Tipiškas gryno vario ir vario lydinių liejimo procesas, įskaitant gryną varį, žalvarį, bronzą
Įvadas: Grynas varis ir vario lydiniai liejimui yra svarbi spalvotųjų metalų kategorija ir yra plačiai naudojami faktinėje gamyboje. Paprastai naudojami vario lydiniai gali būti daugiausia suskirstyti į dvi kategorijas pagal jų skirtingą sudėtį, ty lietinį žalvarį ir bronzą. Nesvarbu, ar tai liejimas smėlio, ar investicinis liejimas, lydymas yra esminė liejinių gamybos dalis. Įvairių vario lydinių lydymas turi panašumų ir skirtumų. Per daugelį gamybos praktikos metų mes apibendrinome gryną vario ir vario lydinių (daugiausia bronzos ir žalvario) lydymo proceso patirtį.
Naudojama lydymo įranga: vidutinio dažnio indukcinė krosnis, termopora, kaušas, grafito tiglis ir kt.
1. Gryno vario lydymas
(1) Pirmiausia pašildykite tiglį iki tamsiai raudonos spalvos ir į tiglio dugną įpilkite maždaug 30-50 cm storio sausos anglies arba dengiamosios medžiagos (borakso 63 % + stiklo šukių 37 %). Tada iš eilės įpilkite likusių medžiagų, atliekų blokų ir strypų ir galiausiai įpilkite elektrolitinio vario.
(2) Papildomi legiravimo elementai gali būti dedami ant viryklės, kad būtų galima pašildyti. Griežtai draudžiama į skystą metalą dėti šaltų medžiagų. Įkrovą reikia dažnai perkelti viso lydymosi proceso metu, kad nesusidarytų tiltas.
(3) Pakelkite temperatūrą, kad lydinys visiškai ištirptų. Lydiniui visiškai išsilydžius ir temperatūrai pasiekus 1200-1220 laipsnį, 0,3 %-0,4 % lydinio skysčio masės pridedama prie fosforinio vario deoksidacijai. Tarp fosforo ir vario oksido vyksta šios reakcijos: 5Cu2O+2P=P2O5+10Cu ir Cu2O+P2O5= 2CuPO3, susidariusios fosforo pentoksido dujos išeina iš lydinio, vario fosfatas gali plūduriuoti ant skysčio paviršiaus, o šlakas pašalinamas ir taip pasiekiamas deoksidacijos tikslas. Deoksidacijos proceso metu reikia nuolat maišyti.
(4) Galiausiai iš krosnies pašalinamas šlakas, o lydinio skysčio pylimo temperatūra paprastai yra 1100-1200 laipsnis.
2. Žalvario lydymas
Vario lydinys, kurio pagrindinis lydinio elementas yra cinkas, yra žalvaris, kuris skirstomas į dvi kategorijas: įprastą žalvarį ir specialųjį žalvarį. Įprastas žalvaris yra dvejetainis lydinys, sudarytas iš vario ir cinko, daugiausia naudojamas slėginiam apdorojimui. Specialus žalvaris gaminamas į įprastą žalvarį pridedant kitų lydinio elementų (pvz., silicio, aliuminio, mangano, švino, geležies, nikelio ir kt.). Lietas žalvaris dažniausiai yra specialus žalvaris.
(1) Lydinio sudedamosios dalys ir metalo įkrovos reikalavimai. Atsižvelgiant į vario lydinių cheminę sudėtį, dėl didelių pagrindinių komponentų svyravimų, sudedamųjų dalių skaičiavimo procese atitinkami ingredientai turėtų būti parenkami atsižvelgiant į jų veikimo reikalavimus. Cheminė lydinio sudėtis turi atitikti GB1176-87. Kelių dažniausiai naudojamų žalvario lydymo ingredientų sudedamosios dalys išvardytos 1 lentelėje.
Reikalaujama, kad krosnies medžiaga būtų sausa ir švari, o nešvarumai ir rūdys būtų nuvalyti pučiant smėlį.
