Производство отливок из магниевых литейных сплавов

Магний имеет плотность 1,7 г/cм3, температуру плавления 651 °С, температуру кипения 1 120 °С. Химический состав и механические свойства магниевых литейных сплавов регламентирует ГОСТ 2856-79, маркируют сплавы буквами МЛ и числом, обозначающим порядковый номер, в конце маркировки могут ставиться буквы «ОН» – общего назначения и «ПЧ» – повышенной чистоты. Из конструкционных материалов магний является самым легким. В чистом виде магний характеризуется низкой коррозионной стойкостью, недостаточной однородностью свойств и легкой воспламеняемостью.

Отливки из магниевых литейных сплавов применяются главным образом в авиастроении и транспортном машиностроении, т.е. там, где они позволяют снизить собственную массу транспортных средств (усадка линейная 1,2–1,9 %; объемная – 3,0–5,7 %).

Классификация магниевых сплавов. Условно магниевые литейные сплавы могут быть разделены на группы:

1) Mg–Mn (МЛ 2 – редко применяются из-за низких механических свойств);

2) Mg–Al–Zn (МЛ 3, МЛ 4 и др.);

3) Mg–Zn–Zr (МЛ 8, МЛ 15 и др.);

4) сплавы, легированные редкоземельными элементами (индием, церием) – МЛ 9, МЛ 10 и др.;

5) сплавы, содержащие торий (МЛ 14).

Сплавы второй группы широко применяются, они идут для производства высоконагруженных отливок, работающих в тяжелых атмосферных условиях с высокой влажностью. Сплавы третьей группы имеют высокие механические свойства и хорошо обрабатываются резанием. Отливки из этой группы сплавов могут работать при температуре 200–250 °С. Сплавы четвертой группы используются как жаропрочные, отливки из этих сплавов работают в условиях больших нагрузок при температуре 250–300 °С.

Сплавы пятой группы еще более жаропрочные. Отливки из таких сплавов работают при температуре 350 °С. Сплавы имеют удовлетворительную коррозионную стойкость и высокое сопротивление ползучести.

Плавка магниевых сплавов сопряжена с рядом трудностей. Сплавы интенсивно окисляются. Этот процесс легко переходит в горение. В отличие от алюминиевых сплавов на поверхности магниевого расплава образуется неплотная (рыхлая) пленка окиси, не предохраняющая расплав от окисления. Для предупреждения окисления и возгорания при плавке магниевых сплавов применяют различные покровные флюсы на основе хлористых солей магния, калия и бария (расход 10 % от массы шихты). Магниевые сплавы плавят в тигельных, отражательных и индукционных печах. Рафинирование от неметаллических включений производят флюсом или газами (хлором, гелием, аргоном). Перед рафинированием в сплав вводят бериллий (0,001 – 0,004 % от массы расплава). Бериллий образует прочную окисную пленку, предохраняющую расплав от загорания. Модифицирование магниевых сплавов, содержащих алюминий, осуществляют перегревом или введением углеродсодержащих веществ.