Tipičen postopek taljenja čistega bakra in bakrovih zlitin za ulivanje, vključno s čistim bakrom, medenino, bronom
Uvod: Čisti baker in bakrove zlitine za ulivanje so pomembna kategorija barvnih kovin in se pogosto uporabljajo v dejanski proizvodnji. Običajno uporabljene bakrove zlitine lahko v glavnem razdelimo v dve kategoriji glede na različne sestave, in sicer lito medenino in lito bronzo. Ne glede na to, ali gre za ulivanje v pesek ali vlivanje, je taljenje ključni del proizvodnje ulitkov. Taljenje različnih bakrovih zlitin ima podobnosti in razlike. V dolgoletni proizvodni praksi smo povzeli čiste izkušnje s procesom taljenja bakra in bakrovih zlitin (predvsem brona in medenine) za vašo referenco.
Uporabljena oprema za taljenje: srednjefrekvenčna indukcijska peč, termočlen, lonec, grafitni lonček itd.
1. Taljenje čistega bakra
(1) Najprej segrejte lonček do temno rdeče barve in na dno lončka dodajte plast suhega oglja ali pokrivnega sredstva (boraks 63 % + zdrobljeno steklo 37 %) v debelini približno 30-50 cm. Nato zaporedoma dodajte ostanke materialov, odpadne bloke in palice ter na koncu dodajte elektrolitski baker.
(2) Dodatni legirni elementi se lahko namestijo na peč za predgretje. V tekočo kovino je strogo prepovedano dodajati hladne materiale. Polnjenje je treba med celotnim postopkom taljenja pogosto premikati, da se prepreči premostitev.
(3) Povišajte temperaturo, da se zlitina popolnoma stopi. Ko je zlitina popolnoma stopljena in temperatura doseže 1200-1220 stopinj, se 0.3%-0.4% teže tekočine zlitine doda fosforju bakra za deoksidacijo. Med fosforjem in bakrovim oksidom potekajo naslednje reakcije: 5Cu2O+2P=P2O5+10Cu in Cu2O+P2O5= 2CuPO3, nastali plin fosforjevega pentoksida uhaja iz zlitine, bakrov fosfat lahko plava na površini tekočine, žlindra pa se odstrani, s čimer se doseže namen deoksidacije. Med postopkom deoksidacije je potrebno stalno mešanje.
(4) Končno se žlindra odstrani iz peči, temperatura izlivanja tekočine zlitine pa je običajno 1100-1200 stopinj.
2. Taljenje medenine
Zlitina na osnovi bakra s cinkom kot glavnim zlitinskim elementom je medenina, ki je razdeljena v dve kategoriji: navadna medenina in posebna medenina. Navadna medenina je binarna zlitina, sestavljena iz bakra in cinka, ki se uporablja predvsem za tlačno obdelavo. Posebna medenina je narejena tako, da navadni medenini dodamo druge zlitine (kot so silicij, aluminij, mangan, svinec, železo, nikelj itd.). Lita medenina je večinoma posebna medenina.
(1) Sestavine zlitin in zahteve glede kovinskega naboja. V kemični sestavi bakrovih zlitin je treba zaradi velikega obsega variacij glavnih komponent v procesu izračuna sestavin izbrati ustrezne sestavine glede na njihove zahteve glede učinkovitosti. Kemična sestava zlitine mora ustrezati GB1176-87. Sestavine več pogosto uporabljenih sestavin za taljenje medenine so navedene v tabeli 1.
Zahteva se, da mora biti material za peč suh in čist, umazanijo in rjo pa je treba očistiti s pihanjem peska.
(2) Razmerje polnjenja V skladu s splošnimi praksami litja mora sestava novih materialov predstavljati več kot ali enako 30 % skupne teže polnjenja, reciklirani materiali pa morajo biti manj kot ali enaki 70 %. Vendar pa pri dejanski proizvodnji menimo, da imajo bakrove zlitine veliko recikliranih materialov. Ko je masni delež recikliranih materialov večji ali enak 90 % v deležu materialov peči, je kakovost taljenja še vedno zelo dobra. Analiza kemijskega spektra dokazuje, da je sestava ulitkov ustrezna. Kadar je recikliranega materiala veliko, je treba razmisliti, ali nečistoče v zlitini presegajo standard.
