Литейные сплавы и их применение

Литейные сплавы получают из двух или нескольких металлов и неметаллов. Такие сплавы должны обладать электропроводностью и теплопроводностью, повышенной пластичностью и др. Литейные сплавы по некоторым свойствам (прочности, твёрдости, способности воспроизводить очертания литейных форм, обрабатываемости режущим инструментом) превосходят чистые металлы. Это определяет их применение. Важное место в литейном производстве занимают сплавы с особыми физическими свойствами (например, электропроводностью, магнитной проницаемостью).

Сплавы в зависимости от химического состава различаются температурой плавления, химической активностью, вязкостью в расплавленном состоянии, прочностью, пластичностью,  и другими свойствами. Для производства фасонных отливок применяют серые высокопрочные, ковкие, и другие чугуны, углеродистые и легированные стали, сплавы алюминия, магния, меди, титана и др.

Приготовление литейных сплавов связанно с процессом плавления различных металлов. Плавление – переход от кристаллического состояния в аморфное. При этом нарушается устойчивость кристаллических решеток, увеличиваются колебательные движения атомов, и твёрдые кристаллические материалы, проходя через область неустойчивых состояний, превращаются в жидкие. При этом они теряют постоянство формы, а также происходит изменение их физических свойств. Для получения заданного химического состава и определённых свойств в литейный сплав вводят в жидком или твёрдом состоянии специальные легирующие элементы, например: Cu, Ni, Mn, Ti, Mo.

Для размельчения структурных составляющих и равномерного их распределения по всему объёму литого металла в сплав вводят малые добавки различных элементов-модификаторов (Na, Zn, Mg, Si, Zr, Ca и др.).

Для выплавления чугуна и стали в качестве исходных материалов шихты применяют литейные или передельные доменные чугуны, чугунный и стальной лом, отходы собственного производства и ферросплавы, а также для  понижения температуры плавления образующих шлаков – флюсы (известняк, доломит).

Для выплавки цветных металлов используют как первичные (полученные на металлургических заводах), так и вторичные (после переплавки цветного лома) металлы и сплавы, кроме того, применяют лигатуры (специально приготовленные сплавы из двух или нескольких металлов) и флюсы (обычно хлористые и фтористые соли щелочных и щелочно-земельных металлов).

Стали и чугуны плавят в дуговых электрических, индукционных высокочастотных печах и других плавильных агрегатах.

При плавке стали и чугуна в дуговых электрических печах источником теплоты служит электрическая дуга, возникающая между металлической шихтой (расплавом) и графитовыми электродами, по которым проводится электрический ток. Загрузка металлической шихты в печь осуществляется с помощью специальной бадьи. Плавка металла в дуговых электрических печах обеспечивает получение высокой температуры расплава, снижение угара элементов, низкое содержание серы и фосфора в расплаве.

В современных литейных цехах получение жидкого металла осуществляется в автоматизированных плавильных комплексах. В них автоматизированы следующие процессы: составление шихты и загрузка её в плавильный агрегат, контроль технологических параметров процесса плавки, контроль за состоянием футеровки плавильных печей, газовой среды, химического состава и свойств литейного сплава.