Procesul tipic de topire a cuprului pur și a aliajelor de cupru pentru turnare, inclusiv cupru pur, alamă, bronz
1. Topirea cuprului pur
(1) Mai întâi preîncălziți creuzetul până la roșu închis și adăugați un strat de cărbune uscat sau agent de acoperire (borax 63% + sticlă spartă 37%) cu o grosime de aproximativ 30-50cm pe fundul creuzetului. Apoi adăugați materiale rămase, blocuri de deșeuri și bare în secvență și, în final, adăugați cupru electrolitic.
(2) Elementele suplimentare de aliere pot fi amplasate pe sobă pentru preîncălzire. Este strict interzisă adăugarea de materiale reci în metalul lichid. Încărcarea trebuie mutată frecvent în timpul întregului proces de topire pentru a preveni formarea punților.
(3) Ridicați temperatura pentru a topi complet aliajul. După ce aliajul este complet topit și temperatura atinge 1200-1220 grade, se adaugă 0,3%-0,4% din greutatea lichidului de aliaj pentru a dezoxida cuprul fosfor. Următoarele reacții apar între fosfor și oxid cupros: 5Cu2O+2P=P2O{5+10Cu și Cu2O+P2O{5= 2CuPO3, gazul pentoxid de fosfor generat scapă din aliaj, fosfatul de cupru poate pluti pe suprafața lichidă, iar zgura este îndepărtată, atingând astfel scopul dezoxidării. Este necesară agitarea continuă în timpul procesului de dezoxidare.
(4) În cele din urmă, zgura este îndepărtată din cuptor, iar temperatura de turnare a lichidului de aliaj este în general 1100-1200 grade .
2. Topirea alamei
Aliajul pe bază de cupru cu zinc ca element principal de aliaj este alama, care este împărțită în două categorii: alamă obișnuită și alamă specială. Alama obișnuită este un aliaj binar compus din cupru și zinc, utilizat în principal pentru prelucrarea sub presiune. Alama specială este realizată prin adăugarea altor elemente de aliere (cum ar fi siliciu, aluminiu, mangan, plumb, fier, nichel etc.) la alama obișnuită. Alama turnată este în mare parte alamă specială.
(1) Ingredientele din aliaj și cerințele de încărcare metalică. În compoziția chimică a aliajelor de cupru, datorită gamei mari de variație a componentelor principale, în procesul de calcul al ingredientelor, ingredientele adecvate trebuie selectate în funcție de cerințele lor de performanță. Compoziția chimică a aliajului trebuie să respecte GB1176-87. Ingredientele mai multor ingrediente utilizate în mod obișnuit pentru topirea alamei sunt enumerate în Tabelul 1.
Este necesar ca materialul cuptorului să fie uscat și curat, iar orice murdărie sau rugină să fie curățată prin suflare cu nisip.
(2) Raportul de încărcare Conform practicilor generale de turnare, compoziția materialelor noi ar trebui să fie mai mare sau egală cu 30% din greutatea totală a încărcăturii, iar materialele reciclate ar trebui să fie mai mică sau egală cu 70%. Cu toate acestea, în producția efectivă, considerăm că aliajele de cupru au o mulțime de materiale reciclate. Atunci când procentul de masă al materialelor reciclate este mai mare sau egal cu 90% în proporția materialelor cuptorului, calitatea de topire este încă foarte bună. Analiza spectrului chimic demonstrează că compoziția pieselor turnate este calificată. Când există mult material reciclat, este necesar să se ia în considerare dacă impuritățile din aliaj depășesc standardul.
(3) Pregătirea înainte de topire ① Pregătirea încărcăturii metalice: Încărcătura reciclată este reprezentată de piese turnate deșeuri, coloane de turnare și lingouri retopite de aceeași marcă, care trebuie să aibă o compoziție chimică clară. Înainte de a intra în cuptor, suflarea cu nisip este utilizată pentru a îndepărta murdăria de suprafață, iar cuptorul este încărcat după preîncălzire (primul lot de topituri reci din cuptor poate fi preîncălzit cu cuptorul); cuprul electrolitic este suflat cu nisip pentru a îndepărta murdăria și, după preîncălzire la grade 500-550, pentru a elimina umezeala, (Primul lot de topituri reci din cuptor poate fi preîncălzit cu cuptorul; elementele de metal pur pot fi preîncălzite la cuptor înainte de a intra în cuptor. cuptorul. Dimensiunea maximă a încărcăturii metalice nu trebuie să depășească 1/3 din diametrul creuzetului, iar lungimea nu trebuie să depășească 4/5 din adâncimea creuzetului. Crezetul trebuie să fie fără fisuri și alte daune care afectează siguranța înainte de utilizare. Crezetul nou trebuie să fie încălzit lent la temperatură scăzută pentru a preveni crăpăturile suprafața interioară a creuzetului vechi tip de aliaj de topire, creuzetul trebuie topit cu aceeași serie de aliaje înainte de topire și spălat tija de amestecare din materiale refractare și grafit trebuie curățată temeinic de vopsea reziduală și rugina și acoperită cu Aplicați un strat de material refractar sau vopsea, apoi se usucă și se pune deoparte pentru utilizare; lingotieră trebuie curățată temeinic înainte de utilizare și preîncălzită la 100-150 grad după aplicarea vopselei pentru utilizare.
