Типичан процес топљења чистог бакра и легура бакра за ливење, укључујући чисти бакар, месинг, бронзу
Увод: Чисти бакар и легуре бакра за ливење су важна категорија обојених метала и широко се користе у стварној производњи. Обично коришћене легуре бакра могу се углавном поделити у две категорије према њиховим различитим саставима, наиме ливени месинг и ливена бронза. Било да се ради о ливењу у песку или ливењу у инвестицију, топљење је кључни део производње ливења. Топљење разних легура бакра има сличности и разлике. У дугогодишњој производној пракси, сумирали смо чисто искуство у процесу топљења бакра и легура бакра (углавном бронзе и месинга) за вашу референцу.
Коришћена опрема за топљење: индукциона пећ средње фреквенције, термоелемент, лонац, графитни лончић итд.
1. Топљење чистог бакра
(1) Прво загрејте лончић до тамноцрвене боје и додајте слој сувог угља или средства за покривање (боракс 63% + разбијено стакло 37%) дебљине око 30-50цм на дно лончића. Затим додајте остатке материјала, отпадне блокове и шипке у низу, и на крају додајте електролитски бакар.
(2) Додатни легирајући елементи могу се поставити на пећ ради предгревања. Строго је забрањено додавање хладних материјала у течни метал. Пуњење треба често померати током целог процеса топљења да би се спречило премошћавање.
(3) Подигните температуру да бисте потпуно растопили легуру. Након што се легура потпуно истопи и температура достигне 1200-1220 степен, 0.3%-0.4% тежине течности легуре се додаје фосфорном бакру ради деоксидације. Следеће реакције се дешавају између фосфора и бакровог оксида: 5Цу2О+2П=П2О5+10Цу и Цу2О+П2О5= 2ЦуПО3, генерисани гас фосфор пентоксид излази из легуре, бакар фосфат може плутати на површини течности, а шљака се уклања, чиме се постиже сврха деоксидације. Током процеса деоксидације потребно је стално мешање.
(4) Коначно, шљака се уклања из пећи, а температура изливања течности легуре је углавном 1100-1200 степени.
2. Топљење месинга
Легура на бази бакра са цинком као главним елементом легуре је месинг, који је подељен у две категорије: обични месинг и специјални месинг. Обични месинг је бинарна легура састављена од бакра и цинка, која се углавном користи за обраду под притиском. Специјални месинг се прави додавањем других елемената од легуре (као што су силицијум, алуминијум, манган, олово, гвожђе, никл, итд.) обичном месингу. Ливени месинг је углавном специјални месинг.
(1) Захтеви за састојке легуре и метално пуњење. У хемијском саставу легура бакра, због великог распона варијације главних компоненти, у процесу израчунавања састојака треба изабрати одговарајуће састојке на основу њихових захтева за перформансама. Хемијски састав легуре треба да буде у складу са ГБ1176-87. Састојци неколико уобичајених састојака за топљење месинга наведени су у табели 1.
Неопходно је да материјал пећи буде сув и чист, а све прљавштине и рђе треба очистити дувањем песка.
(2) Однос пуњења Према општој пракси ливења, састав нових материјала треба да буде већи или једнак 30% укупне тежине пуњења, а рециклирани материјали треба да буду мањи или једнаки 70%. Међутим, у стварној производњи сматрамо да легуре бакра имају много рециклираних материјала. Када је масени проценат рециклираних материјала већи или једнак 90% у односу на материјале пећи, квалитет топљења је и даље веома добар. Анализа хемијског спектра доказује да је састав одливака квалификован. Када има много рециклираног материјала, потребно је размотрити да ли нечистоће у легури превазилазе стандард.