(3) Priprava pred taljenjem ① Priprava kovinske polnitve: Reciklirana polnitev so ostanki odlitkov, odlivnih dvižnih cevi in pretopljenih ingotov iste znamke, ki morajo imeti jasno kemično sestavo. Pred vstopom v peč se s pihanjem peska odstrani površinska umazanija, po predgretju pa se napolni peč (prvo serijo hladnih talin peči lahko predgrejemo s pečjo); elektrolitski baker je razpihan s peskom, da se odstrani umazanija, in po predgretju na 500-550 stopinj, da se odstrani vlaga (Prvo serijo talin iz hladne peči je mogoče predhodno segreti s pečjo; čiste kovinske elemente je mogoče predhodno segreti v peči, preden vstopijo v Največja velikost kovinskega lončka ne sme presegati 1/3 premera lončka, dolžina pa ne sme presegati 4/5 globine lončka. ② Priprava talilnega lončka: Lonček mora biti brez razpok in drugih poškodb, ki bi lahko vplivale na varnost, preden se uporabi nov grafitni lonček, da se prepreči nastanek razpok vrsto talilne zlitine je treba lonček pred taljenjem stopiti z isto serijo zlitin in oprati; ali barvo, nato posušite in pustite za uporabo; kalup za ingote je treba pred uporabo temeljito očistiti in po nanosu barve za uporabo predhodno segreti na 100-150 stopinjo.
(4) Priprava pokrivnega sredstva in talila ①Oglje je treba dati v zaprto pečico in peči pri najmanj 800 stopinjah 4 ure. Preprečiti je treba, da bi absorbiral vlago, ko je pripravljen za uporabo. ②Prekrivno sredstvo je sestavljeno iz 63 % boraksa in 37 % lomljenega stekla. Kot pokrivno sredstvo lahko uporabimo tudi suho oglje. Sredstva za prekrivanje zahtevajo sušenje in odstranitev ostankov.
(5) Postopek taljenja zlitin
① Najprej segrejte lonček do temno rdeče barve in na dno dodajte 20-40 cm debelo oglje.
②Dodajte elektrolitski baker, hitro segrejte in stopite, nato dodajte vmesno zlitino v vrstnem redu najprej z najvišjim tališčem in nato z najnižjim tališčem (če je dodano) in na koncu dodajte nazaj v polnilo peči ter dodajte oglje, hkrati pa zagotovite, da nivo tekočine zlitine ni izpostavljen zraku.
③ Taljenje medenine na splošno zahteva tudi deoksidacijo. Ko je ves baker stopljen, se doda fosforjev baker (izračunano kot P za 0,04 %-0,06 % teže staljenega bakra), ko temperatura doseže 1150-1200 stopnja za deoksidacijo. Po praktični primerjavi med deoksidacijo in nedeoksidacijo je kakovost površine dezoksidiranih ulitkov boljša od tiste brez deoksidacije.
④Dodajte legirne elemente v skladu z zahtevami glede sestave vsake stopnje zlitine: dodajte glavno zlitino aluminij-baker pri 1100-1120 stopinjah, dodajte čisti cink in čisti aluminij v serijah pri 1100-1150 stopinjah med izpadom električne energije in premešajte. Pri taljenju silicijeve medenine je treba najprej dodati silicij in nato cink; pri taljenju svinčeve medenine je treba najprej dodati cink in nato svinec. Temperaturo dodajanja cinkovega elementa je treba nadzorovati. Če po dodajanju cinka temperatura pade, se lahko vmesni napajalnik. Ko je temperatura tekočine zlitine višja od 1200 stopinj, dodajanje cinka ni dovoljeno.
⑤ Odstranite žlindro iz peči, nastavite tekočino zlitine na temperaturo, ki jo zahteva kartica postopka litja, nato pa jo hitro izpustite iz peči za ulivanje. Temperatura vlivanja zlitine je eden od dejavnikov, ki vpliva na učinkovitost ulitka. Splošna temperatura peči je ZCuZn38: 1100-1130 stopinj; ZCuZn40Pb2: 1080-1100 stopnja ; ZCuZn31Al2: 1120-1140 stopnja ; ZCuZn16Si4: 1100-1140 stopnja .
⑥ Ko sta taljeni dve različni stopnji zlitine in je prizadeta njuna kemična sestava, je treba peč vmes oprati. Na primer, za taljenje kositrnega brona uporabite lonček in orodja, ki so bili uporabljeni za taljenje aluminijevega brona, lonček in orodja pa morajo vsebovati aluminij. Čeprav je aluminij kvalificirana komponenta v aluminijevem bronu, je najbolj škodljiv element v kositrnem bronu. .
