Een diepgaand artikel waarin het smelten van verschillende categorieën koperlegeringen wordt uitgelegd, waaronder puur koper, messing, brons, enz.
1. Smelten van puur koper
(1) Verwarm eerst de kroes voor tot donkerrood en breng een laag droge houtskool of afdekmiddel aan met een dikte van ongeveer 30-50cm op de bodem van de kroes. Voeg vervolgens achtereenvolgens overgebleven materialen, afvalblokken en staven toe en voeg ten slotte elektrolytisch koper toe.
(2) De extra legeringselementen kunnen op de kachel worden geplaatst om voor te verwarmen. Het is ten strengste verboden om koude materialen aan het vloeibare metaal toe te voegen. De lading moet tijdens het gehele smeltproces regelmatig worden verplaatst om brugvorming te voorkomen.
(3) Verhoog de temperatuur om de legering volledig te smelten. Nadat de legering volledig is gesmolten en de temperatuur 1200-1220 graad bereikt, wordt 0,3%-0,4% van het gewicht van de legeringsvloeistof toegevoegd om fosforkoper te deoxideren. De volgende reacties vinden plaats tussen fosfor en koperoxide: 5Cu2O+2P=P2O5+10Cu en Cu2O+P2O5= 2CuPO3, het gegenereerde fosforpentoxidegas ontsnapt uit de legering, het koperfosfaat kan op het vloeistofoppervlak drijven en de slak wordt verwijderd, waardoor het doel van deoxidatie wordt bereikt.
(4) Ten slotte wordt de slak uit de oven verwijderd en bedraagt de giettemperatuur van de legeringsvloeistof doorgaans 1100-1200 graad.
2. Smelten van messing
De op koper gebaseerde legering met zink als belangrijkste legeringselement is messing, dat is onderverdeeld in twee categorieën: gewoon messing en speciaal messing. Gewoon messing is een binaire legering bestaande uit koper en zink, die voornamelijk wordt gebruikt voor drukverwerking. Speciaal messing wordt gemaakt door andere legeringselementen (zoals silicium, aluminium, mangaan, lood, ijzer, nikkel, enz.) aan gewoon messing toe te voegen. Gegoten messing is meestal speciaal messing.
(1) Eisen aan legeringsingrediënten en metaallading. In de chemische samenstelling van koperlegeringen moeten, vanwege het grote variatiebereik van de hoofdcomponenten, bij het berekenen van de ingrediënten geschikte ingrediënten worden geselecteerd op basis van hun prestatie-eisen. De chemische samenstelling van de legering moet voldoen aan GB1176-87. De ingrediënten van verschillende veelgebruikte ingrediënten voor het smelten van messing staan vermeld in Tabel 1.
afbeelding.png
Het is vereist dat het ovenmateriaal droog en schoon is en dat vuil of roest moet worden verwijderd door zandblazen.
(2) Ladingsverhouding Volgens algemene gietpraktijken moet de samenstelling van nieuwe materialen groter dan of gelijk zijn aan 30% van het totale gewicht van de lading, en de gerecycleerde materialen moeten kleiner dan of gelijk zijn aan 70%. Bij de daadwerkelijke productie zijn we echter van mening dat koperlegeringen veel gerecyclede materialen bevatten. Wanneer het massapercentage gerecycleerde materialen groter is dan of gelijk is aan 90% in het aandeel van de ovenmaterialen, is de smeltkwaliteit nog steeds erg goed. Chemische spectrumanalyse bewijst dat de samenstelling van de gietstukken gekwalificeerd is. Wanneer er veel gerecycled materiaal is, moet er gekeken worden of de onzuiverheden in de legering de norm overschrijden.