(3) Припрема пре топљења ① Припрема металног пуњења: Рециклирано пуњење је отпадни одливци, изливци и претопљени инготи исте марке, који морају да имају јасан хемијски састав. Пре уласка у пећ, за уклањање површинске прљавштине се користи удувавање песка, а пећ се пуни након предгревања (прва серија хладних растопљених пећи може се претходно загрејати помоћу пећи); електролитички бакар се дува у песак да би се уклонила прљавштина, а након претходног загревања на 500-550 степену да би се уклонила влага, (Прва серија растопљене хладне пећи може се претходно загрејати у пећи; чисти метални елементи се могу претходно загрејати у пећи пре уласка у пећи. Максимална величина металног пуњења не би требало да прелази 1/3 пречника лончића, а дужина не би требало да прелази 4/5 дубине лончића. Лончаник треба да буде без напрслина и других оштећења пре употребе тип легуре за топљење, лончић треба истопити са истом серијом легура пре топљења и опрати штап за мешање од ватросталних материјала и графита мора се темељно очистити од остатака боје и рђе и премазати слојем ватросталног материјала; или обојите, а затим осушите и оставите на страну за употребу; калуп за инготе мора бити темељно очишћен пре употребе и претходно загрејан до 100-150 степена након наношења боје за употребу.
(4) Припрема средства за покривање и флукса ①Дувени угаљ треба ставити у затворену рерну за печење и пећи на најмање 800 степени 4 сата. Треба спречити да апсорбује влагу када је спреман за употребу. ②Покривно средство се састоји од 63% боракса и 37% разбијеног стакла. Суви угаљ се такође може користити као средство за покривање. Средства за покривање захтевају сушење и уклањање остатака.
(5) Процес топљења легуре
① Претходно загрејте лончић до тамноцрвене боје и додајте угаљ дебљине 20-40цм на дно.
②Додајте електролитички бакар, брзо загрејте и растопите, затим додајте међулегуру по редоследу прво са највишом тачком топљења, а затим са најнижом тачком топљења (ако је додата), и на крају додајте назад у пуњење пећи и додајте угаљ истовремено како би се осигурало да ниво течности легуре није изложен у ваздуху.
③ Топљење месинга генерално такође захтева деоксидацију. Након што се сав бакар истопи, фосфорни бакар (израчунато као П чини 0.04%-0.06% тежине растопљеног бакра) се додаје када температура достигне 1150-1200 степен за деоксидацију. Након практичног поређења између деоксидације и недеоксидације, квалитет површине деоксидисаних одливака је бољи од оног без деоксидације.
④Додајте легирне елементе у складу са захтевима за састав сваког разреда легуре: додајте матичну легуру алуминијум-бакар на 1100-1120 степену, додајте чисти цинк и чисти алуминијум у серијама на 1100-1150 степени током нестанка струје и промешајте. Приликом топљења силицијумског месинга прво треба додати силицијум, а затим цинк; при топљењу оловног месинга прво треба додати цинк, а затим олово. Температуру додавања елемента цинка треба контролисати. Ако температура падне након додавања цинка, струја се може послати у међувремену. Када је температура течности легуре виша од 1200 степени, додавање цинка није дозвољено.
⑤ Уклоните шљаку из пећи, подесите течност легуре на температуру коју захтева картица процеса ливења, а затим је брзо испразните из пећи ради изливања. Температура изливања легуре је један од фактора који утиче на перформансе ливења. Општа температура пећи је ЗЦуЗн38: 1100-1130 степен ; ЗЦуЗн40Пб2: 1080-1100 степен ; ЗЦуЗн31Ал2: 1120-1140 степен ; ЗЦуЗн16Си4: 1100-1140 степен .
⑥ Када се топе два различита разреда легуре и утиче на њихов хемијски састав, пећ треба опрати између. На пример, користите лончић и алате који су коришћени за топљење алуминијумске бронзе за топљење калајне бронзе, а лончић и алати морају да садрже алуминијум. Иако је алуминијум квалификована компонента у алуминијумској бронзи, он је најштетнији елемент у калај бронзи. .