(4) Pregătirea agentului de acoperire și a fluxului ①Carbunele trebuie introdus într-un cuptor de copt sigilat și coapt la nu mai puțin de 800 de grade timp de 4 ore. Trebuie împiedicat să absoarbă umezeala atunci când este gata de utilizare. ②Agentul de acoperire constă din 63% borax și 37% sticlă spartă. Cărbunele uscat poate fi folosit și ca agent de acoperire. Agenții de acoperire necesită uscarea și îndepărtarea resturilor.
(5) Procesul de topire a aliajelor
① Preîncălziți creuzetul la roșu închis mai întâi și adăugați cărbune de 20-40cm grosime în partea de jos.
②Adăugați cupru electrolitic, încălziți și topiți rapid, apoi adăugați aliajul intermediar în ordinea întâi cu cel mai înalt punct de topire și apoi cu cel mai mic punct de topire (dacă este adăugat) și, în final, adăugați înapoi la încărcătura cuptorului și adăugați cărbune în același timp pentru a se asigura că nivelul lichidului din aliaj nu este expus în aer.
③ Topirea alamei necesită, în general, și dezoxidare. După ce tot cuprul este topit, cuprul cu fosfor (calculat ca P reprezintă 0,04%-0,06% din greutatea cuprului topit) este adăugat când temperatura atinge 1150-1200 grad de dezoxidare. După o comparație practică între dezoxidare și non-dezoxidare, calitatea suprafeței pieselor turnate dezoxidate este mai bună decât cea fără dezoxidare.
④Adăugați elemente de aliaj în funcție de cerințele de compoziție ale fiecărei clase de aliaj: adăugați aliajul principal aluminiu-cupru la grade 1100-1120, adăugați zinc pur și aluminiu pur în loturi la grade 1100-1150 în timpul unei întreruperi de curent și amestecați. Când topești alama siliconică, trebuie adăugat mai întâi siliciu și apoi zinc; la topirea alama de plumb, mai întâi trebuie adăugat zinc și apoi plumb. Temperatura de adăugare a elementului de zinc trebuie controlată. Dacă temperatura scade după adăugarea zincului, puterea poate fi trimisă intermediar. Când temperatura lichidului de aliaj este mai mare de 1200 de grade, nu este permisă adăugarea de zinc.
⑤ Scoateți zgura din cuptor, reglați lichidul de aliaj la temperatura cerută de cardul procesului de turnare și descărcați-l rapid din cuptor pentru turnare. Temperatura de turnare a aliajului este unul dintre factorii care afectează performanța turnării. Temperatura generală a cuptorului este ZCuZn38: 1100-1130 grade ; ZCuZn40Pb2: 1080-1100 grad ; ZCuZn31Al2: 1120-1140 grad ; ZCuZn16Si4: 1100-1140 grad .
⑥ Când două grade diferite de aliaj sunt topite și compoziția lor chimică este afectată, cuptorul trebuie spălat între ele. De exemplu, utilizați creuzetul și uneltele care au fost folosite pentru a topi bronzul de aluminiu pentru a topi bronzul de staniu, iar creuzetul și uneltele trebuie să conțină aluminiu. Deși aluminiul este o componentă calificată în bronzul de aluminiu, este cel mai dăunător element din bronzul de staniu. .
Piesele turnate calificate pot fi obținute după dezoxidarea aliajelor generale de cupru. Cu toate acestea, bronzul de aluminiu, alama de aluminiu, bronzul de siliciu etc. se oxidează cu ușurință pentru a forma oxizi cu punct de topire ridicat Al2O3 și SiO2, ceea ce determină ca turnările să formeze incluziuni de zgură, care trebuie îndepărtate prin rafinare. Agenții de rafinare utilizați în mod obișnuit includ: clorură de sodiu cu un raport de masă de 60% +40% criolit sau 20% criolit +20% fluorit +60% fluorură de sodiu etc.
