Плавка цинкових та легкоплавких цинків
Цинк та його сплави легко окислюються (особливо у присутності парів води) з утворенням ZnO2 та шпинелю ZnAl2O4.
У цинкових сплавах може бути включення кремнезему ( SiO2), іноді глинозему (Al2O3), джерелом яких є забруднені шихтові матеріали.
Для виключення збагачення сплавів цинку залізом плавку ведуть в індукційних печах тигельних або канальних печах; розливання проводять з керамічних тиглів. Якщо плавка ведеться в чавунних тиглях, їх внутрішню поверхню покривають шаром обмазки, що складається з каоліну і рідкого скла.
Перегрів цинкових сплавів призводить до збільшення втрат цинку та збагачення їх неметалевими включеннями, а також сприяє утворенню стовпчастої структури (така структура є причиною утворення тріщин при утрудненому садку). Отже, температура нагрівання має перевищувати 500 про З.
Очищення цинкових сплавів від металевих та неметалічних домішок проводять відстоюванням, обробкою хлоридами, продуванням інертними газами, фільтруванням. Найбільш ефективним способом очищення цинкових сплавів від оксидів та інтерметалідів є фільтрування через дрібнозернисті фільтри. Середній діаметр зерен магнезиту 2-3 мм; товщина шару, що фільтрує, 100 мм. Ефективність очищення становить, %: по оксидним включенням до 90 і інтерметалідним - 85. Фільтрування ведуть через нагрітий фільтр (
500 про С), який поміщають у спеціальну склянку, що занурюється в роздавальну піч, або при переливі металу з печі - в ківш або виливницю. Особливо ефективним є фільтрування друкарського цинку перед заливкою сплаву у виливницю.
Особливість плавки сплавів цинку зі свинцем [0,67-1,25% (мас. частка)] полягає у можливості ліквації свинцю. Томусвинець вводять над чистому вигляді, а вигляді сполуки з хлором.
Плавку сплавів на основі олова на чистих металах можна вести без застосування захисних флюсів, оскільки ці сплави мають низьку схильність до окислення та насичення газами. Якщо до складу шихти входять відходи та повернення, то плавку проводять під шаром деревного вугілля. Перед розливом сплав рафінують хлористим амонієм [0,1-0,15% (мас. частка)]. Іноді застосовують фільтрування.
При плавці антифрикційних сплавів на основі олова (бабітів) необхідно дотримуватись певного порядку завантаження шихти. Спочатку завантажують медносурманисту лігатуру, сурму і частину олова (близько 1/3 маси шахти). Шахту покривають шаром деревного вугілля, розплавляють і нагрівають до 600-700 про С. Після цього видаляють шлак і деревне вугілля і кілька прийомів вводять решту олово. Рафінують сплав при 475-500 про З введенням 0,1-0,15% (мас. частка) хлористого амонію або пропускають через зернисті фільтри (з магнезиту, хлористого натрію та інших речовин) з розміром зерен 2-4 мм у поперечнику. Після рафінування сплав повинен вистояти 10-120 хв, після чого сплав розливають у виливниці.
Технологія плавки припоїв та сплавів для лиття під тиском та сама, що й технологія плавки антифрикційних сплавів.
Сплави з урахуванням свинцю майже поглинають газів. Особливістю їх є схильність до ліквації поп густини. Плавку ведуть під шаром вугілля товщиною 10-15 мм.
Для плавки свинцево-сурм'янистих і свинцево-сурм'яноолов'яних бабітів як шихтові матеріали використовують олово, свинець, сурму, сурм'яний свинець, кадмій, миш'як, лігатури: Cu - Sb (50/% Sb); Sb – Te (30% Te); Sn – Sb – Ni (30% Sb; 10% Ni), підготовчі сплави, отримані переплавкою відходів. Особливість плавки цих бабітів полягає впорядок завантаження шихти. Одночасно завантажують тугоплавкі компоненти шихти (сурма, лігатури: Sn - Sb - Ni і Cu - Sb) і 10-20% (мас. частка) легкоплавких компонентів шихти (свинцю, вторинних сплавів, сурм'янистого свинцю). Завантажену шихту засипають вугіллям, розплавляють і при 600 про З вводять кусковий або порошкоподібний миш'як. Після цього завантажують частину легкоплавкої шихти. Останніми при 420-450 про З вводять кадмій, телур та олово; витримують сплав 10-15 хв, перемішують та рафінують хлористим амонієм [0,15% (мас. частка)]. Через 10-15 хв при температурі 420-450 про З проводять розлив при постійному перемішуванні для отримання однорідних за складом злитків. При розрахунку шихти чад сурми приймають рівним 7-10, а телуру 15-20% (мас. частка).
При плавці типографічних сплавів в очищений тигель завантажують 3/4 свинцю або типографічного висипу; розплавляють шихту, поверхню розплаву покривають деревним вугіллям (товщина шару 10-15 мм) і при 500-550 про З розплав водять сурму або медносурьминистую лігатуру. Після розчинення сурми додають свинець, що залишився. Рафінування розплаву проводять хлористим амонієм 10,1-0,3% (мас. частка) або "дражненням" шматком деревини протягом 30-50 хв.
Для видалення цинку і алюмінію зі свинцевих сплавів їх продувають водяною парою через сталеві трубки при 500-550 про З протягом 0,5-2 ч. Залізо, нікель і мідь видаляють за допомогою дзвіночка сірки. Утворюються при 500-600 о С сульфіди спливають на поверхню ванни.
Температура сплавів у процесі плавки не повинна перевищувати 400-450 о С за винятком сплавів, що містять у складі сурму та медносурм'янисту лігатуру
Плавка кадмію та його сплавів проходять при високому тиску пари металу, що зумовлює великі втрати металу на випаровування. Пари кадміюта оксиду токсичні. У зв'язку з цим перегрів розплавів повинен перевищувати 550 про З. Кадмій у процесі плавки інтенсивно окислюється. Для зниження окислення розплав необхідно вводити невеликі добавки магнію (0,05 % маси кадмію). Плавку ведуть під шаром вугілля. Після розплавлення кадмію в розплав вводять магній. Легуючі компоненти додають при 480-500 o З, потім зчищають шлак, засипають порцію деревного вугілля і після охолодження до 370 про розливають по формах.