Typický proces tavení čisté mědi a slitin mědi pro odlévání
Čistá měď a slitiny mědi pro odlévání jsou důležitou kategorií neželezných kovů a jsou široce používány ve skutečné výrobě. Běžně používané slitiny mědi lze především rozdělit do dvou kategorií podle jejich odlišného složení, a to na litou mosaz a litý bronz. Ať už se jedná o lití do písku nebo lití na vytavitelný model, tavení je klíčovou součástí výroby odlitků. Tavení různých slitin mědi má podobnosti a rozdíly. V mnohaleté výrobní praxi jsme shrnuli čisté Zkušenosti z procesu tavení mědi a slitin mědi (hlavně bronzu a mosazi) jsou pro vaši referenci.
Použité tavicí zařízení: středofrekvenční indukční pec, termočlánek, pánev, grafitový kelímek atd.
1. Tavení čisté mědi
(1) Nejprve předehřejte kelímek na tmavě červenou a na dno kelímku přidejte vrstvu suchého dřevěného uhlí nebo krycího prostředku (borax 63 % + střepy 37 %) o tloušťce asi 30-50 cm. Poté postupně přidejte zbytky materiálů, odpadní bloky a tyče a nakonec přidejte elektrolytickou měď.
(2) Přídavné legovací prvky lze umístit na kamna pro předehřátí. Je přísně zakázáno přidávat studené materiály do tekutého kovu. Vsázka by se měla během celého procesu tavení často pohybovat, aby se zabránilo přemostění.
(3) Zvyšte teplotu, aby se slitina úplně roztavila. Poté, co je slitina zcela roztavena a teplota dosáhne 1200-1220 stupně, se přidá 0,3 %-0,4 % hmotnosti slitinové kapaliny k deoxidaci fosforové mědi. Mezi fosforem a oxidem měďným dochází k následujícím reakcím: 5Cu2O+2P=P2O5+10Cu a Cu2O+P2O5= 2CuPO3, ze slitiny uniká vzniklý oxid fosforečný, fosforečnan měďnatý může plavat na povrchu kapaliny a struska je odstraněna, čímž je dosaženo účelu dezoxidace. Během procesu dezoxidace je nutné kontinuální míchání.
(4) Nakonec se struska odstraní z pece a teplota lití slitinové kapaliny je obecně 1100-1200 stupňů.
2. Tavení mosazi
Slitina na bázi mědi se zinkem jako hlavním slitinovým prvkem je mosaz, která se dělí do dvou kategorií: obyčejná mosaz a speciální mosaz. Obyčejná mosaz je binární slitina složená z mědi a zinku, používaná hlavně pro tlakové zpracování. Speciální mosaz se vyrábí přidáním dalších legujících prvků (jako je křemík, hliník, mangan, olovo, železo, nikl atd.) do běžné mosazi. Litá mosaz je většinou speciální mosaz.
(1) Požadavky na přísady slitin a kovovou náplň. V chemickém složení slitin mědi, vzhledem k velkému rozsahu variací hlavních složek, by v procesu výpočtu přísad měly být vybrány vhodné přísady na základě jejich požadavků na výkon. Chemické složení slitiny by mělo odpovídat GB1176-87. Složky několika běžně používaných přísad pro tavení mosazi jsou uvedeny v tabulce 1.
obrázek.png
Je požadováno, aby materiál pece byl suchý a čistý a veškeré nečistoty a rez by měly být očištěny ofukováním pískem.
(2) Poměr vsázky Podle obecných postupů odlévání by složení nových materiálů mělo tvořit více než nebo rovné 30 % celkové hmotnosti vsázky a recyklované materiály by měly být menší nebo rovné 70 %. Ve skutečné výrobě se však domníváme, že slitiny mědi obsahují mnoho recyklovaných materiálů. Když je hmotnostní procento recyklovaných materiálů větší nebo rovné 90 % v podílu materiálů pece, kvalita tavení je stále velmi dobrá. Chemická spektrální analýza prokazuje, že složení odlitků je kvalifikované. Při velkém množství recyklovaného materiálu je nutné zvážit, zda nečistoty ve slitině nepřekračují normu.
(3) Příprava před tavením.
