Dæmigert bræðsluferli á hreinum kopar og koparblendi til steypu
Hreint kopar og koparblendi til steypu eru mikilvægur flokkur málma sem ekki eru járn og eru mikið notaðar í raunverulegri framleiðslu. Algengar koparblöndur má aðallega skipta í tvo flokka eftir mismunandi samsetningu þeirra, nefnilega steypt kopar og steypt brons. Hvort sem um er að ræða sandsteypu eða fjárfestingarsteypu, þá er bræðsla afgerandi hluti af steypuframleiðslu. Bræðsla ýmissa koparblendis hefur líkt og ólíkt. Í margra ára framleiðslureynslu höfum við dregið saman hreina reynslu af bræðsluferli kopar og koparblendi (aðallega brons og kopar) er til viðmiðunar.
Bræðslubúnaður notaður: miðlungs tíðni örvunarofn, hitaeining, sleif, grafítdeigla osfrv.
1. Bræðsla á hreinum kopar
(1) Forhitið deigluna fyrst í dökkrauða og bætið við lag af þurru koli eða þekjuefni (borax 63% + glerbrot 37%) með þykkt um 30-50cm á botn deiglunnar. Bættu síðan við afgangsefnum, úrgangskubbum og stöngum í röð og að lokum bætt við rafgreiningarkopar.
(2) Hægt er að setja viðbótarblöndunarefnin á eldavélina til forhitunar. Það er stranglega bannað að bæta köldu efni í fljótandi málminn. Hleðsluna ætti að færa oft á meðan á öllu bræðsluferlinu stendur til að koma í veg fyrir brúun.
(3) Hækkaðu hitastigið til að bræða málmblönduna alveg. Eftir að málmblöndunni hefur verið bráðnað að fullu og hitastigið nær 1200-1220 gráðu, er 0,3%-0,4% af þyngd málmblönduvökvans bætt við til að afoxa fosfórkopar. Eftirfarandi viðbrögð eiga sér stað á milli fosfórs og koparoxíðs: 5Cu2O+2P=P2O5+10Cu og Cu2O+P2O5= 2CuPO3, fosfórpentoxíðgasið sem myndast sleppur úr málmblöndunni, koparfosfatið getur flotið á vökvayfirborðinu og gjallið er fjarlægt og þannig náð tilgangi afoxunar. Nauðsynlegt er að hræra stöðugt meðan á afoxunarferlinu stendur.
(4) Að lokum er gjallið fjarlægt úr ofninum og steypuhitastig álvökvans er yfirleitt 1100-1200 gráður.
2. Bræðsla á kopar
Kopar-undirstaða málmblöndur með sink sem aðal málmblöndu er kopar, sem er skipt í tvo flokka: venjulegt kopar og sérstakt kopar. Venjulegt kopar er tvöfaldur málmblöndur sem samanstendur af kopar og sinki, aðallega notað til þrýstivinnslu. Sérstakur kopar er gerður með því að bæta öðrum málmblöndurþáttum (svo sem sílikoni, áli, mangani, blýi, járni, nikkel osfrv.) við venjulegt kopar. Steypt kopar er að mestu sérstakur kopar.
(1) Kröfur um álfelgur og málmgjald. Í efnasamsetningu koparblendis, vegna mikils breytileikasviðs aðalþáttanna, við útreikning á innihaldsefnum, ætti að velja viðeigandi innihaldsefni út frá frammistöðukröfum þeirra. Efnasamsetning málmblöndunnar ætti að vera í samræmi við GB1176-87. Innihaldsefni nokkurra algengra innihaldsefna fyrir koparbræðslu eru skráð í töflu 1.
mynd.png
Áskilið er að ofnefnið sé þurrt og hreint og óhreinindi og ryð skulu hreinsuð með sandblási.
(2) Hleðsluhlutfall Samkvæmt almennum steypuaðferðum ætti samsetning nýrra efna að vera meira en eða jafnt og 30% af heildarþyngd hleðslunnar og endurunnið efni ætti að vera minna en eða jafnt og 70%. Hins vegar, í raunverulegri framleiðslu, teljum við að koparblendi hafi mikið af endurunnum efnum. Þegar massaprósenta endurunninna efna er meira en eða jafnt og 90% í hlutfalli ofnefnanna eru bræðslugæði enn mjög góð. Efnafræðileg litrófsgreining sannar að samsetning steypunnar er hæf. Þegar mikið er um endurunnið efni þarf að huga að því hvort óhreinindin í málmblöndunni fari yfir staðalinn.
(3) Undirbúningur fyrir bræðslu.