Ustrezne ulitke lahko dobite po deoksidaciji splošnih bakrovih zlitin. Vendar pa se aluminijev bron, aluminijeva medenina, silicijev bron itd. zlahka oksidirajo, da nastanejo oksidi z visokim tališčem Al2O3 in SiO2, kar povzroči, da ulitki tvorijo vključke žlindre, ki jih je treba odstraniti z rafiniranjem. Običajno uporabljena sredstva za rafiniranje vključujejo: natrijev klorid z masnim razmerjem 60 % +40 % kriolita ali 20 % kriolita +20 % fluorita +60 % natrijevega fluorida itd.
3. taljenje brona
Liti bron lahko glede na sestavo razdelimo na kositrni bron in bron brez kositra. Kositrni bron je zlitina na osnovi bakra s kositrom kot glavnim zlitinskim elementom. Ima dobro odpornost proti obrabi, odpornost proti koroziji, dobro trdnost in plastičnost. Bron brez kositra vključuje aluminijev bron, svinčev bron, silicijev bron itd., ki vsebujejo različne glavne elemente. Na primer, aluminijev bron je zlitina na osnovi bakra z aluminijem kot glavnim legirnim elementom.
(1) Sestavine zlitin in zahteve glede kovinskega naboja. Sestavine za taljenje več pogosto uporabljenih bronastih zlitin so navedene v tabeli 2.
Zahteve: dovoljeno je dodati {{0}}.7%~0.9%Ni in 0.3%~0.4%Mn v zlitino ZCuAl10Fe3 za izboljšanje mehanskih lastnosti zlitine.
(2) Razmerje polnjenja peči: Delež novih materialov v skupni teži polnjenja peči mora biti večji ali enak 30 %, reciklirani materiali pa morajo biti manjši ali enak 70 %.
(3) Priprava pred taljenjem Priprava pred taljenjem brona je enaka kot pri taljenju medenine. Oglje je treba dati v zaprto pekač in peči pri najmanj 800 stopinjah 4 ure. Preprečiti je treba, da bi absorbiral vlago, ko je pripravljen za uporabo. Slamnati pepel je treba zmleti v prah, odstraniti vlago in temeljito posušiti. Pred uporabo bodite pozorni na zaščito pred vlago. Sredstva za prekrivanje zahtevajo sušenje in odstranitev ostankov.
(4) Postopek taljenja zlitin Obstaja veliko vrst litega brona. Tukaj je obravnavanih le nekaj tipičnih zlitin. Druge bakrove zlitine iste vrste se lahko uporabijo kot referenca.
Taljenje ZCuSn10Pb1 in ZCuPb10Sn10: ① Najprej segrejte lonček do temno rdeče barve in na dno dodajte 20 cm-40cm debelo oglje. ②Dodajte elektrolitski baker, ga hitro segrejte in stopite, nato dodajte reciklirane materiale in hkrati dodajte oglje, da zagotovite, da nivo tekočine zlitine ni izpostavljen zraku. ③Ko se vrnjeni naboj stopi, dodajte fosforjev baker (običajno 0,5 % teže naboja in lahko dodate ves fosforni baker, ki se uporabi pri taljenju fosforjevega brona). ④Zaporedoma dodajte cink, kositer in svinec (glede na sestavine). Ko je prejšnja polnitev popolnoma stopljena, dodajte naslednjo in nenehno mešajte tekočino zlitine. ⑤Prilagodite temperaturo tekočine zlitine med 1100-1150 stopinjami. ⑥Odstranite žlindro iz peči, dodajte fosforjev baker (običajno 0,1 % teže polnjenja), deoksidirajte, enakomerno premešajte in potresite plast slamnatega pepela na površino tekočine zlitine, nastavite tekočino zlitine na temperaturo, ki jo zahteva kartico postopka litja (običajno 1130 -1180 stopinj), nato pa hitro izlijte iz peči.
Taljenje ZCuAl10Fe3 in ZCuAl10Fe3Mn2: ① Za taljenje teh dveh zlitin ne uporabljajte lončkov, v katerih so bile staljene druge zlitine. ② Lonček segrejte do temno rdeče barve in dodajte pripravljeno raztopino. (Sestava talila: kriolit 20 % (masni odstotek), natrijev fluorid 60 %, kalcijev fluorid 20 %). ③ Hkrati dodajte nizkoogljične tanke jeklene pločevine, predhodno segrete na približno 200 stopinj, in reciklirane materiale, premešajte zlitino po taljenju in dvignite temperaturo na 1150-1180 stopinj. ④Dodajte 0,3 % mase zlitine fosforjevega bakra za dezoksidacijo in dodajte fluks. ⑤Dodajte čisti aluminij in čisti mangan (glede na sestavine), predhodno segreta na 200 stopinj v serijah. Ko dodate vsako serijo, jo pritisnite z mešalno palico, da se hitro stopi, in nenehno mešajte, da postanejo sestavine enotne, ** Na koncu nastavite temperaturo tekočine zlitine na med 1120-1220 stopinjami. ⑥Pokrijte žlindro s slamnatim pepelom, prilagodite temperaturo zlitine glede na kartico postopka litja (običajno 1160-1200 stopinj) in nato hitro prilagodite postopek litja.
