Выплавка различных категорий медных сплавов, включая чистую медь, латунь, бронзу и т.д.
1. Выплавка чистой меди
(1) Сначала предварительно нагрейте тигель до темно-красного цвета и добавьте на дно тигля слой сухого угля или покрывающего средства толщиной около 30-50 см. Затем последовательно добавьте остатки материалов, блоки отходов и слитки и, наконец, добавьте электролитическую медь.
(2) Дополнительные легирующие элементы можно поместить в печь для предварительного нагрева. Категорически запрещается добавлять в жидкий металл холодные материалы. Загрузку следует часто перемещать в течение всего процесса плавки, чтобы предотвратить образование мостиков.
(3) Поднимите температуру, чтобы полностью расплавить сплав. После того как сплав полностью расплавится и температура достигнет 1200-1220 градуса, для раскисления фосфористой меди добавляют 0,3%-0,4% от массы жидкости сплава. Между фосфором и оксидом меди протекают следующие реакции: 5Cu2O+2P=P2O5+10Cu и Cu2O+P2O5= 2CuPO3, образующийся газ пятиокиси фосфора выходит из сплава, фосфат меди может плавать на поверхности жидкости, и шлак удаляется, тем самым достигая цели раскисления.
(4) Наконец, шлак удаляется из печи, а температура разливки жидкого сплава обычно составляет 1100-1200 градусов.
2. Выплавка латуни
Сплавом на основе меди с цинком в качестве основного элемента сплава является латунь, которая делится на две категории: обычная латунь и специальная латунь. Обыкновенная латунь — это бинарный сплав меди и цинка, в основном используемый для обработки давлением. Специальная латунь изготавливается путем добавления к обычной латуни других легирующих элементов (таких как кремний, алюминий, марганец, свинец, железо, никель и т. д.). Литая латунь – это в основном специальная латунь.
(1) Требования к составу сплава и шихте металла. В химическом составе медных сплавов из-за большого диапазона изменения основных компонентов в процессе расчета ингредиентов следует выбирать соответствующие ингредиенты, исходя из требований к их эксплуатационным характеристикам. Химический состав сплава должен соответствовать ГБ1176-87. Ингредиенты некоторых широко используемых ингредиентов для выплавки латуни перечислены в Таблице 1.
изображение.png
Требуется, чтобы материал печи был сухим и чистым, а грязь и ржавчину следует очистить продувкой песком.
(2) Коэффициент загрузки. Согласно общей практике литья, состав новых материалов должен составлять более или равный 30% от общего веса загрузки, а переработанные материалы должны быть менее или равными 70%. Однако в реальном производстве мы считаем, что медные сплавы содержат много вторичного сырья. Когда массовый процент переработанных материалов превышает или равен 90% в пропорции печных материалов, качество плавки остается очень хорошим. Химический спектральный анализ подтверждает, что состав отливок соответствует требованиям. Когда вторсырья много, необходимо учитывать, не превышают ли примеси в сплаве норматив.
(3) Подготовка перед плавкой ① Подготовка металлической шихты: Перерабатываемая шихта представляет собой лом отливок, разливочные стояки и переплавленные слитки одной марки, которые должны иметь четкий химический состав. Перед входом в печь применяют пескопродувку для удаления поверхностных загрязнений, а печь загружают после предварительного нагрева (первая партия холодных печных расплавов может быть предварительно нагрета вместе с печью); электролитическая медь продувается песком для удаления грязи и после предварительного нагрева до степени 500-550 для удаления влаги (первая партия холодных плавок печи может быть предварительно нагрета в печи; элементы из чистого металла могут быть предварительно нагреты в печи перед входом в печь). Максимальный размер металлической шихты не должен превышать 1/3 диаметра тигля, а длина не должна превышать 4/5 глубины тигля. ② Подготовка тигля, плавильного оборудования и инструментов: Перед использованием тигель не должен иметь трещин и других повреждений, влияющих на безопасность. Новый тигель необходимо медленно нагреть при низкой температуре, чтобы предотвратить появление трещин на внутренней поверхности старого тигля. При использовании нового графитового тигля или замене тигля очистите его от шлака; типа выплавляемого сплава, тигель перед плавкой следует расплавить с той же серией сплавов и промыть стержень из тугоплавких материалов и графита, тщательно очистить от остатков краски и ржавчины и покрыть слоем огнеупорного материала или покрасьте, затем высушите и отложите для использования; форма для слитков должна быть тщательно очищена перед использованием и предварительно нагрета до 100-150 градусов после нанесения краски для использования.
(4) Приготовление покрывающего агента и флюса.
①Древесный уголь следует положить в закрытую духовку и запекать при температуре не менее 800 градусов в течение 4 часов. Не допускайте впитывания влаги в готовом к использованию виде. ② В качестве покрывающего средства также можно использовать сухой уголь. Покрывающие средства требуют просушки и удаления мусора.