(2) Įkrovos koeficientas Pagal bendrąją liejimo praktiką naujų medžiagų sudėtis turėtų sudaryti daugiau nei 30 % viso užpildo svorio, o perdirbtos medžiagos turėtų būti mažesnės arba lygios 70 %. Tačiau faktinėje gamyboje manome, kad vario lydiniuose yra daug perdirbtų medžiagų. Kai perdirbtų medžiagų masės procentas yra didesnis arba lygus 90% krosnies medžiagų proporcijoje, lydymosi kokybė vis tiek yra labai gera. Cheminė spektro analizė įrodo, kad liejinių sudėtis yra kvalifikuota. Kai daug perdirbamos medžiagos, reikia pagalvoti, ar lydinyje esančios priemaišos neviršija normos.
(3) Paruošimas prieš lydant ① Metalo užpildo paruošimas: perdirbtas įtaisas yra to paties prekės ženklo laužas, liejimo stovai ir perlydyti luitai, kurių cheminė sudėtis turi būti aiški. Prieš įeinant į krosnį, paviršiaus nešvarumams pašalinti naudojamas smėlio pūtimas, o krosnis pakraunama po pakaitinimo (pirmą partiją šaltų krosnies lydalų galima pakaitinti krosnele); elektrolitinis varis pučiamas smėliu, kad pašalintų nešvarumus, o pakaitinus iki 500-550 laipsnio, kad pašalintų drėgmę, (pirmoji šaltų krosnies lydalo partija gali būti iš anksto pakaitinta krosnyje; gryno metalo elementus galima iš anksto pašildyti krosnyje prieš patenkant į krosnis.Maksimalus metalo užtaiso dydis neturi viršyti 1/3 tiglio skersmens, o ilgis – ne Viršyti 4/5 tiglio gylio.② Tiglio ir lydymo įrangos bei įrankių paruošimas: Prieš naudojimą tiglis turi būti be įtrūkimų ir kitų pažeidimų, turinčių įtakos saugumui. Naujas tiglis turi būti lėtai kaitinamas žemoje temperatūroje, kad nesuskiltų; senas tiglis turės vidinį paviršių Nuvalykite šlaką; kai naudojate naują grafito tiglį arba keičiate lydymo lydinio tipas, tiglis turi būti išlydytas su tos pačios serijos lydiniais prieš lydant ir nuplaunamas; maišymo strypas, pagamintas iš ugniai atsparių medžiagų ir grafito, turi būti kruopščiai nuvalytas nuo dažų ir rūdžių likučių ir padengtas Užtepkite ugniai atsparios medžiagos sluoksnį arba dažykite, tada išdžiovinkite ir atidėkite naudojimui; luito forma turi būti kruopščiai išvalyta prieš naudojimą ir pašildyta iki 100-150 laipsnio po dažų panaudojimo.
(4) Dengimo priemonės ir srauto paruošimas ①Antrą reikia įdėti į sandarią kepimo orkaitę ir kepti ne žemesnėje kaip 800 laipsnių temperatūroje 4 valandas. Paruoštas naudoti, jis turi būti apsaugotas nuo drėgmės sugerties. ② Dengiamąją medžiagą sudaro 63 % borakso ir 37 % stiklo šukių. Sausa anglis taip pat gali būti naudojama kaip dengiamoji medžiaga. Dengiamąsias priemones reikia išdžiovinti ir pašalinti šiukšles.
(5) Lydinio lydymo procesas
① Pirmiausia įkaitinkite tiglį iki tamsiai raudonos spalvos ir į dugną įpilkite 20-40 cm storio anglies.
② Įpilkite elektrolitinio vario, greitai įkaitinkite ir ištirpinkite, tada įpilkite tarpinio lydinio, kurio lydymosi temperatūra yra aukščiausia, o tada žemiausia lydymosi temperatūra (jei yra pridėta), ir galiausiai vėl įpilkite į krosnies įkrovą ir įpilkite anglies tuo pačiu metu, kad užtikrintumėte, jog lydinio skysčio lygis nepatektų į orą.