(3) Voorbereiding vóór het smelten ① Bereiding van metaallading: De gerecycleerde lading bestaat uit schrootgietstukken, gietstijgbuizen en opnieuw gesmolten blokken van hetzelfde merk, die een duidelijke chemische samenstelling moeten hebben. Voordat het de oven binnengaat, wordt zandgeblazen om oppervlaktevuil te verwijderen, en de oven wordt geladen na het voorverwarmen (de eerste batch koude ovensmelten kan met de oven worden voorverwarmd); elektrolytisch koper wordt met zand geblazen om vuil te verwijderen, en na voorverwarmen op 500-550 graad om vocht te verwijderen (de eerste batch koude ovensmelt kan worden voorverwarmd met de oven; zuivere metalen elementen kunnen worden voorverwarmd in de oven voordat ze de oven ingaan). oven. De maximale grootte van de metaallading mag niet groter zijn dan 1/3 van de diameter van de smeltkroes, en de lengte mag niet groter zijn dan 4/5 van de diepte van de smeltkroes. ② Voorbereiding van de smeltkroes en smeltapparatuur en gereedschappen: De smeltkroes moet vóór gebruik vrij zijn van scheuren en andere schade die de veiligheid in gevaar brengt. De nieuwe smeltkroes moet langzaam op lage temperatuur worden verwarmd om scheuren te voorkomen. Maak de slak schoon als u een nieuwe grafietkroes gebruikt of vervangt type smeltlegering, de smeltkroes moet vóór het smelten worden gesmolten met dezelfde reeks legeringen en worden gewassen; de roerstaaf van vuurvast materiaal en grafiet moet grondig worden gereinigd van resterende verf en roest, en worden bedekt met een laag vuurvast materiaal of een laag vuurvast materiaal. verf, droog dan en zet apart voor gebruik; de gietvorm moet vóór gebruik grondig worden gereinigd en na het aanbrengen van verf voor gebruik worden voorverwarmd tot 100-150 graad.
(4) Bereiding van afdekmiddel en vloeimiddel
①Houtskool moet in een afgesloten bakoven worden geplaatst en gedurende 4 uur op minimaal 800 graden worden gebakken. Er moet worden voorkomen dat het vocht absorbeert wanneer het klaar is voor gebruik. ② Afdekmiddel, droge houtskool kan ook als afdekmiddel worden gebruikt. Afdekkingsmiddelen vereisen drogen en verwijderen van vuil.
(5) Smeltproces van legeringen
① Verwarm de smeltkroes eerst voor tot donkerrood en voeg houtskool van 20-40 cm dik op de bodem toe.
②Voeg elektrolytisch koper toe, warm snel op en smelt, voeg vervolgens de tussenlegering toe in de volgorde van eerst met het hoogste smeltpunt en vervolgens met het laagste smeltpunt (indien aanwezig), en voeg ten slotte weer toe aan de ovenlading en voeg toe houtskool tegelijkertijd om ervoor te zorgen dat het vloeistofniveau van de legering niet in de lucht wordt blootgesteld.
③ Het smelten van messing vereist doorgaans ook deoxidatie. Nadat al het koper is gesmolten, wordt fosforkoper (berekend als P verantwoordelijk is voor 0,04%-0,06% van het gewicht van het gesmolten koper) toegevoegd wanneer de temperatuur 1150-1200 bereikt graad voor deoxidatie. Na een praktische vergelijking tussen deoxidatie en niet-deoxidatie is de oppervlaktekwaliteit van gedeoxideerde gietstukken beter dan die zonder deoxidatie.
④Voeg legeringselementen toe volgens de samenstellingsvereisten van elke legeringsgraad: voeg aluminium-koper-hoofdlegering toe op 1100-1120 graad, voeg puur zink en zuiver aluminium in batches toe op 1100-1150 graad tijdens een stroomstoring en roer. Bij het smelten van siliciummessing moet eerst silicium worden toegevoegd en daarna zink; bij het smelten van loodmessing moet eerst zink worden toegevoegd en daarna lood. De toevoegingstemperatuur van het zinkelement moet worden gecontroleerd. Mocht na het toevoegen van zink de temperatuur dalen, dan kan er tussentijds stroom gestuurd worden. Wanneer de temperatuur van de legeringsvloeistof hoger is dan 1200 graden, is het toevoegen van zink niet toegestaan.
⑤ Verwijder de slak uit de oven, pas de legeringsvloeistof aan op de temperatuur die vereist is door de gietproceskaart en voer deze snel uit de oven om te gieten. De giettemperatuur van de legering is een van de factoren die de prestatie van het gietstuk beïnvloedt. De algemene oventemperatuur is ZCuZn38: 1100-1130 graad; ZCuZn40Pb2: 1080-1100 graad ; ZCuZn31Al2: 1120-1140 graad ; ZCuZn16Si4: 1100-1140 graad .
⑥ Wanneer twee verschillende soorten legeringen worden gesmolten en hun chemische samenstelling wordt beïnvloed, moet de oven tussendoor worden gewassen. Gebruik bijvoorbeeld de smeltkroes en gereedschappen die zijn gebruikt om aluminiumbrons te smelten om tinbrons te smelten, en de smeltkroes en gereedschappen moeten aluminium bevatten. Hoewel aluminium een gekwalificeerde component is in aluminiumbrons, is het het schadelijkste element in tinbrons. .