① Příprava kovové vsázky: Recyklovaná vsázka je šrot odlitků, licích nálitků a přetavených ingotů stejné značky, které musí mít jasné chemické složení. Před vstupem do pece se k odstranění povrchových nečistot používá foukání pískem a po předehřátí se pec zatíží (první várka tavenin studené pece může být předehřívána pecí); elektrolytická měď se fouká pískem, aby se odstranily nečistoty, a po předehřátí na 500-550 stupeň se odstraní vlhkost (První várku taveniny studené pece lze předehřát v peci; prvky z čistého kovu lze předehřát v peci před vstupem do pece Maximální velikost kovové vsázky by neměla přesáhnout 1/3 průměru kelímku a délka by neměla přesáhnout 4/5 hloubky kelímku ② Příprava kelímku a tavicího zařízení a nástrojů: Kelímek by měl být před použitím bez trhlin a jiných poškození, které ovlivňují bezpečnost. Nový kelímek se musí pomalu zahřívat na nízkou teplotu, aby nedošlo k prasknutí vnitřního povrchu starého kelímku typ tavicí slitiny, kelímek by měl být před tavením roztaven se stejnou řadou slitin a omyt míchací tyč ze žáruvzdorných materiálů a grafitu je nutné důkladně očistit od zbytků barvy a rzi a potáhnout Naneste vrstvu žáruvzdorného materiálu popř. barvu, poté vysušte a odložte k použití; kokilu je nutné před použitím důkladně vyčistit a po nanesení barvy předehřát na 100-150 stupeň.
(4) Příprava krycího prostředku a tavidla
①Uhlí vložte do uzavřené pečicí trouby a pečte při teplotě nejméně 800 stupňů po dobu 4 hodin. Když je připraven k použití, je třeba zabránit tomu, aby absorboval vlhkost. ②Pokrývací činidlo se skládá z 63 % boraxu a 37 % rozbitého skla. Jako krycí prostředek lze také použít suché dřevěné uhlí. Krycí prostředky vyžadují vysušení a odstranění nečistot.
(5) Proces tavení slitiny
① Kelímek nejprve předehřejte na tmavě červenou a na dno přidejte 20-40 cm silné dřevěné uhlí.
②Přidejte elektrolytickou měď, rychle zahřejte a roztavte, poté přidejte mezislitinu v pořadí první s nejvyšším bodem tání a poté s nejnižším bodem tání (pokud byl přidán), a nakonec přidejte zpět do vsázky pece a přidejte uhlí, aby se zajistilo, že hladina slitiny nebude vystavena vzduchu.
③ Tavení mosazi obecně také vyžaduje deoxidaci. Po roztavení veškeré mědi se přidá fosforová měď (vypočteno jako P představuje 0,04 %-0,06 % hmotnosti roztavené mědi), když teplota dosáhne 1150-1200 stupně pro dezoxidaci. Po praktickém srovnání dezoxidace a nedeoxidace je kvalita povrchu dezoxidovaných odlitků lepší než bez dezoxidace.
④Přidejte další legovací prvky podle požadavků na složení každé slitiny: při výpadku proudu přidejte hliníkovou a měděnou předslitinu při 1100-1120 stupních, přidejte čistý zinek a čistý hliník v dávkách při 1100-1150 stupních a promíchejte. Při tavení křemíkové mosazi by se měl nejprve přidat křemík a poté zinek; při tavení olověné mosazi by se měl nejprve přidat zinek a poté olovo. Teplota přidávání zinkového prvku by měla být řízena. Pokud teplota po přidání zinku klesne, může být energie odeslána mezitím. Když je teplota slitinové kapaliny vyšší než 1200 stupňů, přidání zinku není povoleno.
⑤ Odstraňte strusku z pece, upravte kapalinu slitiny na teplotu požadovanou kartou procesu odlévání a poté ji rychle vypusťte z pece k lití. Teplota lití slitiny je jedním z faktorů, který ovlivňuje výkonnost odlitku. Obecná teplota pece je ZCuZn38: 1100-1130 stupeň ; ZCuZn40Pb2: 1080-1100 stupeň ; ZCuZn31Al2: 1120-1140 stupeň ; ZCuZn16Si4: 1100-1140 stupeň
⑥ Když se taví dvě různé třídy slitiny a je ovlivněno jejich chemické složení, měla by se pec mezitím umýt. Například použijte kelímek a nástroje, které byly použity k tavení hliníkového bronzu, k roztavení cínového bronzu a kelímek a nástroje musí obsahovat hliník. Ačkoli je hliník kvalifikovanou součástí hliníkového bronzu, je to nejškodlivější prvek v cínovém bronzu. .
