Магний МЛ11

Марка: МЛ11	Класс: Магниевый литейный сплав
Использование в промышленности: детали, требующие повышенной герметичности и не испытывающие высоких нагрузок; предельная рабочая температура: 250°C -длительная, 300°C -кратковременная

Химический состав в % сплава МЛ11
Fe	до 0,02
Si	до 0,03
Ni	до 0,005
Al	до 0,02
Cu	до 0,03
Zr	0,4 - 1
Be	до 0,001
Mg	93,98 - 96,9
РЗМ	2,5 - 4
Zn	0,2 - 0,7

Дополнительная информация и свойства

Твердость материала: HB 10 -1 = 60 МПа

Линейная усадка, %: 1.2 - 1.5

Температура литья, °C: 720 - 800

Механические свойства сплава МЛ11 при Т=20oС
Прокат	Размер	Напр.	σв(МПа)	sT (МПа)	δ5 (%)	ψ %	KCU (кДж / м2)
			137	85-98	2-3		50

Физические свойства сплава МЛ11
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		117.2	1800	1046.7

Получение сплава магния МЛ11: после подготовки шихты, производят ее плавку тигельным или комбинированным методом, после этого может выполнятся рафинирование полученого сплава для его очистки. Наиболее распространенным методом очистки магниевых сплавов является метод обработки расплавов рафинирующими флюсами.

Сущность рафинирования расплава флюсом состоит в том, что магниевые сплавы при температуре выше 730° С промываются рафинирующим флюсом, при этом частицы жидкого флюса смачивают взвешенные в сплаве неметаллические примеси (окислы, нитриды), спекают, агломерируют их и осаждают на дно ванны. Присутствующие во флюсе CaF₂ и MgF₂ (образовавшийся в результате обменной реакции CaF₂ с MgCl₂) способствуют лучшему отделению флюса от металла и частично растворяют окислы, что улучшает рафинирование.

Практически процесс рафинирования заключается в присыпании зеркала металла порошкообразным флюсом и замешивании его в расплав. Перемешивание расплава при рафинировании ускоряет процесс более полного удаления неметаллических примесей из сплава.

Для рафинирования магниевых сплавов от неметаллических примесей могут быть использованы или единые (универсальные) флюсы, которые применяют на всех стадиях технологического

процесса плавки, или рафинирующие флюсы, которые применяют только на стадии рафинирования расплава. В последнем случае плавка ведется под покрывным флюсом.

При обработке магниевых сплавов единым флюсом рафинирование сплава происходит за счет флюса, находящегося в тигле, и флюса того же состава, наносимого на поверхность жидкого сплава.

При обработке магниевых сплавов рафинирующим флюсом рафинирование идет главным образом за счет рафинирующего флюса, наносимого на поверхность жидкого металла. Рафинирующий флюс в этом случае адсорбирует неметаллические примеси, находящиеся во взвешенном состоянии в расплаве, сгущает покрывной флюс, находящийся в тигле, сообщая ему большую вязкость и малую поверхностную активность по отношению к Сплаву. Чем меньше поверхностная активность флюса по отношению к сплаву, тем эффективнее идет процесс очищения расплава от хлоридов и окислов.

На полноту очищения магниевых сплавов от неметаллических примесей большое влияние оказывают температура расплава и длительность выстаивания его после обработки флюсом.

С повышением величин этих параметров технологического процесса рафинирования достигается более полное удаление неметаллических включений.

Для получения качественного магниевого сплава расход флюса при плавке должен составлять 6—8% от массы металлической шихты; расход на рафинирование 1,5—2%. При плавке в отражательных печах расход флюса составляет более 10%.

Рафинирование газообразными веществами. Обработка магниевых сплавов газообразными рафинирующими средствами имеет целью очищение расплава от газообразных примесей (в основном водорода).

Обработка хлором. Оптимальными условиями процесса хлорирования магниевых сплавов являются следующие:

а) температура расплава 640—660° С;

б) скорость продувания хлора через расплав 2,5—8 л/мин при постоянном расходе хлора не выше 3% от массы расплава;

в) длительность хлорирования не превышает 10 мин и зависит от степени загазованности расплава, от количества расплава и от количества подачи хлора в единицу времени.

