Технология производства отливок из ферросилида

Метод выплавки имеет большое значение для получения качественных отливок. Если свойства литых сталей и некоторых сплавов могут быть улучшены термической обработкой, то дефекты отливок из ферросилида, зависящие от условий плавки, не могут быть устранены таким способом. Основным условием качественной выплавки ферросилида является максимальная дегазация расплава. Если же этого не удается осуществить, отливки непременно получаются недоброкачественными. Типичным дефектом изделий из ферросилида является поражение подкоркового слоя цепочками пузырьков в непосредственной близости от поверхности отливок.

К числу наиболее важных факторов, влияющих на конечное содержание водорода в жидком сплаве, относятся максимальная температура его перегрева в печи и метод ведения плавки. Известно, что с повышением температуры расплава увеличивается растворимость в нем газов. Это в полной мере относится и к выплавке ферросилида. В данном случае большую роль играют местные перегревы при добавлении ферросилиция вследствие протекания экзотермической реакции образования Fe3Si2, в особенности при отсутствии условий для интенсивного перемешивания жидкого металла в печи. При выпуске металла из печи и при заливке его в формы нужно очень точно выдерживать температурный режим. Даже кратковременный перегрев при добавлении ферросилиция сильно сказывается на конечном содержании водорода в отливке.

При производстве этого сплава обслуживающий персонал печи имеет очень ограниченные возможности предотвращать перегрев ванны. Учитывая свойства ферросилиция, следовало бы плавку производить в печи с кислой футеровкой, но такая футеровка не допускает операций, которые можно производить при основной футеровке — раскисление и дегазацию жидкого металла. Применение дуплекс-процесса дает возможность уменьшить содержание газов в жидкой стали до легирования ее кремнием и таким образом частично уменьшить количество водорода, внесенного шихтой. Обычный способ дегазации, основанный на разнице парциального давления водорода и окиси углерода, которая образуется при восстановительном процессе, не может быть применен из-за большого сродства кремния к кислороду.

Хорошие результаты дает способ дегазации металла путем нагрева его до температуры 1450 градусов и выдержки при этой температуре 45 — 60 мин. с последующим охлаждением до 1400 градусов, а затем с постепенным снижением температуры металла до температуры разливки, обычно равной 1300 — 1350 градусов. Для уменьшения содержания водорода в ванне применяется предварительный отжиг шихты, насыщенной водородом. При нагреве ферросилиция до температуры, превышающей 1000 градусов, содержание водорода в нем уменьшается примерно на 50%.

Иногда применяют следующий способ. После расплавления и перегрева металла температуру его понижают почти до температуры затвердевания, при этом значительная часть растворенных в металле газов выделяется из него. Перед выпуском металла из ванны его быстро нагревают до нужной температуры. За последнее время нашел применение двойной процесс выплавки ферросилида. Вначале производится заготовка чушкового металла. Чушки отливаются в песчаных формах или на литейной машине. При этом значительная часть газов выдаляется при их затвердевании. При вторичной переплавке чушек происходит дополнительная дегазация металла. Этот способ производства ферросилида очень распространен, в особенности если на переплав поступает еще горячий металл, так как это является гарантией того, что металл не содержит в себе большого количества поглощенных газов. При переплавке не происходит перегрева металла в момент добавления ферросилиция из-за экзотермической реакции, что позволяет вести плавку.