Способ литья медных сплавов фирмы American Smelting and Refining Co (Asarco) (способ Асарко)

Сущность способа заключается в том, что кристаллизатор вмонтирован в дно печи. На рис. 1693 представлена схема установки Асарко. Металл заливается через карман 1 в печь 2. Печь работает на переменном токе (графитовые элементы сопротивления 3), внутри нее создается атмосфера азота, который подается по трубе 4. Уплотнение осуществляется песчаным или масляным затвором 5. Из ванны б металл подканалу 7 перетекает в графитовый тигель 8 и оттуда в графитовый кристаллизатор 9, который входит в водоохлаждаемый медный кессон 10. При очень большом сечении слитка 11 он охлаждается водой из спрейеров.

Слитки вытягиваются с помощью роликов 12.

На заводах фирмы Asarco таким способом- большие слитки отливаются по одному, слитки малых сечений — до четырех одновременно. Способ пригоден для производства литых заготовок диаметром от 10 до 230 мм.

Особенно он выгоден для получения слитков малых диаметров, которые обычными методами непрерывного литья получить затруднительно. Недостатком способа является то, что он пригоден лишь для относительно малых сечений и лишь для определенных сплавов. При этом способе нельзя повышать производительность, увеличивая скорость вытягивания слитков. Обычно скорость литья составляет 150—300 мм/мин.

Фирма Asarco применяет данный способ для меди, раскисленной фосфором, и для некоторых медных сплавов, в особенности для сложных свинцовых бронз с минимальным содержанием 65% Cu и следующим наибольшим содержанием легирующих компонентов: до 25% Pb, до 13% Sn, до 10% Zn, до 5% Ni. Выпоты свинца в данном случае не вредны, они действуют как смазка. Для алюминиевых бронз способ не пригоден, так же как и для латуней, при которых мешает испарение цинка. Главная трудность применения способа Асарко для медных сплавав, содержащих цинк и алюминий, заключается в образовании наростов на стенках кристаллизатора.

Слитки, получаемые апособом Асарко, обладают плотной мелкозернистой структурой и чистой поверхностью. Ликвационные наплывы, образующиеся при старых способах непрерывного литья (особенно на бронзах), в данном случае появляются в значительно меньшей степени. Преимущество способа — очень плавное спокойное затекание металла в кристаллизатор и отсутствие воздуха над зеркалом металла. Отвод тепла при способе Асарко происходит с большой скоростью, так как затвердевающая корка прижимается к стенкам кристаллизатора большим металлостатическим давлением, определяемым уровнем металла в миксере.

В 1956 г. фирма Enfield Rolling Mills в Бримсдауне (Англия) ввела в действие на своем заводе установку типа Асарко для литья простых оловянных бронз, а также для оловянных бронз со свинцом, цинком или никелем. На установке получают круглые слитки диаметром от 11,1 до 127 мм и полые трубные заготовки с наружным диаметром от 25,4 до 127 мм при минимальном внутреннем диаметре 11,9 мм. При наружном диаметре до 50,5 мм минимальная толщина стенки составляет 4 мм, при наружном диаметре от 50,8 до 127 мм — 9%. Точность размеров по диаметру на сплошных слитках — 0,15 + 0,1 мм; на трубных заготовках такая же точность достигается по внешнему диаметру. Трубные заготовки имеют припуски на обработку: 1,6 мм снаружи и 0,8 мм внутри. Очень часто оказывается достаточным наружный припуск 0,8 мм.

В Германии установки Асарко имеются у фирмы Wieland-Werke AG (г. Феринген), у фирмы Vereinigte Leichtmetall-Werke AG (г. Хеддер-гейм) и у фирмы JG Schweiztke (г. Дюссельдорф).

Бронзовые заготовки, отлитые по способу Асарко, очень широко применяются для подшипников в авиационном, транспортном и общем машиностроении. Способ находит все большее применение в производстве заготовок сложных сечений, которые могут быть получены с минимальной последующей обработкой. Сюда относится, например, ротор насоса (из бронзы с 10% Sn и 2%Zn), который представляет собой трубу с продольными ребрами овального сечения. Этим же способом получают детали для бормашины (из той же бронзы), которые имеют цилиндрическую наружную поверхность с внутренней шестигранной полостью. Другим примером является получение деталей масляного насоса очень сложного профиля (из бронзы с 20% Pb и 5% Sn).

На конференции Германского общества горняков и металлургов в 1957 г. в Лейпциге Седлачек (Прага) сообщил о возможностях способа литья, однотипного с методом Асарко. Такими способами можно получать трубы диаметром 60—65 мм с толщиной стенки 5—7 мм из сплавов Ms 70 Al и Ms 77 Al; этого нельзя было осуществить прежними способами. Оптимальная скорость вытягивания 220 мм/мин, весовая скорость 2,5—3,5 кг/мин. Механические свойства этих труб значительно выше, чем при обычном кокильном литье, и приближаются к свойствам прессованных изделий. Указанный способ позволяет получать сложные профили с большой точностью размеров и формы; кроме того, переход с одного профиля на другой чрезвычайно легок. Недостаток способа — относительно малая производительность и большой расход графита (приблизительно 1,5 кг на 1 т литья).