В настоящее время в литейных цехах отечественной промышленности, как уже отмечалось выше, метод рафинирования металлов хлором ввиду его токсичности в промышленном масштабе не применяется.

Обработка расплава смесью хлора с четыреххлористым углеродом. Совместная обработка магниевых сплавов смесью хлора с четыреххлорным углеродом дает возможность одновременно дегазировать сплавы и модифицировать (измельчать) их структуру, в результате чего устраняется пористость в отливках и значительно повышаются механические свойства сплава.

В состав газовой смеси входит 1—3% хлора и 0,15—0,25% четыреххлористого углерода от массы рафинируемого расплава. Обработка магниевых сплавов при температуре 750°С газовой смесью, состоящей из 1—1,5% хлора и 0,25% четыреххлористого углерода или из 3% хлора и 0,15% четыреххлористого углерода, дает возможность получать сплавы хорошего качества как по плотности, так и по механическим свойствам.

Хлор и фосген, образующиеся при использовании смеси хлора с четыреххлористым углеродом, весьма токсичные газы. Они отрицательно сказываются на здоровье рабочих, поэтому обработка сплавов хлором и смесью хлора с четыреххлористым углеродом вызывает ряд неудобств, требует наличия специального вытяжного устройства и соблюдения мер предосторожности.

Обработка инертным газом. В качестве инертного газа может применяться аргон.

Оптимальные условия процесса рафинирования магниевых сплавов инертным газом следующие:

1) температура расплава в период продувки его инертным газом 740—750° С;

2) скорость продувки устанавливается из расчета, чтобы расплав в процессе продувки интенсивно перемешивался без выплесков из тигля или ковша;

3) время продувки для достижения допустимого содержания газа (Н₂) в сплаве, равного 8—10 см³ на 100 г сплава, должно составлять 30 мин;

4) длительность продувки расплава инертным газом не должна превышать 30 мин. Более длительная дегазация расплава приводит к укрупнению зерна сплава.

При обработке магниевых сплавов смесью инертного газа с четыреххлористым углеродом рекомендуется вводить в смесь четыреххлористый углерод из расчета 80—100 см³ на 250—300 кг сплава.

Обработка азотом. Известны следующие оптимальные¹ параметры процесса обработки магниевых сплавов азотом:

1) температура расплава при продувке азотом 660—685° С;

2) скорость подачи азота в расплав также подбирается из расчета обеспечения интенсивного перемешивания расплава без выплесков расплава из тигля или ковша;

3) длительность продувки расплава азотом устанавливается в зависимости от объема расплава, степени загрязненности расплава газами и количества подаваемого газа для продувки расплава в единицу времени. Например, продувка расплава емкостью 1 т при подаче азота через трубку диаметром ^3/4 дюйма производится в течение 30 мин.

Обработка магниевых сплавов азотом сопровождается частичным загрязнением сплава нитридом магния, причем степень загрязнения сплава нитридом магния возрастает с повышением температуры расплава при рафинировании. Поэтому не рекомендуется обработка расплава азотом при температурах выше 700° С. После обработки расплава азотом производят рафинирование флюсами и модифицирование сплава.

Рафинирование от металлических примесей. Наличие железа в магнии и его сплавах нежелательно, так как оно отрицательно сказывается на коррозионной стойкости сплава. Поэтому иногда магний и его сплавы подвергают рафинированию от излишнего количества железа.

В качестве рафинирующих средств могут служить марганец, церий, цирконий.

Рафинирование магния от железа марганцем осуществляется следующим образом.

Расплав нагревают до температуры порядка 800°С и вводят марганец в количестве, растворимом при этой температуре (4,5%). Затем расплав доводят до температуры 700° С и выдерживают при этой температуре в течение 20—30 мин. При этом концентрация марганца в растворе снижается до 2,5%.

Выпавший из раствора избыточный марганец при данной температуре сплава находится в твердом состоянии, и вследствие большой плотности ликвирует. Вместе с марганцем ликвирует и железо. Повторением этого процесса можно довести содержание железа в магнии до минимального количества.

Аналогичным образом ведут процесс рафинирования церием и цирконием.