Poté, co je obecná slitina mědi dezoxidována, lze získat kvalifikované odlitky. Hliníkový bronz, hliníková mosaz, křemíkový bronz atd. se však snadno oxidují za vzniku oxidů Al2O3 a SiO2 s vysokou teplotou tání, což způsobuje, že odlitky tvoří struskové vměstky, které je třeba odstranit rafinací. Mezi běžně používaná rafinační činidla patří: chlorid sodný s hmotnostním poměrem 60 % +40 % kryolitu nebo 20 % kryolitu +20 % fluoritu +60 % fluoridu sodného atd.
3. tavení bronzu
Litý bronz lze podle složení rozdělit na cínový bronz a bezcínový bronz. Cínový bronz je slitina na bázi mědi s cínem jako hlavním slitinovým prvkem. Má dobrou odolnost proti opotřebení, odolnost proti korozi, dobrou pevnost a plasticitu. Bronz bez cínu zahrnuje hliníkový bronz, olovnatý bronz, křemíkový bronz atd., které obsahují různé hlavní prvky. Například hliníkový bronz je slitina na bázi mědi s hliníkem jako hlavním legujícím prvkem.
(1) Požadavky na přísady slitin a kovovou náplň. Přísady pro tavení několika běžně používaných bronzových slitin jsou uvedeny v tabulce 2.
obrázek.png
Požadavky: Do slitiny ZCuAl10Fe3 je povoleno přidat {{0}},7 % ~ 0,9 % Ni a 0,3 % ~ 0,4 % Mn pro zlepšení mechanických vlastností slitiny.
(2) Poměr nabití. Složení nových materiálů by mělo tvořit 30 % nebo více z celkové hmotnosti materiálů pece a recyklované materiály by měly tvořit méně nebo 70 %.
(3) Příprava před tavením. Přípravy před tavením bronzu jsou stejné jako pro tavení mosazi. Dřevěné uhlí by mělo být vloženo do uzavřené pečicí trouby a pečeno při ne méně než 800 stupních po dobu 4 hodin. Když je připraven k použití, je třeba zabránit tomu, aby absorboval vlhkost. Popel ze slámy by se měl rozemlít na prášek, odstranit vlhkost a důkladně vysušit. Před použitím věnujte pozornost ochraně proti vlhkosti. Krycí prostředky vyžadují vysušení a odstranění nečistot.
(4) Proces tavení slitiny. Existuje mnoho druhů litého bronzu. Zde je diskutováno pouze několik typických slitin. Jako referenční lze použít jiné slitiny mědi stejného typu.
Tavení ZCuSn10Pb1 a ZCuPb10Sn10:
① Kelímek nejprve předehřejte na tmavě červenou a na dno přidejte 20 cm-40 cm silné dřevěné uhlí.
②Přidejte elektrolytickou měď, rychle ji zahřejte a roztavte, poté přidejte recyklované materiály a zároveň přidávejte dřevěné uhlí, abyste zajistili, že hladina slitiny nebude vystavena vzduchu.
③Po roztavení vrácené nálože přidejte fosforovou měď (obecně 0,5 % hmotnosti náplně a lze přidat veškerou fosforovou měď použitou při tavení fosfor-cínového bronzu).
④Přidávejte postupně zinek, cín a olovo (podle přísad). Po úplném roztavení předchozí vsázky přidejte další a směs slitiny nepřetržitě míchejte.
⑤Upravte teplotu slitiny na 1100-1150 stupňů .
⑥Vylomte strusku z pece, přidejte fosforovou měď (obecně 0,1 % hmotnosti vsázky), deoxidujte, rovnoměrně promíchejte a nasypte vrstvu slaměného popela na povrch slitinové kapaliny, upravte slitinovou kapalinu na teplotu požadovanou kartou procesu odlévání (obvykle 1130 -1180 stupňů ), pak rychle vylijte z pece.
Tavení ZCuAl10Fe3 a ZCuAl10Fe3Mn2:
① K roztavení těchto dvou slitin nepoužívejte kelímky, které roztavily jiné druhy slitin.
② Předehřejte kelímek na tmavě červenou a přidejte připravené tavidlo. (Složení tavidla: kryolit 20 % (hmotnostní procento), fluorid sodný 60 %, fluorid vápenatý 20 %).
③Přidejte tenké ocelové plechy s nízkým obsahem uhlíku předehřáté na přibližně 200 stupňů a současně recyklované materiály, po roztavení slitinu promíchejte a zvyšte teplotu na 1150-1180 stupňů.