Квалификовани одливци се могу добити након што се опште легуре бакра деоксидују. Међутим, алуминијум бронза, алуминијум месинг, силицијум бронза, итд. се лако оксидирају да би се формирали оксиди високе тачке топљења Ал2О3 и СиО2, узрокујући да одливци формирају инклузије шљаке, које је потребно уклонити рафинирањем. Уобичајена средства за рафинацију укључују: натријум хлорид са масеним односом од 60% +40% криолита или 20% криолита +20% флуорита +60% натријум флуорида, итд.
3. топљење бронзе
Ливена бронза се према свом саставу може поделити на калајну бронзу и бронзу без калаја. Калајна бронза је легура на бази бакра са калајем као главним елементом легуре. Има добру отпорност на хабање, отпорност на корозију, добру чврстоћу и пластичност. Бронза без калаја укључује алуминијумску бронзу, оловну бронзу, силицијумску бронзу итд., Које садрже различите главне елементе. На пример, алуминијумска бронза је легура на бази бакра са алуминијумом као главним легирајућим елементом.
(1) Захтеви за састојке легуре и метално пуњење. Састојци за топљење неколико најчешће коришћених легура бронзе наведени су у табели 2.
Захтеви: Дозвољено је додавање {{0}}.7%~0.9%Ни и 0.3%~0.4%Мн у легуру ЗЦуАл10Фе3 ради побољшања механичких својстава легуре.
(2) Однос пуњења пећи: Удео нових материјала у укупној тежини пуњења пећи треба да буде већи или једнак 30%, а рециклираних материјала треба да буде мањи или једнак 70%.
(3) Припрема пре топљења Припрема пре топљења бронзе је иста као и за топљење месинга. Угаљ треба ставити у затворену рерну за печење и пећи на не мање од 800 степени 4 сата. Треба спречити да апсорбује влагу када је спреман за употребу. Пепео од сламе треба самлети у прах, уклонити влагу и добро осушити. Пре употребе обратите пажњу на заштиту од влаге. Средства за покривање захтевају сушење и уклањање остатака.
(4) Процес топљења легуре Постоји много врста ливене бронзе. Овде се разматра само неколико типичних легура. Друге легуре бакра истог типа могу се користити као референца.
Топљење ЗЦуСн10Пб1 и ЗЦуПб10Сн10: ① Претходно загрејте лончић до тамноцрвене боје и додајте угаљ дебљине 20 цм-40 на дно. ②Додајте електролитски бакар, брзо га загрејте и истопите, затим додајте рециклиране материјале и истовремено додајте угаљ како бисте осигурали да ниво течности легуре није изложен ваздуху. ③Након што се враћено пуњење отопи, додајте фосфорни бакар (обично 0,5% тежине пуњења, а може се додати и сав фосфорни бакар који се користи за топљење фосфорно-калајне бронзе). ④Додајте редом цинк, калај и олово (према састојцима). Након што се претходно пуњење потпуно отопи, додајте следеће и непрестано мешајте течност легуре. ⑤Подесите температуру течности легуре између 1100-1150 степени. ⑥ Избаците шљаку из пећи, додајте фосфорни бакар (обично 0,1% тежине пуњења), деоксидишите, равномерно промешајте и поспите слој пепела од сламе на површину течности легуре, подесите течност легуре на температуру коју захтева картицу процеса ливења (обично 1130 -1180 степен), а затим брзо излити из пећи.
Топљење ЗЦуАл10Фе3 и ЗЦуАл10Фе3Мн2: ① Немојте користити лончиће који су истопили друге легуре за топљење ове две легуре. ② Загрејте лончић до тамноцрвене боје и додајте припремљени флукс. (Састав флукса: криолит 20% (масени проценат), натријум флуорид 60%, калцијум флуорид 20%). ③Додајте танке челичне лимове са ниским садржајем угљеника претходно загрејане на око 200 степени и рециклиране материјале у исто време, промешајте легуру након топљења и подигните температуру на 1150-1180 степен. ④Додајте 0,3% масе легуре фосфорног бакра за деоксидацију и додајте флукс. ⑤Додајте чисти алуминијум и чисти манган (према састојцима) претходно загрејане на 200 степени у серијама. Након додавања сваке серије, притисните је штапом за мешање да се брзо растопи и непрестано мешајте да би састојци били уједначени, ** На крају, подесите температуру течности легуре на између 1120-1220 степени. ⑥Покријте шљаку пепелом од сламе, подесите температуру легуре према картици процеса ливења (обично 1160-1200 степен), а затим брзо подесите процес ливења.