(5) Процесс плавки сплавов
① Сначала нагрейте тигель до темно-красного цвета и добавьте на дно древесный уголь толщиной 20-40 см.
②Добавьте электролитическую медь, быстро нагрейте и расплавьте, затем добавьте промежуточный сплав в порядке сначала с самой высокой температурой плавления, затем с самой низкой температурой плавления (если таковая имеется), и, наконец, добавьте обратно в шихту и добавьте одновременно с древесным углем, чтобы гарантировать, что уровень жидкости сплава не подвергается воздействию воздуха.
③ Плавка латуни обычно также требует раскисления. После того, как вся медь расплавлена, фосфорная медь (рассчитанная как P составляет 0,04%-0,06% от веса расплавленной меди) добавляется, когда температура достигает 1150-1200 степень раскисления. После практического сравнения раскисленных и нераскисленных отливок качество поверхности раскисленных отливок лучше, чем без раскисления.
④Добавьте дополнительные легирующие элементы в соответствии с требованиями к составу каждой марки сплава: добавьте алюминиево-медную лигатуру при температуре 1100-1120, добавьте чистый цинк и чистый алюминий порциями при температуре 1100-1150 во время отключения электроэнергии и перемешайте. При плавке кремнистой латуни сначала следует добавлять кремний, а затем цинк; при плавке свинцовой латуни сначала следует добавлять цинк, а затем свинец. Необходимо контролировать температуру добавления цинкового элемента. Если температура падает после добавления цинка, питание может быть подано в промежуточном режиме. Когда температура жидкости сплава превышает 1200 градусов, добавление цинка не допускается.
⑤ Удалите шлак из печи, отрегулируйте температуру жидкости сплава до температуры, требуемой картой процесса литья, а затем быстро выгрузите ее из печи для разливки. Температура заливки сплава является одним из факторов, влияющих на работоспособность отливки. Общая температура печи ZCuZn38: 1100-1130 градусов; ZCuZn40Pb2: 1080-1100 градус; ZCuZn31Al2: 1120-1140 градус; ZCuZn16Si4: 1100-1140 градус.
⑥ Если выплавляют два разных сорта сплава и изменяется их химический состав, печь следует промывать между ними. Например, для плавки оловянной бронзы используйте тигель и инструменты, которые использовались для выплавки алюминиевой бронзы, причем тигель и инструменты должны содержать алюминий. Хотя алюминий является обязательным компонентом алюминиевой бронзы, он является наиболее вредным элементом оловянной бронзы. .
После раскисления обычного медного сплава можно получить квалифицированные отливки. Однако алюминиевая бронза, алюминиевая латунь, кремниевая бронза и др. легко окисляются с образованием тугоплавких оксидов Al2O3 и SiO2, вызывающих шлаковые включения в отливках.
3. выплавка бронзы
Литую бронзу по составу можно разделить на оловянную и безоловянную бронзу. Оловянная бронза — это сплав на основе меди, основным элементом сплава которого является олово. Он обладает хорошей износостойкостью, коррозионной стойкостью, хорошей прочностью и пластичностью. К безоловянной бронзе относятся алюминиевая бронза, свинцовая бронза, кремниевая бронза и т. д., которые содержат различные основные элементы. Например, алюминиевая бронза — это сплав на основе меди, основным легирующим элементом которого является алюминий.
(1) Требования к составу сплава и шихте металла. Ингредиенты для выплавки некоторых часто используемых бронзовых сплавов перечислены в таблице 2.
изображение.png
Требования: В сплав ZCuAl10Fe3 для улучшения механических свойств допускается добавление {{0}},7%~0,9% Ni и 0,3%~0,4% Mn. сплава.
(2) Коэффициент загрузки печи: доля новых материалов должна быть больше или равна 30% от общего веса шихты, а доля переработанных материалов должна быть меньше или равна 70%.
(3) Подготовка перед выплавкой. Подготовка перед выплавкой бронзы такая же, как и подготовка к выплавке латуни. Древесный уголь следует положить в закрытую духовку и запекать при температуре не менее 800 градусов в течение 4 часов. Не допускайте впитывания влаги в готовом к использованию виде. Золу соломы следует растереть в порошок, удалить влагу и тщательно высушить. Перед использованием обратите внимание на влагонепроницаемость. Покрывающие средства требуют просушки и удаления мусора.
(4) Процесс выплавки сплавов Существует много типов литой бронзы. Здесь обсуждаются лишь несколько типичных сплавов. В качестве эталона можно использовать другие медные сплавы того же типа.