4. Varnostni ukrepi
Varna proizvodnja je osnovna zahteva v livarski industriji. Taljenje čistega bakra in bakrovih zlitin mora:
(1) Upravljavci morajo nositi zaščitno opremo, vzdrževati delovno mesto čisto in ne dovoliti kopičenja vode ali smeti.
(2) Pred zagonom peči preverite, ali je uporabljena oprema v dobrem stanju. Če obstajajo nevarni dejavniki, jih je treba pravočasno odpraviti.
(3) Predgretje se lahko izvede le po natančnem pregledu in potrditvi, da v polnitvi ni eksplozivnih ali nevarnih snovi.
(4) Orodja za taljenje in vlivanje, kot so mešalne palice, železne žlice, orodja za odstranjevanje žlindre itd., ne smejo priti v stik s tekočino zlitine brez predgretja.
(5) Preostalo tekočino zlitine med ulivanjem je treba vliti v predhodno segret kalup za ingote in je ni dovoljeno zliti neposredno na tla ali vliti nazaj v peč.
5. Več vprašanj, na katere je treba biti pozoren med taljenjem
(1) Čas taljenja je treba nadzorovati. Čas od začetka taljenja do konca taljenja (zlitina pride iz peči) imenujemo čas taljenja. Dolžina časa taljenja ne bo vplivala samo na produktivnost, temveč bo pomembno vplivala tudi na kakovost ulitkov. Ker se čas taljenja poveča, se stopnja gorenja elementa zlitine poveča in možnost absorpcije plina se poveča. Zato je treba talilna dela zaključiti v najkrajšem možnem času. Kjer je mogoče, je treba temperaturo predgretja polnila čim bolj povečati, delovanje pa mora biti kompaktno in hitro.
(2) Mešalna palica, ki se uporablja za taljenje, mora biti ogljikova palica. Nekateri elementi v bakrovih zlitinah, kot sta železo in svinec, ob taljenju obstajajo v obliki mehanskih zmesi. Obstaja tudi nekaj elementov, ki povzročajo segregacijo specifične teže in stratifikacijo zaradi različnih gostot. Praksa je dokazala, da lahko ti elementi zlahka povzročijo nekvalificirano kemično sestavo in nekvalificirane mehanske lastnosti med procesom taljenja in vlivanja. Da bi premagali ta pojav, moramo uporabiti mešanje, ki je nepogrešljiv del taljenja in točenja. Vendar med merjenjem temperature in hlajenjem mešanje na splošno ni potrebno. Sestava materiala uporabljenega mešala je na splošno grafit. To je zato, ker če se uporabijo drugi materiali za mešanje, kot je železna palica, se železna palica med postopkom mešanja stopi, kar vpliva na kemično sestavo zlitine. Hkrati, če je železna palica predhodno segreta pri višji temperaturi v peči ali je čas mešanja daljši, bodo oksidi na železni palici vstopili v tekočino zlitine in postali nečistoče; če je železna palica predhodno segreta na nižji temperaturi, se bo zlitina med mešanjem mešala. Da se držijo železne palice, je to mogoče opaziti v proizvodnji.
(3) Težave z uporabo pokrivnega sredstva med taljenjem. Za taljenje bakrovih zlitin je količina pokrivnega sredstva na splošno: 0,8 %-1,2 % teže polnila pri uporabi stekla in boraksa, ker mora biti debelina pokrivne plasti vzdrževano pri 10- 15 cm; pri uporabi oglja je odmerek približno 0,5 %-0,7 % teže polnjenja, debelina pokrivne plasti pa mora biti 25-35 cm. Čas odstranitve pokrivnega sredstva se praviloma izvede pred vlivanjem. Če se izvede prezgodaj, bo to povečalo oksidacijo in absorpcijo zraka bakrove zlitine. Če se kot pokrivno sredstvo uporablja oglje in je učinek blokiranja žlindre dober, pokrivnega sredstva ni treba odstraniti, tako da lahko med postopkom vlivanja igra tudi vlogo blokiranja žlindre in je učinek bolj idealen.