3. topirea bronzului
Bronzul turnat poate fi împărțit în bronz de staniu și bronz fără staniu în funcție de compoziția sa. Bronzul cu staniu este un aliaj pe bază de cupru, cu staniu ca element principal de aliaj. Are rezistență bună la uzură, rezistență la coroziune, rezistență bună și plasticitate. Bronzul fără staniu include bronzul de aluminiu, bronzul de plumb, bronzul de siliciu etc., care conțin diferite elemente principale. De exemplu, bronzul de aluminiu este un aliaj pe bază de cupru, cu aluminiu ca element principal de aliere.
(1) Ingredientele din aliaj și cerințele de încărcare metalică. Ingredientele pentru topirea mai multor aliaje de bronz utilizate în mod obișnuit sunt enumerate în Tabelul 2.
Cerințe: Este permisă adăugarea de {{0}}.7% ~ 0.9% Ni și 0.3% ~ 0.4% Mn în aliajul ZCuAl10Fe3 pentru a îmbunătăți proprietățile mecanice a aliajului.
(2) Raportul de încărcare a cuptorului: proporția de materiale noi ar trebui să fie mai mare sau egală cu 30% din greutatea totală a încărcăturii cuptorului, iar materialele reciclate ar trebui să fie mai mică sau egală cu 70%.
(3) Pregătirea înainte de topire Pregătirea înainte de topirea bronzului este aceeași cu cea pentru topirea alamei. Cărbunele trebuie pus într-un cuptor sigilat și copt la nu mai puțin de 800 de grade timp de 4 ore. Trebuie împiedicat să absoarbă umezeala atunci când este gata de utilizare. Cenușa de paie ar trebui să fie măcinată în pulbere, să îndepărteze umezeala și să se usuce bine. Acordați atenție rezistenței la umiditate înainte de utilizare. Agenții de acoperire necesită uscarea și îndepărtarea resturilor.
(4) Procesul de topire a aliajelor Există multe tipuri de bronz turnat. Aici sunt discutate doar câteva aliaje tipice. Alte aliaje de cupru de același tip pot fi folosite ca referință.
Topirea ZCuSn10Pb1 și ZCuPb10Sn10: ① Preîncălziți creuzetul la roșu închis mai întâi și adăugați cărbune de 20 cm-40cm grosime în partea de jos. ②Adăugați cupru electrolitic, încălziți-l rapid și topiți-l, apoi adăugați materialele reciclate și adăugați cărbune în același timp pentru a vă asigura că nivelul lichidului din aliaj nu este expus la aer. ③După ce încărcătura returnată este topită, adăugați cupru fosfor (în general 0,5% din greutatea încărcăturii și se poate adăuga tot cuprul fosfor utilizat la topirea bronzului fosfor-staniu). ④Adăugați zinc, staniu și plumb în ordine (în funcție de ingrediente). După ce încărcarea anterioară este complet topită, adăugați-o pe următoarea și amestecați continuu lichidul de aliaj. ⑤Ajustați temperatura lichidului din aliaj între 1100-1150 grade. ⑥ Scoateți zgura din cuptor, adăugați cupru fosfor (în general 0,1% din greutatea încărcăturii), deoxidați, amestecați uniform și presărați un strat de cenușă paie pe suprafața lichidului de aliaj și ajustați lichidul de aliaj la temperatura cerută de cardul procesului de turnare (de obicei 1130 -1180 grade ), apoi se toarnă rapid din cuptor.
Topirea ZCuAl10Fe3 și ZCuAl10Fe3Mn2: ① Nu folosiți creuzete care au topit alte aliaje pentru a topi aceste două aliaje. ② Preîncălziți creuzetul la roșu închis și adăugați fluxul pregătit. (Compoziția fluxului: criolit 20% (procent de masă), fluorură de sodiu 60%, fluorură de calciu 20%). ③Adăugați foi de oțel subțire cu conținut scăzut de carbon preîncălzite la aproximativ 200 de grade și materiale reciclate în același timp, amestecați aliajul după topire și ridicați temperatura la 1150-1180 grade. ④Adăugați 0,3% cupru fosfor în greutatea aliajului pentru dezoxidare și adăugați flux. ⑤Adăugați aluminiu pur și mangan pur (în funcție de ingrediente) preîncălzit la 200 de grade în loturi. După ce fiecare lot este adăugat, apăsați-l cu o tijă de amestecare pentru a se topi rapid și amestecați continuu pentru a uniformiza ingredientele. ** În cele din urmă, reglați temperatura lichidului din aliaj la între 1120-1220 grade . ⑥Acoperiți zgura cu cenușă de paie, reglați temperatura aliajului în funcție de cardul procesului de turnare (de obicei 1160-1200 grade), apoi reglați rapid procesul de turnare.