① Undirbúningur málmhleðslu: Endurunnin hleðsla er ruslasteypa, hellustig og endurbræddar hleifar af sama vörumerki, sem þurfa að hafa skýra efnasamsetningu. Áður en farið er inn í ofninn er sandblástur notaður til að fjarlægja yfirborðsóhreinindi og ofninn er hlaðinn eftir forhitun (hægt er að forhita fyrstu lotuna af köldu ofni bráðnar með ofninum); rafgreiningarkopar er sandblásið til að fjarlægja óhreinindi, og eftir forhitun við 500-550 gráðu til að fjarlægja raka, (hægt er að forhita fyrstu lotuna af köldu ofni bráðnum með ofninum; hreina málmþætti er hægt að forhita við ofninn áður en hann fer inn í Hámarksstærð málmhleðslunnar ætti ekki að fara yfir 1/3 af þvermáli deiglunnar og lengdin ætti ekki að vera meiri en 4/5 af dýpt deiglunnar ② Undirbúningur deiglunnar og bræðslubúnaðar. Deiglan ætti að vera laus við sprungur og aðrar skemmdir sem hafa áhrif á öryggi fyrir notkun tegund bræðslubræðslu, deiglan skal brædd með sömu röð af málmblöndur fyrir bræðslu og þvo hræristöngina úr eldföstum efnum og grafíti skal hreinsa vandlega af málningarleifum og ryði og húða hana með. mála, þurrkaðu síðan og settu til hliðar til notkunar; hleifamótið verður að þrífa vandlega fyrir notkun og forhita það í 100-150 gráðu eftir að málning hefur verið sett á til notkunar.
(4) Undirbúningur þekjuefnis og flæðis
①Viðarkol ætti að setja inn í lokaðan bökunarofn og baka við að minnsta kosti 800 gráður í 4 klukkustundir. Koma skal í veg fyrir að það gleypi raka þegar það er tilbúið til notkunar. ②Hlífðarefnið samanstendur af 63% borax og 37% brotnu gleri. Þurr kol er einnig hægt að nota sem þekjuefni. Þekjuefni þurfa að þurrka og fjarlægja rusl.
(5) Álbræðsluferli
① Forhitið deigluna í dökkrauða fyrst og bætið 20-40cm þykkum kolum við botninn.
②Bætið við rafgreiningarkopar, hitið hratt upp og bræðið, bætið síðan við millimálmblöndunni í röðinni fyrst með hæsta bræðslumark og síðan með lægsta bræðslumarki (ef einhverjum er bætt við), og að lokum bætið aftur við ofnhleðsluna og bætið við kol á sama tíma til að tryggja að vökvastig málmblöndunnar verði ekki fyrir í loftinu.
③ Að bræða kopar þarf almennt einnig afoxun. Eftir að allur koparinn er bráðinn er fosfórkopar (reiknað sem P stendur fyrir 0,04%-0,06% af þyngd bráðna koparsins) bætt við þegar hitastigið nær 1150-1200 gráðu fyrir afoxun. Eftir hagnýtan samanburð á afoxun og óoxun er yfirborðsgæði afoxaðra steypa betri en án afoxunar.
④Bættu við viðbótarblendiefni í samræmi við samsetningarkröfur hverrar álblöndu: bættu við ál-kopar aðalblendi við 1100-1120 gráðu, bættu við hreinu sinki og hreinu áli í lotum við 1100-1150 gráðu í rafmagnsleysi og hrærðu. Við bráðnun kísilmeir ætti að bæta við sílikoni fyrst og síðan sinki; við bráðnun blýeir skal fyrst bæta við sinki og síðan blýi. Viðbótarhitastig sinkþáttar ætti að vera stjórnað. Ef hitastigið lækkar eftir að sinki hefur verið bætt við er hægt að senda orku millibils. Þegar hitastig álvökvans er hærra en 1200 gráður er ekki leyfilegt að bæta við sinki.
⑤ Fjarlægðu gjallið úr ofninum, stilltu álvökvanum að hitastigi sem steypuvinnslukortið krefst og losaðu það síðan fljótt úr ofninum til að hella. Helluhitastig málmblöndunnar er einn af þeim þáttum sem hafa áhrif á frammistöðu steypunnar. Almennt hitastig ofnsins er ZCuZn38: 1100-1130 gráður; ZCuZn40Pb2: 1080-1100 gráðu; ZCuZn31Al2: 1120-1140 gráðu; ZCuZn16Si4: 1100-1140 gráðu .
⑥ Þegar tvær mismunandi gerðir álfelgur eru bræddar og efnasamsetning þeirra hefur áhrif á ofninn á að þvo á milli. Notaðu til dæmis deigluna og verkfæri sem hafa verið notuð til að bræða álbrons til að bræða tinbrons og deiglan og verkfærin verða að innihalda ál. Þó að ál sé hæfur hluti í bronsi úr áli er það skaðlegasti þátturinn í bronsi úr tini. .