Gekwalificeerde gietstukken kunnen worden verkregen nadat algemene koperlegeringen zijn gedeoxideerd. Aluminiumbrons, aluminiummessing, siliciumbrons enz. worden echter gemakkelijk geoxideerd tot de oxiden Al2O3 en SiO2 met een hoog smeltpunt, waardoor slakinsluitingen in gietstukken ontstaan.
3. smelten van brons
Gegoten brons kan afhankelijk van de samenstelling worden onderverdeeld in tinbrons en tinvrij brons. Tinbrons is een legering op koperbasis met tin als belangrijkste legeringselement. Het heeft een goede slijtvastheid, corrosieweerstand, goede sterkte en plasticiteit. Tinvrij brons omvat aluminiumbrons, loodbrons, siliciumbrons, enz., die verschillende hoofdelementen bevatten. Aluminiumbrons is bijvoorbeeld een legering op koperbasis met aluminium als het belangrijkste legeringselement.
(1) Eisen aan legeringsingrediënten en metaallading. De ingrediënten voor het smelten van verschillende veelgebruikte bronslegeringen staan vermeld in Tabel 2.
afbeelding.png
Vereisten: Het is toegestaan om {{0}}.7% ~ 0.9% Ni en 0.3% ~ 0,4% Mn toe te voegen aan de ZCuAl10Fe3-legering om de mechanische eigenschappen te verbeteren van de legering.
(2) Ovenladingsverhouding: het aandeel nieuwe materialen moet groter zijn dan of gelijk zijn aan 30% van het totale gewicht van de ovenlading, en de gerecycleerde materialen moeten kleiner dan of gelijk zijn aan 70%.
(3) Voorbereiding vóór het smelten De voorbereiding vóór het smelten van brons is dezelfde als die voor het smelten van messing. Houtskool moet in een afgesloten bakoven worden geplaatst en gedurende 4 uur op minimaal 800 graden worden gebakken. Er moet worden voorkomen dat het vocht absorbeert wanneer het klaar is voor gebruik. Stro-as moet tot poeder worden vermalen, vocht verwijderen en grondig drogen. Let vóór gebruik op vochtbestendigheid. Afdekkingsmiddelen vereisen drogen en verwijderen van vuil.
(4) Smeltproces van legeringen Er zijn veel soorten gegoten brons. Slechts enkele typische legeringen worden hier besproken. Andere koperlegeringen van hetzelfde type kunnen als referentie worden gebruikt.
Smelten van ZCuSn10Pb1 en ZCuPb10Sn10: ① Verwarm de smeltkroes eerst voor tot donkerrood en voeg 20 cm-40 cm dikke houtskool toe aan de bodem. ②Voeg elektrolytisch koper toe, warm het snel op en smelt het, voeg vervolgens de gerecyclede materialen toe en voeg tegelijkertijd houtskool toe om ervoor te zorgen dat het vloeistofniveau van de legering niet aan de lucht wordt blootgesteld. ③Nadat de geretourneerde lading is gesmolten, voegt u fosforkoper toe (doorgaans 0,5% van het gewicht van de lading, en al het fosforkoper dat wordt gebruikt bij het smelten van fosfor-tinbrons kan worden toegevoegd). ④Voeg zink, tin en lood achtereenvolgens toe (afhankelijk van de ingrediënten). Nadat de vorige lading volledig is gesmolten, voegt u de volgende toe en roert u de legeringsvloeistof voortdurend. ⑤ Pas de temperatuur van de legeringsvloeistof aan tussen 1100-1150 graden. ⑥Breek de slak uit de oven, voeg fosforkoper toe (doorgaans 0,1% van het ladingsgewicht), desoxideer, roer gelijkmatig en strooi een laag stro-as op het oppervlak van de legeringsvloeistof, en pas de legeringsvloeistof aan op de vereiste temperatuur de gietproceskaart (meestal 1130 -1180 graden) en giet het vervolgens snel uit de oven.