4. Мере безбедности
Сигурносна производња је основни захтев у ливачкој индустрији. Топљење чистог бакра и легура бакра мора:
(1) Руковаоци треба да носе заштитну опрему, да одржавају место рада чистим и да не дозвољавају накупљање воде или отпадака.
(2) Пре покретања пећи, проверите да ли је опрема која се користи у добром стању. Ако постоје небезбедни фактори, треба их елиминисати на време.
(3) Предгријавање се може извршити само након пажљивог прегледа и потврде да у пуњењу нема експлозивних или опасних материја.
(4) Алати за топљење и изливање, као што су шипке за мешање, гвоздене кашике, алати за уклањање шљаке, итд., не смеју доћи у контакт са течношћу легуре без претходног загревања.
(5) Преостала легирана течност приликом сипања мора се сипати у претходно загрејани калуп за инготе и није дозвољена да се сипа директно на тло или поново улива у пећ.
5. Неколико питања на која треба обратити пажњу током топљења
(1) Време топљења треба контролисати. Време од почетка топљења до краја топљења (легура излази из пећи) назива се време топљења. Дужина времена топљења неће утицати само на продуктивност, већ ће значајно утицати и на квалитет ливених делова. Пошто се време топљења повећава, брзина сагоревања елемента легуре се повећава и повећава се шанса за апсорпцију гаса. Дакле, рад на топљењу треба да се заврши у најкраћем могућем року. Где је могуће, температуру предгревања пуњења треба повећати што је више могуће, а рад треба да буде компактан и брз.
(2) Штап за мешање који се користи за топљење треба да буде угљенични штап. Одређени елементи у легурама бакра, као што су гвожђе и олово, постоје у облику механичких смеша када се топе. Постоје и неки елементи који имају тенденцију да производе сегрегацију и стратификацију специфичне тежине због различите густине. Пракса је показала да ови елементи могу лако изазвати неквалификовани хемијски састав и неквалификована механичка својства током процеса топљења и сипања. Да бисмо превазишли ову појаву, морамо користити мешање, које је неизоставни део топљења и преливања. Међутим, мешање генерално није потребно током мерења температуре и хлађења. Састав материјала коришћене мешалице је углавном графит. То је зато што ако се користе други материјали за мешање као што је гвоздена шипка, гвоздена шипка ће се истопити током процеса мешања, утичући на хемијски састав легуре. У исто време, ако се гвоздена шипка претходно загреје на вишој температури у пећи или је време мешања дуже, оксиди на гвозденој шипки ће ући у течност легуре и постати нечистоће; ако се гвоздена шипка претходно загреје на нижој температури, легура ће се мешати током мешања. Да бисте се придржавали гвоздене шипке, то се може приметити у производњи.
(3) Проблеми са употребом средства за покривање током топљења. За топљење легура бакра, количина покривног агенса је углавном: 0.8%-1.2% тежине пуњења када се користи стакло и боракс, јер дебљина покривног слоја мора бити одржава се на 10- 15цм; када се користи дрвени угаљ, доза је око 0.5%-0.7% тежине пуњења, а дебљина покривног слоја треба да се одржава на 25-35цм. Време уклањања средства за покривање се углавном обавља пре изливања. Ако се уради прерано, то ће повећати оксидацију и апсорпцију ваздуха легуре бакра. Ако се као покривни агенс користи дрвени угаљ и ефекат блокирања шљаке је добар, није потребно уклањати средство за покривање, тако да може да игра и улогу блокирања шљаке током процеса сипања, а ефекат је идеалнији.