Eftir að almenn koparblendi er afoxað er hægt að fá hæfu steypur. Hins vegar eru álbrons, ál kopar, kísilbrons osfrv auðveldlega oxuð til að mynda hátt bræðslumark oxíð Al2O3 og SiO2, sem veldur því að steypuefni mynda gjallinnihald, sem þarf að fjarlægja með hreinsun. Algengt notuð hreinsunarefni eru: natríumklóríð með massahlutfallið 60% +40% krýólít eða 20% krýólít +20% flúorít +60% natríumflúoríðs o.s.frv.
3． bræðsla á bronsi
Steypt brons má skipta í tinbrons og tinfrítt brons eftir samsetningu þess. Tin brons er kopar-undirstaða málmblendi með tin sem aðal málmblöndur þáttur. Það hefur góða slitþol, tæringarþol, góðan styrk og mýkt. Tinfrí brons inniheldur ál brons, blý brons, sílikon brons, o.fl., sem innihalda mismunandi meginþætti. Til dæmis, ál brons er kopar-undirstaða málmblöndur með ál sem aðal málmblöndur þáttur.
(1) Kröfur um álfelgur og málmgjald. Innihaldsefni fyrir bræðslu nokkurra algengra bronsblendis eru skráð í töflu 2.
mynd.png
Kröfur: Leyft er að bæta {{0}}.7% ~ 0.9% Ni og 0.3% ~ 0.4% Mn í ZCuAl10Fe3 málmblöndu til að bæta vélrænni eiginleika af málmblöndunni.
(2) Hleðsluhlutfall. Samsetning nýrra efna ætti að vera meira en eða jafnt og 30% af heildarþyngd ofnefnanna og endurunnið efni ætti að vera minna en eða jafnt og 70%.
(3) Undirbúningur fyrir bræðslu. Undirbúningur fyrir bræðslu brons er sá sami og fyrir bræðslu kopar. Kol á að setja inn í lokaðan ofn og baka við ekki minna en 800 gráður í 4 klukkustundir. Koma skal í veg fyrir að það gleypi raka þegar það er tilbúið til notkunar. Stray ösku ætti að mala í duft, fjarlægja raka og þurrka vel. Gefðu gaum að rakavörn fyrir notkun. Þekjuefni þurfa að þurrka og fjarlægja rusl.
(4) Álbræðsluferli. Það eru margar tegundir af steyptu bronsi. Hér er aðeins fjallað um nokkrar dæmigerðar málmblöndur. Hægt er að nota önnur koparblendi af sömu gerð sem viðmið.
Bræðsla á ZCuSn10Pb1 og ZCuPb10Sn10:
① Forhitið deigluna í dökkrauða fyrst og bætið 20cm-40cm þykkum kolum við botninn.
②Bættu við rafgreiningarkopar, hitaðu hann fljótt og bræddu hann, bættu síðan við endurunnum efnum og bættu við kolum á sama tíma til að tryggja að vökvastig málmblöndunnar komist ekki í snertingu við loftið.
③Eftir að hleðslan hefur verið brædd, bætið við fosfórkopar (almennt er 0,5% af þyngd hleðslunnar og hægt er að bæta við öllum fosfórkoparnum sem notaður er við bræðslu fosfórtinbrons).
④Bætið við sinki, tini og blýi í röð (eftir innihaldsefnum). Eftir að fyrri hleðslan er alveg bráðnuð skaltu bæta þeirri næstu við og hræra stöðugt í málmblöndunni.
⑤ Stilltu hitastig álvökvans á milli 1100-1150 gráður.
⑥Brjótið gjall út úr ofninum, bætið fosfórkopar við (almennt 0,1% af hleðsluþyngd), afoxið, hrærið jafnt og stráið lag af stráösku á yfirborð málmblandvökvans, stillið málmblandvökvann að því hitastigi sem steypuferlispjaldið krefst (venjulega 1130 -1180 gráður), helltu síðan fljótt út úr ofninum.
Bræðsla á ZCuAl10Fe3 og ZCuAl10Fe3Mn2:
① Ekki nota deiglur sem hafa brætt aðrar tegundir málmblöndur til að bræða þessar tvær málmblöndur.
② Forhitið deigluna í dökkrauða og bætið tilbúnu flæðinu út í. (Flæðisamsetning: krýólít 20% (massahlutfall), natríumflúoríð 60%, kalsíumflúoríð 20%).
③Bætið við lágkolefnisþunnum stálplötum sem eru forhitaðar í um 200 gráður og endurunnið efni á sama tíma, hrærið málmblönduna eftir bráðnun og hækkið hitastigið í 1150-1180 gráður.
④Bætið við 0,3% af þyngd álblöndu fosfórkopars fyrir afoxun og bætið flæði við.