Smelten van ZCuAl10Fe3 en ZCuAl10Fe3Mn2: ① Gebruik geen smeltkroezen waarin andere legeringen zijn gesmolten om deze twee legeringen te smelten. ② Verwarm de smeltkroes voor tot donkerrood en voeg het bereide vloeimiddel toe. . ③Voeg koolstofarme dunne staalplaten toe die zijn voorverwarmd tot ongeveer 200 graden en tegelijkertijd gerecyclede materialen, roer de legering na het smelten en verhoog de temperatuur tot 1150-1180 graad. ④Voeg 0,3% fosforkoper per legeringsgewicht toe voor deoxidatie en voeg vloeimiddel toe. ⑤Voeg puur aluminium en puur mangaan (afhankelijk van de ingrediënten) in batches voorverwarmd tot 200 graden toe. Nadat elke batch is toegevoegd, drukt u deze met een roerstaafje in om deze snel te laten smelten en roert u voortdurend om de ingrediënten uniform te maken. ** Pas ten slotte de temperatuur van de legeringsvloeistof aan tot tussen 1120-1220 graad . ⑥Bedek de slak met stro-as, pas de legeringstemperatuur aan volgens de gietproceskaart (meestal 1160-1200 graad) en pas vervolgens het gietproces snel aan.
4. Verschillende zaken waar tijdens het smelten op gelet moet worden
(1) De smelttijd moet worden gecontroleerd. De tijd vanaf het begin van het smelten tot het einde van het smelten (de legering komt uit de oven) wordt smelttijd genoemd. De lengte van de smelttijd heeft niet alleen invloed op de productiviteit, maar heeft ook een aanzienlijke invloed op de kwaliteit van de gegoten onderdelen. Doordat de smelttijd toeneemt, neemt de verbrandingssnelheid van de elementen van de legering toe en neemt de kans op gasabsorptie toe. Daarom moeten de smeltwerkzaamheden in de kortst mogelijke tijd worden voltooid. Waar mogelijk moet de voorverwarmingstemperatuur van de lading zoveel mogelijk worden verhoogd, en de werking moet compact en snel zijn.
(2) De roerstaaf die voor het smelten wordt gebruikt, moet een koolstofstaaf zijn. Bepaalde elementen in koperlegeringen, zoals ijzer en lood, komen bij smelten voor in de vorm van mechanische mengsels. Er zijn ook enkele elementen die de neiging hebben om specifieke zwaartekrachtsegregatie en stratificatie te veroorzaken als gevolg van verschillende dichtheden. De praktijk heeft uitgewezen dat deze elementen tijdens het smelt- en gietproces gemakkelijk een ongekwalificeerde chemische samenstelling en ongekwalificeerde mechanische eigenschappen kunnen veroorzaken. Om dit fenomeen te overwinnen, moeten we roeren gebruiken, wat een onmisbaar onderdeel is van smelten en gieten. Tijdens de temperatuurmeting en het afkoelen is roeren echter in de regel niet nodig. De materiaalsamenstelling van de gebruikte roerder is doorgaans grafiet. Dit komt omdat als andere roermaterialen, zoals een ijzeren staaf, worden gebruikt, de ijzeren staaf tijdens het roerproces zal smelten, wat de chemische samenstelling van de legering beïnvloedt. Tegelijkertijd, als de ijzeren staaf in de oven op een hogere temperatuur wordt voorverwarmd of als de roertijd langer is, zullen de oxiden op de ijzeren staaf de legeringsvloeistof binnendringen en onzuiverheden worden; als de ijzeren staaf op een lagere temperatuur wordt voorverwarmd, wordt de legering tijdens het roeren geroerd. Om zich aan de ijzeren staaf te hechten, kan dit tijdens de productie worden waargenomen.
(3) Problemen met het gebruik van afdekmiddel tijdens het smelten. Voor het smelten van koperlegeringen bedraagt de hoeveelheid dekmiddel doorgaans: 0,8%-1,2% van het gewicht van de lading bij gebruik van glas en borax, omdat de dikte van de deklaag gelijk moet zijn gehandhaafd op 10- 15cm; bij gebruik van houtskool bedraagt de dosering ongeveer 0,5%-0,7% van het gewicht van de lading, en de dikte van de deklaag moet op 25-35 cm worden gehouden. De verwijderingstijd van het afdekmiddel wordt doorgaans vóór het gieten uitgevoerd. Als het te vroeg wordt gedaan, zal dit de oxidatie en luchtabsorptie van de koperlegering vergroten. Als als afdekmiddel houtskool wordt gebruikt en de slakblokkerende werking goed is, hoeft het afdekmiddel niet te worden verwijderd, waardoor het tijdens het gietproces ook een slakblokkerende rol kan spelen en is de werking idealer.
