Плавка відкритим полум’ям
На ливарних апаратах з моторним або пружинним приводом можна плавити CoCr-сплави відкритим полум’ям, горючі гази – це суміші рідких газів: природний газ і кисень або ацетилен і кисень. Такі рідкі гази, як бутан або пропан і їх суміші в нормальних атмосферних умовах – газоподібні. Проте вони зріджуються при відносно низькому тиску вже при кімнатній температурі. Цією властивістю рідкий газ, що добувається з нафти, зобов’язаний своїй назві. Рідкий газ зберігається в балонах під тиском. Залежно від навколишньої температури встановлюється певний тиск; за допомогою манометра регулюється тиск потоку. У пропану воно, наприклад, близько 0,1 бару.
Зберігання газових балонів з пропаном
| Температура | Тиск пари* |
| 0°С | близько 4 бар |
| 15°С | близько 6 бар |
| 30°С | близько 10 бар |
* Залежно від навколишньої температури
Рідкий газ неотруйний, вільний від речовин, що забруднюють довкілля, не погрожує повітрю і воді. Для згорання газам необхідно змішатися з повітрям або киснем. Рідкий газ, що зберігається під тиском у закритій системі, не може утворювати горючу суміш через відсутність кисню. Оскільки швидкість виходу газу завжди більша, ніж швидкість займання, у балоні не виникає зворотного удару полум’я і, отже, не відбувається вибуху. При застосуванні ацетилену (тиск у балоні 12-15 бар) рекомендуються особливі заходи безпеки. Перед установкою балонів власник лабораторії повинен отримати детальну інформацію! Усі газові балони повинні, наприклад, бути застраховані проти перекидання (ланцюг, металевий гак). Приміщення, в яких знаходяться газові балони, повинні добре провітрюватися, а з’єднання шлангів забезпечуватися незнімними муфтами.
При плавці сплаву відкритим полум’ям температура попереднього прогрівання опоки складає від 900°С до 950°С. Завдяки широкому полум’ю температура опоки підтримується під час плавки. При суміші природний газ/кисень температура полум’я складатиме близько 2700°С (робочий тиск близько 2 бар). При суміші ацетилен/кисень – близько 3400°С (робочий тиск приблизно 1,5-2 бари).
Тиглі заздалегідь прогрівають разом з опоками. Для плавки краще користуватися неглибокими тиглями. У глибоких тиглях зменшується ефективність полум’я. Для плавки металеві циліндри розташовуються в задній третині тигля. Порошок для плавки не обов’язковий! Час обертання центрифуги складає мінімум 6 секунд.
| Заходи безпеки: Перед запаленням полум’я спочатку на паяльному пальнику відкривають вентиль з киснем, а потім вентиль з газом; після плавки спочатку повинен перекриватися потік газу! Оскільки ацетилен утворює з киснем вибухонебезпечну суміш, при плавці з ацетиленом особливо важливо спочатку відкривати кисень! Кисень, що виходить, відносить із собою ацетилен (ін’єкційний ефект) і запобігає зворотному потоку полум’я до балона. |
Автомати для запалення газу дозволяють, наприклад, при природному газі встановлювати константне полум’я, пальник на відстані 6-8 см. водиться коловими рухами над тиглем. Тепло відбивається на сплаві від внутрішніх країв тигля. При колових рухах, що зменшуються, сплав рівномірно нагрівається від країв до центру. Стежачи за зміною кольору, що переходить у світло-червоний тон, можна управляти рівномірною плавкою. До цього ж часу контури циліндра металу повинні розплавитися і перетікати один в другий. Процес литва починається, якщо циліндри металу розплавилися, і сплав під тиском полум’ю починає рухатися. Під час плавки оксидна плівка не повинна видалятися: вона захищає сплав від подальшого окислення. Для повного розплавлення метал треба нагрівати приблизно на 100°С вище за температуру плавлення. З підвищенням температури сплав стає рідшим і добре затікає у форму.
Приклад Wironit®
| Солідус: | 1320°С – початок плавлення |
| Ліквідус: | 1350°С – розплавлення останніх твердих частин |
| Температура литва: | 1460°С |
Час плавлення 4 металевих циліндрів Wironit® (~ 24 гр.) із сумішшю природний газ/кисень складає 40-50 секунд, для 5 циліндрів – 45-55 секунд. Під час плавки металу носіть затемнені окуляри. Тиск, що виник під час плавки в кисневих шлангах, відводиться після плавки через паяльний пістолет. Залишки шлаків з дна тигля ретельно видаляються.
Ливарні апарати з пружинним приводом заводяться вручну, і після розплавлення сплаву приводяться в рух відпущенням важеля. За допомогою точно встановленої противаги створюється спокійне обертання. Швидкість обертання пружинних відцентрових апаратів близько 270 об/хв.
| Заходи безпеки: Заміна пружини робиться тільки досвідченим, спеціально навченим техніком! |
Відцентрові апарати з моторним приводом – це вдосконалені пружинні апарати. Тут важливі висока, плавна пускова швидкість, а також рівномірне, кругове обертання зі швидкістю близько 500 об/хв. З метою безпеки ливарні апарати мають бути оснащені кришкою, що закривається (електромагнітна клямка).
| Зауваження для застосування газів: Усі газові балони з горючими газами – за одним виключенням – мають ліве різьблення. Тільки ацетиленові балони оснащені натяжним хомутом і гвинтом з т-подібною голівкою. Забарвлення балонів у різних країнах може бути різним. У рамках Європейського Союзу, Міжнародний Союз Газопромисловців прагне до створення єдиної норми. Забарвлення балонів інформує про властивості газу. Вже на відстані видно чи є вміст балона горючим, окислювальним або отруйним. Обов’язкове попереджувальне нормативне маркування вмісту балона знаходиться на наклеєній етикетці для небезпечних вантажів. Вона детально інформує про склад газу або газової суміші, ступінь чистоти і т. д. |
Плавка вольтовою дугою
Метод плавки вольтовою дугою прийшов з металообробної промисловості. Під час цього процесу сплав розплавляється в захисному середовищі аргону при температурі близько 4000°С. Вольтова дуга створюється між двома вольфрамовими електродами. Один електрод знаходиться на дні тигля, другий, зафіксований у ручці, водиться коловими рухами над сплавом. Висока теплова енергія вольтової дуги розплавляє сплав дуже швидко. Поетапне регулювання потужності енергії допомагає уникнути перегрівання сплаву.
