Hliníková mosaz
Hliníkovou mosaz lze rozdělit do dvou kategorií. Jedním z nich je přidání malého množství hliníku do odlévané mosazi, aby se odstranily nečistoty a zvýšila se tekutost. U odlitků složitých odlitků přebytek hliníku ve slitině nepřesahuje 0,5 %; druhým je přidání hliníku do kované mosazi pro zvýšení odolnosti proti korozi. Často se používá jako kondenzátor. Obecný rozsah složení je Al1~6%, Zn24~42%, Cu55~71%.
Není mnoho tříd a typů hliníkové mosazi. V národní normě je 6 druhů hliníkové mosazi. Jde především o přidání manganu, železa a dalších prvků do hliníkové mosazi pro zlepšení pevnosti, odolnosti proti opotřebení a dalších komplexních vlastností slitiny. Nejběžnější hliníkové mosazi jsou HAl77-2, HAl66-6-3-2, HAl64-3-1 a další jsou HAl60-10-1, HAl59-3-2 atd.
Mosaz má vynikající výkon a široké použití a je velmi oblíbená. Mezi nimi se z vícesložkové komplexní hliníkové mosazi vyrábějí bezolejová mazaná ložiska díky své vysoké pevnosti a dobré odolnosti proti opotřebení, nahrazující tradiční cínový bronz, olověnou mosaz, olovo, antimon, cín, měď a další ložiskové materiály. Vícesložková komplexní hliníková mosaz je široce používána v ložiskách a pouzdrech, která se obtížně maže a vyměňuje [1]. Vzhledem k vysokému ekvivalentu zinku ve vícesložkové komplexní hliníkové mosazi je kromě fáze také velké množství fáze a generuje se malé množství fáze, což ztěžuje tavení a odlévání slitiny.
Zejména při použití kontinuálního lití je velmi snadné způsobit praskání nebo zdrsnění povrchu ingotu, což způsobí větší tření v dalším procesu vytlačování a způsobí zahřátí vytlačování, což vážně ovlivňuje kvalitu produktu. Proto v průmyslové výrobě byla věnována velká pozornost tomu, jak snížit výrobní náklady komplexní hliníkové mosazi a vyrábět kvalifikované výrobky s vynikajícím výkonem.
1. Ingredience
Elektrolytická měď, čistý hliník, elektrolytický mangan, elektrolytický zinek, pocínovaný plech a vysoce čisté mikrolegovací prvky. Všechny přísady musí být bez oleje, vody a nečistot. Pořadí přidávání Mn a Fe je určeno jejich rozpouštěcími charakteristikami v mosazi.
2. Vybavení
K tavení se používá vysokofrekvenční jádrová indukční pec. Vzhledem k tomu, že tato pec spoléhá na samotný materiál, který vytváří vířivé proudy pro ohřev, má vlastnosti rychlého tavení, nízké teploty pracovního prostředí, rovnoměrné teploty kapaliny mědi a silné elektromagnetické míchací síly, což usnadňuje rovnoměrné složení materiálu a kontrolovat chemické složení materiálu.
3. Tavení
Aby se ušetřily náklady a zlepšila se efektivita výroby, prvek se přímo přidává pro tavení, což je obtížné tavit.
Proces tavení je následující: do pece přidejte elektrolytickou měď, na začátku tavení přidejte suché krycí činidlo, po celém roztavení přidejte deoxidační činidlo a po každém úplném pokrytí zahřejte na 1300 stupňů, přidejte Mn a přidejte Fe po roztavení Mn ; po roztavení Fe přidejte zbývající měď pro úpravu chlazením, poté přidejte zinek a hliník k roztavení, zahřejte a přidejte cín a vzácnou zeminu k míchání a vyjměte z pece pro polokontinuální lití, když se teplota rozstřikuje.
1. Prvky manganu a železa
Protože teploty tání manganu a železa jsou extrémně vysoké, je obtížné dosáhnout jejich teploty tání. Po přidání je lze v mědi rozpustit pouze difúzí. Mangan má vysokou rozpustnost v mědi a při vysokých teplotách se v mědi snadno rozpouští. Ačkoli je rozpustnost železa v tuhém stavu v mědi extrémně malá, jeho rozpustnost v tuhém stavu ve slitině Cu-Mn je poměrně velká a lze ji snadno přidat. Proto tento proces přijímá metodu přidávání prvků Mn a Fe tak, že se nejprve přidá Mn při vysoké teplotě a poté se přidá železo, což nejen zajistí složení slitiny, ale také se vyhne procesu výroby mezislitin, čímž se sníží výrobní náklady a zlepšení efektivity výroby. Mn lze přetavit na měď ve velkém množství, což hraje roli při zpevňování pevných roztoků a může účinně bránit mosazi před „odzinkováním“, čímž zlepšuje odolnost mosazi proti korozi. Fe má nízkou rozpustnost v pevné fázi při teplotě místnosti a vysráží se fáze bohatá na Fe. Fáze bohatá na Fe zlepšuje kluznost materiálu, pevnost matrice a odolnost slitiny proti opotřebení.
2. Zinkové a hliníkové prvky
Zinek a hliník mají velmi nízké teploty tání a snadno se oxidují. Když je teplota taveniny slitiny vysoká, přidání hliníku a zinku se snadno oxiduje a spálí. Z tohoto důvodu používáme metodu přidávání studeného materiálu (Cu nebo odpadního materiálu) k ochlazení po rozpuštění Mn a Fe a poté přidávání hliníku a zinku. Vzhledem k tomu, že Al a Zn mají vysokou rozpustnost v tuhém stavu v Cu, jsou snadno rozpustné v mědi, což zajišťuje chemické složení slitiny. Koeficient ekvivalentu zinku hliníku je poměrně vysoký (n=6). Malé množství hliníku může zvýšit fázi duplexní mosazi. Ve složité hliníkové mosazi vzniká dokonce křehká fáze, která zvyšuje pevnost a tvrdost slitiny a zároveň výrazně snižuje plasticitu a houževnatost.
3. Mikrolegovací prvky
V posledním procesu se přidávají mikrolegovací prvky a zahřívají se v plamenové stříkací peci. Přidáním cínu lze zpevnit matrici materiálu, vytvořit ochranný film SnO2 pro zlepšení odolnosti proti korozi a zabránit výskytu „odzinkování“. Přidání příliš velkého množství cínu však zvýší křehké sloučeniny materiálu a ovlivní vlastnosti materiálu. Přidání prvků vzácných zemin může zjemnit zrna, zpevnit matrici a zlepšit vlastnosti materiálu při zpracování za studena a za tepla.
