Алюминиевая латунь
Алюминиевую латунь можно разделить на две категории. Одна из них — добавление небольшого количества алюминия в литую латунь для удаления примесей и повышения текучести. Для литья сложных отливок избыток алюминия в сплаве не превышает 0.5%; другая — добавление алюминия в кованую латунь для повышения коррозионной стойкости. Часто используется в качестве конденсатора. Общий диапазон состава: Al1~6%, Zn24~42%, Cu55~71%.
Существует не так много марок и типов алюминиевой латуни. В национальном стандарте есть 6 марок алюминиевой латуни. В основном это добавление марганца, железа и других элементов в алюминиевую латунь для улучшения прочности, износостойкости и других комплексных свойств сплава. Наиболее распространенными алюминиевыми латунями являются HAl77-2, HAl66-6-3-2, HAl64-3-1, а другими являются HAl60-10-1, HAl59-3-2 и т. д.
Латунь имеет превосходные эксплуатационные характеристики и широкое применение, и пользуется большим спросом. Среди них многокомпонентная комплексная алюминиевая латунь изготавливается из безмасляных смазываемых подшипников благодаря своей высокой прочности и хорошей износостойкости, заменяя традиционную оловянную бронзу, свинцовую латунь, свинцово-сурьмянисто-оловянную медь и другие подшипниковые материалы. Многокомпонентная комплексная алюминиевая латунь широко используется в подшипниках и втулках, которые трудно смазывать и заменять [1]. Из-за высокого цинкового эквивалента многокомпонентной комплексной алюминиевой латуни, в дополнение к фазе, существует большое количество фазы, и образуется небольшое количество фазы, что делает плавку и литье сплава довольно сложными.
Особенно при использовании непрерывного литья очень легко вызвать растрескивание или шероховатость поверхности слитка, что приведет к большему трению в следующем процессе экструзии и вызовет нагрев экструзии, серьезно влияя на качество продукта. Поэтому в промышленном производстве большое внимание уделяется тому, как снизить себестоимость производства сложной алюминиевой латуни и производить качественную продукцию с превосходными характеристиками.
1. Ингредиенты
Электролитическая медь, чистый алюминий, электролитический марганец, электролитический цинк, белая жесть и микролегирующие элементы высокой чистоты. Все ингредиенты должны быть свободны от масла, воды и примесей. Порядок добавления Mn и Fe определяется характеристиками их растворения в латуни.
2. Оборудование
Для плавки используется индукционная печь с сердечником промышленной частоты. Поскольку эта печь использует сам материал для генерации вихревых токов для нагрева, она обладает такими характеристиками, как высокая скорость плавления, низкая температура рабочей среды, равномерная температура жидкой меди и сильная электромагнитная сила перемешивания, что позволяет легко сделать состав материала однородным и контролировать химический состав материала.
3. Выплавка
В целях экономии затрат и повышения эффективности производства элемент добавляют непосредственно при плавке, так как он трудно поддается плавке.
Процесс плавки выглядит следующим образом: в печь добавляют электролитическую медь, в начале плавления добавляют сухой покровный агент, после плавления добавляют раскислитель, и после каждого полного покрытия нагревают до 1300 градусов, добавляют Mn и добавляют Fe после того, как Mn расплавится; после расплавления Fe добавляют оставшуюся медь для охлаждения, затем добавляют цинк и алюминий для расплавления, нагревают и добавляют олово и редкоземельные элементы для перемешивания, и вынимают из печи для полунепрерывного литья, когда температура распыляется.
1. Элементы марганца и железа
Поскольку температуры плавления марганца и железа чрезвычайно высоки, трудно достичь их температуры плавления. После добавления они могут растворяться в меди только путем диффузии. Марганец имеет высокую растворимость в меди и легко растворяется в меди при высоких температурах. Хотя растворимость железа в твердом веществе в меди чрезвычайно мала, его растворимость в твердом веществе в сплаве Cu-Mn относительно велика и может быть легко добавлена. Поэтому в этом процессе используется метод добавления элементов Mn и Fe путем первого добавления Mn при высокой температуре, а затем добавления железа, что не только обеспечивает состав сплава, но и позволяет избежать процесса изготовления промежуточных сплавов, тем самым снижая производственные затраты и повышая эффективность производства. Mn может быть расплавлен в медь в больших количествах, играя роль в упрочнении твердого раствора и может эффективно предотвращать «децинкование» латуни, улучшая коррозионную стойкость латуни. Fe имеет низкую растворимость в твердом веществе при комнатной температуре, и осаждается фаза, богатая Fe. Фаза, богатая железом, улучшает смазывающую способность материала, прочность матрицы и износостойкость сплава.
2. Цинковые и алюминиевые элементы
Цинк и алюминий имеют очень низкие температуры плавления и легко окисляются. Когда температура расплава сплава высока, добавление алюминия и цинка легко окислится и сгорит. По этой причине мы применяем метод добавления холодного материала (Cu или отходов) для охлаждения после растворения Mn и Fe, а затем добавления алюминия и цинка. Поскольку Al и Zn имеют большую растворимость в твердом веществе в Cu, они легко растворяются в меди, обеспечивая химический состав сплава. Коэффициент цинкового эквивалента алюминия довольно высок (n=6). Небольшое количество алюминия может увеличить фазу дуплексной латуни. В сложной алюминиевой латуни образуется даже хрупкая фаза, которая увеличивает прочность и твердость сплава, при этом значительно снижая пластичность и вязкость.
3. Микролегирующие элементы
Микролегирующие элементы добавляются в последнем процессе и нагреваются в печи пламенного напыления. Добавление олова может укрепить матрицу материала, создать защитную пленку SnO2 для повышения коррозионной стойкости и предотвратить возникновение «децинкификации». Однако добавление слишком большого количества олова увеличит хрупкость соединений материала и повлияет на эксплуатационные характеристики материала. Добавление редкоземельных элементов может измельчить зерна, укрепить матрицу и улучшить свойства холодной и горячей обработки материала.