④Přidejte 0,3 % hmotnosti slitiny fosforové mědi pro dezoxidaci a přidejte tavidlo.
⑤Přidávejte čistý hliník a čistý mangan (podle přísad) předehřátý na 200 stupňů v dávkách. Po přidání každé dávky ji zatlačte pomocí míchací tyče, aby se rychle roztavila, a nepřetržitě míchejte, aby byly přísady jednotné. ** Nakonec upravte teplotu slitinové kapaliny na 1120-1220 stupně .
⑥Zakryjte strusku popelem ze slámy, upravte teplotu slitiny podle karty procesu odlévání (obvykle 1160-1200 stupňů) a poté rychle upravte proces odlévání.
4. Bezpečnostní opatření
Bezpečná výroba je základním požadavkem ve slévárenském průmyslu. Tavení čisté mědi a slitin mědi musí:
(1) Obsluha by měla nosit ochranné prostředky, udržovat pracoviště čisté a zamezit hromadění vody nebo nečistot.
(2) Před spuštěním pece zkontrolujte, zda je použité zařízení neporušené. Pokud existují nějaké nebezpečné faktory, měly by být včas odstraněny.
(3) Předehřev lze provést pouze po pečlivé kontrole a potvrzení, že v náloži nejsou žádné výbušné nebo nebezpečné látky.
(4) Tavicí a licí nástroje, jako jsou míchací tyče, železné lžíce, nástroje na odstraňování strusky atd., nesmí přijít do styku se slitinovou kapalinou bez předehřátí.
(5) Zbývající legovací kapalina při lití se musí nalít do předehřáté kokily a nesmí se vylévat přímo na zem nebo zpět do pece.
5. Několik problémů, kterým je třeba věnovat pozornost při tavení
(1) Doba tání by měla být řízena. Doba od začátku tavení do konce tavení (slitina vyjde z pece) se nazývá doba tavení. Délka doby tavení ovlivní nejen produktivitu, ale také výrazně ovlivní kvalitu odlévaných dílů. Protože se prodlužuje doba tavení, zvyšuje se rychlost hoření prvku slitiny a zvyšuje se šance na absorpci plynu. Proto by tavicí práce měly být dokončeny v co nejkratším čase. Je-li to možné, měla by být teplota předehřívání vsázky co nejvíce zvýšena a provoz by měl být kompaktní a rychlý.
(2) Míchací tyč používaná pro tavení by měla být uhlíková tyč. Některé prvky ve slitinách mědi, jako je železo a olovo, existují při roztavení ve formě mechanických směsí. Existují také některé prvky, které mají tendenci produkovat segregaci a stratifikaci specifické hmotnosti v důsledku různých hustot. Praxe ukázala, že tyto prvky mohou snadno způsobit nekvalifikované chemické složení a nekvalifikované mechanické vlastnosti během procesu tavení a lití. K překonání tohoto jevu musíme použít míchání, které je nepostradatelnou součástí tavení a přelévání. Míchání však obecně není nutné během měření teploty a chlazení. Materiálové složení použitého míchadla je obecně grafit. Je tomu tak proto, že pokud se použijí jiné míchací materiály, jako je železná tyč, železná tyč se během procesu míchání roztaví, což ovlivní chemické složení slitiny. Současně, pokud je železná tyč předehřátá na vyšší teplotu v peci nebo je doba míchání delší, oxidy na železné tyči se dostanou do slitinové kapaliny a stanou se nečistotami; pokud je železná tyč předehřátá na nižší teplotu, slitina se bude míchat během míchání. Pro přilnutí k železné tyči to lze pozorovat ve výrobě.
(3) Problémy s použitím krycího prostředku při tavení. Pro tavení slitin mědi je množství krycího činidla obecně: 0,8 %-1,2 % hmotnosti vsázky při použití skla a boraxu, protože tloušťka krycí vrstvy musí být udržována na 10- 15 cm; při použití dřevěného uhlí je dávka asi 0,5 %-0,7 % hmotnosti náplně a tloušťka krycí vrstvy by měla být udržována na 25-35 cm. Doba odstranění krycího prostředku se obecně provádí před litím. Pokud se to udělá příliš brzy, zvýší to oxidaci a absorpci vzduchu slitiny mědi. Je-li jako krycí činidlo použito dřevěné uhlí a účinek blokování strusky je dobrý, není nutné krycí prostředek odstraňovat, takže může také hrát roli blokující strusku během procesu lití a účinek je ideálnější.