③ Lydant žalvarį paprastai taip pat reikalinga deoksidacija. Kai visas varis ištirpsta, kai temperatūra pasiekia 1150-1200, pridedama fosforinio vario (apskaičiuota, kad P sudaro 0,04 %-0,06 % išlydyto vario masės). deoksidacijos laipsnis. Praktiškai palyginus deoksidaciją ir nedeoksidaciją, deoksiduotų liejinių paviršiaus kokybė yra geresnė nei be deoksidacijos.
④Pridėkite legiravimo elementus pagal kiekvienos lydinio klasės sudėties reikalavimus: pridėkite pagrindinį aliuminio ir vario lydinį 1100-1120 laipsniu, įpilkite gryno cinko ir gryno aliuminio partijomis 1100-1150 laipsniu, kai nutrūksta maitinimas, ir išmaišykite. Lydant silicio žalvarį, pirmiausia reikia dėti silicio, o paskui cinko; lydant švininį žalvarį, pirmiausia reikia dėti cinko, o paskui švino. Cinko elemento pridėjimo temperatūra turi būti kontroliuojama. Jei temperatūra nukrenta po cinko pridėjimo, galia gali būti siunčiama tarpiniu. Kai lydinio skysčio temperatūra yra aukštesnė nei 1200 laipsnių, cinko dėti neleidžiama.
⑤ Pašalinkite šlaką iš krosnies, sureguliuokite lydinio skystį iki temperatūros, reikalingos liejimo proceso kortelei, ir greitai išleiskite jį iš krosnies, kad būtų galima išpilti. Lydinio pylimo temperatūra yra vienas iš veiksnių, turinčių įtakos liejimo našumui. Bendra krosnies temperatūra yra ZCuZn38: 1100-1130 laipsnis ; ZCuZn40Pb2: 1080-1100 laipsnis ; ZCuZn31Al2: 1120-1140 laipsnis ; ZCuZn16Si4: 1100-1140 laipsnis .
⑥ Kai išlydomi dviejų skirtingų klasių lydiniai ir pažeidžiama jų cheminė sudėtis, krosnis turi būti plaunama. Pavyzdžiui, tiglį ir įrankius, kurie buvo naudojami lydant aliuminio bronzą, naudokite alavo bronzai, o tiglyje ir įrankiuose turi būti aliuminio. Nors aliuminis yra kvalifikuotas aliuminio bronzos komponentas, jis yra žalingiausias alavo bronzos elementas. .
Deoksidavus bendruosius vario lydinius, galima gauti kvalifikuotus liejinius. Tačiau aliuminio bronza, aliuminio žalvaris, silicio bronza ir kt. lengvai oksiduojasi ir susidaro aukštos lydymosi temperatūros oksidai Al2O3 ir SiO2, todėl liejiniuose susidaro šlako intarpai, kuriuos reikia pašalinti rafinuojant. Dažniausiai naudojamos rafinavimo medžiagos: natrio chloridas, kurio masės santykis yra 60 % +40 % kriolito arba 20 % kriolito +20 % fluorito +60 % natrio fluorido ir kt.
3. bronzos lydymas
Lieta bronza pagal sudėtį gali būti skirstoma į alavo bronzą ir bealavos bronzą. Alavo bronza yra vario pagrindo lydinys, kurio pagrindinis lydinio elementas yra alavas. Jis turi gerą atsparumą dilimui, atsparumą korozijai, gerą stiprumą ir plastiškumą. Bronzai be alavo priskiriama aliuminio bronza, švino bronza, silicio bronza ir kt., kuriose yra skirtingų pagrindinių elementų. Pavyzdžiui, aliuminio bronza yra vario lydinys, kurio pagrindinis legiravimo elementas yra aliuminis.
(1) Lydinio sudedamosios dalys ir metalo įkrovos reikalavimai. Kelių dažniausiai naudojamų bronzos lydinių lydymui naudojami ingredientai išvardyti 2 lentelėje.
Reikalavimai: į ZCuAl10Fe3 lydinį leidžiama dėti {{0}},7%~0,9%Ni ir 0},3%~0,4%Mn, siekiant pagerinti mechanines savybes lydinio.