Плавка ZCuSn10Pb1 и ZCuPb10Sn10: ① Сначала нагрейте тигель до темно-красного цвета и добавьте на дно древесный уголь толщиной 20 см-40 см. ②Добавьте электролитическую медь, быстро нагрейте и расплавьте ее, затем добавьте переработанные материалы и одновременно добавьте древесный уголь, чтобы уровень жидкого сплава не подвергался воздействию воздуха. ③После того, как возвращенная шихта расплавлена, добавьте люминофорную медь (обычно 0,5% от веса шихты, можно добавить всю фосфористую медь, используемую при плавке фосфорно-оловянной бронзы). ④Последовательно добавляйте цинк, олово и свинец (в соответствии с ингредиентами). После полного расплавления предыдущей шихты добавляют следующую и непрерывно перемешивают жидкость сплава. ⑤Отрегулируйте температуру жидкости сплава в пределах 1100-1150 градусов. ⑥Вынуть шлак из печи, добавить фосфорную медь (обычно 0,1% от массы шихты), раскислить, равномерно перемешать и посыпать слоем соломенной золы поверхность жидкости сплава, довести температуру жидкости сплава до температуры, требуемой Карта процесса литья (обычно 1130 -1180 градусов), а затем быстро выливается из печи.
Плавка ZCuAl10Fe3 и ZCuAl10Fe3Mn2: ① Не используйте тигли, в которых плавились другие сплавы, для плавления этих двух сплавов. ② Разогрейте тигель до темно-красного цвета и добавьте приготовленный флюс. . ③Добавьте одновременно тонкие низкоуглеродистые стальные листы, предварительно нагретые примерно до 200 градусов, и переработанные материалы, перемешайте сплав после плавления и повысьте температуру до 1150-1180 градусов. ④Добавьте 0,3% массы фосфористой меди для раскисления и добавьте флюс. ⑤Добавьте порциями чистый алюминий и чистый марганец (в соответствии с ингредиентами), предварительно нагретые до 200 градусов. После добавления каждой партии надавливайте на нее палочкой для перемешивания, чтобы быстро расплавить, и непрерывно помешивайте, чтобы ингредиенты стали однородными. ** Наконец, отрегулируйте температуру жидкости сплава до уровня между 1120-1220 градусами. ⑥Покройте шлак соломенной золой, отрегулируйте температуру сплава в соответствии с картой процесса литья (обычно 1160-1200 градусов), а затем быстро отрегулируйте процесс литья.
4. Несколько вопросов, на которые следует обратить внимание при плавке
(1) Время плавления должно контролироваться. Время от начала плавки до окончания плавки (выхода сплава из печи) называется временем плавки. Продолжительность времени плавки не только влияет на производительность, но и существенно влияет на качество отлитых деталей. Поскольку время плавления увеличивается, скорость горения элементов сплава увеличивается и вероятность поглощения газа увеличивается. Поэтому работы по плавке должны быть выполнены в кратчайшие сроки. Там, где это возможно, температура предварительного нагрева шихты должна быть максимально увеличена, а операция должна быть компактной и быстрой.
(2) Стержень для перемешивания, используемый для плавки, должен быть угольным. Некоторые элементы медных сплавов, например железо и свинец, при плавлении существуют в виде механических смесей. Есть также некоторые элементы, которые имеют тенденцию вызывать сегрегацию и расслоение по удельному весу из-за различной плотности. Практика доказала, что эти элементы легко могут стать причиной неуточненного химического состава и неуточненных механических свойств в процессе плавки и разливки. Чтобы преодолеть это явление, мы должны использовать перемешивание, которое является неотъемлемой частью плавления и заливки. Однако перемешивание во время измерения температуры и охлаждения обычно не требуется. Материал используемой мешалки обычно представляет собой графит. Это связано с тем, что если используются другие материалы для перемешивания, такие как железный стержень, железный стержень расплавится в процессе перемешивания, что повлияет на химический состав сплава. В то же время, если железный стержень предварительно нагреть в печи при более высокой температуре или увеличить время перемешивания, оксиды на железном стержне попадут в жидкость сплава и станут примесями; если железный стержень предварительно нагреть до более низкой температуры, сплав во время перемешивания будет перемешиваться. Прилипать к железному стержню, это можно наблюдать на производстве.
(3) Проблемы с использованием покрывающего агента во время плавки. При выплавке медных сплавов количество покрывающего вещества обычно составляет: 0,8%-1,2% от массы шихты при использовании стекла и буры, поскольку толщина покрывающего слоя должна быть поддерживается на уровне 10- 15 см; при использовании древесного угля дозировка составляет около 0,5%-0,7% от массы шихты, а толщину покровного слоя следует выдерживать на уровне 25-35см. Удаление покрывающего средства обычно проводится перед заливкой. Если сделать это слишком рано, это увеличит окисление и поглощение воздуха медным сплавом. Если в качестве покрывающего агента используется древесный уголь и эффект блокировки шлака хороший, покрывающий агент не нужно удалять, так что он также может играть роль блокировки шлака в процессе заливки, и эффект будет более идеальным.