⑤Bætið við hreinu áli og hreinu mangani (eftir innihaldsefnum) sem er forhitað í 200 gráður í lotum. Eftir að hverri lotu hefur verið bætt við, þrýstið henni inn með hræristöng til að bræða hana fljótt og hrærið stöðugt til að innihaldsefnin verði einsleit, ** Að lokum, stillið hitastig álvökvans á milli 1120-1220 gráður.
⑥Hekjið gjallið með stráösku, stillið hitastig málmblöndunnar í samræmi við steypuferlisspjaldið (venjulega 1160-1200 gráður) og stillið síðan steypuferlið hratt.
4. Öryggisráðstafanir
Öryggisframleiðsla er grunnkrafa í steypuiðnaði. Bræðsla á hreinum kopar og koparblendi verður að:
(1) Rekstraraðilar ættu að vera með hlífðarbúnað, halda vinnustaðnum hreinum og leyfa ekki uppsöfnun vatns eða rusl.
(2) Áður en ofninn er ræstur, athugaðu hvort búnaðurinn sem notaður er sé heill. Ef það eru einhverjir óöruggir þættir ætti að útrýma þeim tímanlega.
(3) Forhitun er aðeins hægt að framkvæma eftir nákvæma skoðun og staðfestingu á því að engin sprengiefni eða hættuleg efni séu í hleðslunni.
(4) Bræðslu- og steypuverkfæri, svo sem hræristangir, járnskeiðar, gjallfjarlægingarverkfæri osfrv., mega ekki komast í snertingu við álvökvann án forhitunar.
(5) Eftirstandandi álvökva meðan á helling stendur verður að hella í forhitaða hleifamótið og má ekki hella beint á jörðina eða hella aftur í ofninn.
5. Nokkur atriði sem vert er að huga að við bræðslu
(1) Bræðslutímann ætti að vera stjórnað. Tíminn frá upphafi bráðnunar til loka bráðnunar (bræðsluefnið kemur út úr ofninum) er kallaður bræðslutími. Lengd bræðslutímans mun ekki aðeins hafa áhrif á framleiðni heldur einnig veruleg áhrif á gæði steypuhlutanna. Vegna þess að bræðslutíminn eykst eykst brennsluhraði málmblöndunnar og líkurnar á frásogi gass aukast. Þess vegna ætti bræðsluvinnunni að vera lokið á sem skemmstum tíma. Þar sem mögulegt er ætti að hækka forhitunarhitastig hleðslunnar eins mikið og mögulegt er og aðgerðin ætti að vera fyrirferðarlítil og fljótleg.
(2) Hræristöngin sem notuð er til bræðslu ætti að vera kolefnisstöng. Ákveðnir þættir í koparblendi, svo sem járn og blý, eru til í formi vélrænna blanda þegar þau eru bráðnuð. Það eru líka nokkrir þættir sem hafa tilhneigingu til að framleiða eðlisþyngdaraðskilnað og lagskiptingu vegna mismunandi þéttleika. Reynsla hefur sannað að þessir þættir geta auðveldlega valdið óhæfri efnasamsetningu og óhæfum vélrænni eiginleikum meðan á bræðslu og hella stendur. Til að vinna bug á þessu fyrirbæri verðum við að nota hræringu, sem er ómissandi hluti af bráðnun og úthellingu. Hins vegar er almennt ekki þörf á að hræra við hitastigsmælingu og kælingu. Efnissamsetning hrærivélarinnar sem notuð er er almennt grafít. Þetta er vegna þess að ef önnur hræriefni eins og járnstöng eru notuð mun járnstöngin bráðna meðan á hræringarferlinu stendur, sem hefur áhrif á efnasamsetningu málmblöndunnar. Á sama tíma, ef járnstöngin er forhituð við hærra hitastig í ofninum eða hræringartíminn er lengri, munu oxíðin á járnstönginni fara inn í álvökvann og verða óhreinindi; ef járnstöngin er forhituð við lægra hitastig verður málmblöndunni hrært meðan hrært er. Til að festa sig við járnstöngina má sjá þetta í framleiðslu.
(3) Vandamál við notkun þekjuefnis við bræðslu. Fyrir bræðslu koparblendis er magn þekjuefnis almennt: 0,8%-1,2% af þyngd hleðslunnar þegar gler og borax eru notuð, vegna þess að þykkt þekjulagsins verður að vera haldið við 10- 15cm; þegar kol er notað er skammturinn um 0,5%-0,7% af þyngd hleðslunnar og þykkt þekjulagsins ætti að vera við 25-35 cm. Fjarlægingartími hlífðarefnisins fer venjulega fram áður en hellt er. Ef það er gert of snemma mun það auka oxun og loftupptöku koparblendisins. Ef kol er notað sem þekjuefni og gjallblokkandi áhrifin eru góð, er ekki nauðsynlegt að fjarlægja þekjuefnið, þannig að það geti einnig gegnt gjallblokkandi hlutverki meðan á hellaferlinu stendur og áhrifin eru tilvalin.
