуней под декоративные покрытия дала возможность использовать эти латуни в качестве фурнитуры (дверные и мебельные ручки, петли и т.д.).

Свинцовые латуни довольно хорошо изучены, однако, и ранее существовала проблема проявления нестабильности свойств в процессе обработки и эксплуатации. Хорошо известны [1] красноломкость латуней, "сезонная болезнь", твердение и изменение механических свойств после отжига и резкого охлаждения, изменение размеров деталей с течением времени, коррозионное растрескивание в результате обесцинкования. Все эти эффекты не могут быть объяснены с позиций представлений о. строении латуней и превращений в них, сложившихся в начале нашего века. Именно отсутствие точных данных о причинах возникновения аномалий свойств медно-цинковых сплавов и способах стабилизации свойств приводит к необходимости дополнительного тщательного изучения этих вопросов на современном уровне.

Особенно остро стоит вопрос о качестве и экономичности сплавов в настоящее время в связи с изменением структуры шихтовых материалов. Металлошихта для выплавки свинцовых латуней марок ЛС 58-2, ЛС 59-1 состоит из ломов (96.98 % от общего веса), в том числе и низкосортных (стружка). При этом необходимо усовершенствовать существующие технологии выплавки и разливки сплавов путем дополнительных мероприятий по обработке расплава в плавильной печи и обеспечения необходимых условий разливки и кристаллизации.

- 6 -1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

Получение качественных слитков из цветных металлов и сплавов требует дальнейшего совершенствования технологических процессов их' изготовления. В настоящее время требования к качеству металлопродукции, а, следовательно, к слиткам, как исходной заготовке для дальнейшей обработки, повысились. Так, например, при изготовлении слитков из свинцовых латуней уделяется особое внимание фазовому составу в особенности соотношению фазовых составляющих, т.к. эти параметры предопределяют свойства металлопродукции.

Технологические усовершенствования также должны быть направлены на повышение производительности оборудования. Однако повышение скорости вытягивания слитков в условиях полунепрерывного литья, значительный перегрев металла выше температуры ликвидус (100.200 °С) и интенсивный внешний теплоотвод приводят к образованию крупнозернистой столбчатой структуры, ликвации легирующих компонентов и снижению механических и служебных свойств.

Известно много способов воздействия на металл во время плавки и литья, позволяющих получить слитки с заданными структурой и свойствами. Некоторые из этих способов опробованы при разработке технологии получения слитков из свинцовых латуней с учетом их особенностей.