4. Măsuri de siguranță
Producția de siguranță este o cerință de bază în industria turnătoriei. Topirea cuprului pur și a aliajelor de cupru trebuie:
(1) Operatorii trebuie să poarte echipament de protecție, să păstreze locul de lucru curat și să nu permită acumularea de apă sau resturi.
(2) Înainte de a porni cuptorul, verificați dacă echipamentul utilizat este intact. Dacă există factori nesiguri, aceștia ar trebui eliminați la timp.
(3) Preîncălzirea poate fi efectuată numai după o inspecție atentă și după confirmarea faptului că nu există substanțe explozive sau periculoase în încărcătură.
(4) Uneltele de topire și turnare, cum ar fi tije de amestecare, linguri de fier, instrumente de îndepărtare a zgurii etc., nu trebuie să intre în contact cu lichidul de aliaj fără preîncălzire.
(5) Lichidul de aliaj rămas în timpul turnării trebuie turnat în lingotieră preîncălzită și nu este permis să fie turnat direct pe pământ sau turnat înapoi în cuptor.
5. Câteva probleme cărora ar trebui să se acorde atenție în timpul topirii
(1) Timpul de topire trebuie controlat. Timpul de la începutul topirii și până la sfârșitul topirii (aliajul iese din cuptor) se numește timp de topire. Durata timpului de topire nu va afecta numai productivitatea, ci va afecta semnificativ și calitatea pieselor turnate. Deoarece timpul de topire crește, viteza de ardere a elementului a aliajului crește și crește șansa de absorbție a gazului. Prin urmare, munca de topire ar trebui finalizată în cel mai scurt timp posibil. Acolo unde este posibil, temperatura de preîncălzire a încărcăturii trebuie crescută cât mai mult posibil, iar operarea trebuie să fie compactă și rapidă.
(2) Tija de amestecare folosită pentru topire ar trebui să fie o tijă de carbon. Anumite elemente din aliajele de cupru, cum ar fi fierul și plumbul, există sub formă de amestecuri mecanice atunci când sunt topite. Există, de asemenea, unele elemente care tind să producă segregarea și stratificarea gravitației specifice datorită densităților diferite. Practica a dovedit că aceste elemente pot provoca cu ușurință compoziție chimică necalificată și proprietăți mecanice necalificate în timpul procesului de topire și turnare. Pentru a depăși acest fenomen, trebuie să folosim amestecarea, care este o parte indispensabilă a topirii și turnării. Cu toate acestea, în general nu este necesară agitarea în timpul măsurării temperaturii și răcirii. Compoziția materialului agitatorului utilizat este în general grafit. Acest lucru se datorează faptului că, dacă sunt utilizate alte materiale de agitare, cum ar fi o tijă de fier, tija de fier se va topi în timpul procesului de agitare, afectând compoziția chimică a aliajului. În același timp, dacă tija de fier este preîncălzită la o temperatură mai mare în cuptor sau timpul de agitare este mai lung, oxizii de pe tija de fier vor intra în lichidul aliajului și vor deveni impurități; dacă tija de fier este preîncălzită la o temperatură mai scăzută, aliajul va fi agitat în timpul amestecării. Pentru a adera la tija de fier, acest lucru poate fi observat în producție.
(3) Probleme cu utilizarea agentului de acoperire în timpul topirii. Pentru topirea aliajelor de cupru, cantitatea de agent de acoperire este în general: 0,8%-1,2% din greutatea încărcăturii atunci când se utilizează sticlă și borax, deoarece grosimea stratului de acoperire trebuie să fie menținut la 10- 15cm; la folosirea cărbunelui, doza este de aproximativ 0,5%-0,7% din greutatea încărcăturii, iar grosimea stratului de acoperire trebuie menținută la 25-35cm. Timpul de îndepărtare a agentului de acoperire se realizează în general înainte de turnare. Dacă se face prea devreme, va crește oxidarea și absorbția de aer a aliajului de cupru. Dacă cărbunele este folosit ca agent de acoperire și efectul de blocare a zgurii este bun, agentul de acoperire nu trebuie îndepărtat, astfel încât să poată juca și un rol de blocare a zgurii în timpul procesului de turnare, iar efectul este mai ideal.