(2) Krosnies įkrovos santykis: naujų medžiagų dalis bendrame krosnies įkrovos svoryje turi būti didesnė arba lygi 30 %, o perdirbtų medžiagų – mažesnė arba lygi 70 %.
(3) Paruošimas prieš lydant Bronzą paruošiamas taip pat, kaip ir žalvario lydymui. Anglis reikia įdėti į sandarią kepimo orkaitę ir kepti ne žemesnėje kaip 800 laipsnių temperatūroje 4 valandas. Paruoštas naudoti, jis turi būti apsaugotas nuo drėgmės sugerties. Šiaudų pelenus reikia sumalti į miltelius, pašalinti drėgmę ir gerai išdžiovinti. Prieš naudodami atkreipkite dėmesį į atsparumą drėgmei. Dengiamąsias priemones reikia išdžiovinti ir pašalinti šiukšles.
(4) Lydinio lydymo procesas Yra daug bronzos rūšių. Čia aptariami tik keli tipiški lydiniai. Kiti tos pačios rūšies vario lydiniai gali būti naudojami kaip nuoroda.
ZCuSn10Pb1 ir ZCuPb10Sn10 lydymas: ① Pirmiausia pakaitinkite tiglį iki tamsiai raudonos spalvos ir į dugną įpilkite 20 cm-40 cm storio medžio anglies. ②Įpilkite elektrolitinio vario, greitai įkaitinkite ir ištirpinkite, tada pridėkite perdirbtas medžiagas ir tuo pačiu metu įpilkite medžio anglies, kad lydinio skysčio lygis nepatektų į orą. ③Išlydžius grąžintą įkrovą, įpilkite fosforinio vario (paprastai 0,5% užtaiso svorio ir gali būti pridėtas visas fosforinis varis, naudojamas lydant fosforo-alavo bronzą). ④ Iš eilės įpilkite cinko, alavo ir švino (pagal sudedamąsias dalis). Kai ankstesnis įkrovimas visiškai ištirps, įpilkite kitą ir nuolat maišykite lydinio skystį. ⑤Sureguliuokite lydinio skysčio temperatūrą tarp 1100-1150 laipsnių. ⑥ Iš krosnies išmuškite šlaką, įpilkite fosforinio vario (paprastai 0,1 % įkrovos masės), deoksiduokite, tolygiai išmaišykite ir pabarstykite šiaudų pelenų sluoksniu ant lydinio skysčio paviršiaus, sureguliuokite lydinio skystį iki reikiamos temperatūros. liejimo proceso kortelę (paprastai 1130 -1180 laipsnis), tada greitai išpilkite iš krosnies.
ZCuAl10Fe3 ir ZCuAl10Fe3Mn2 lydymas: ① Nenaudokite tiglių, išlydžiusių kitus lydinius, kad išlydytumėte šiuos du lydinius. ② Įkaitinkite tiglį iki tamsiai raudonos spalvos ir supilkite paruoštą srautą. (Srauto sudėtis: kriolitas 20% (masės procentas), natrio fluoridas 60%, kalcio fluoridas 20%). ③ Pridėkite mažai anglies dioksido į aplinką išskiriančių plonų plieno lakštų, įkaitintų iki maždaug 200 laipsnių, ir tuo pačiu metu perdirbtų medžiagų, lydinį išmaišykite ir pakelkite temperatūrą iki 1150-1180 laipsnio. ④ Deoksidacijai pridėkite 0,3% fosforinio vario lydinio svorio ir pridėkite srautą. ⑤ Partijomis įpilkite gryno aliuminio ir gryno mangano (pagal sudedamąsias dalis), pašildytą iki 200 laipsnių. Įdėję kiekvieną partiją, įspauskite ją maišymo lazdele, kad greitai ištirptų, ir nuolat maišykite, kad ingredientai būtų vienodi. ** Galiausiai sureguliuokite lydinio skysčio temperatūrą iki 1120-1220 laipsnių. ⑥Padenkite šlaką šiaudų pelenais, sureguliuokite lydinio temperatūrą pagal liejimo proceso plokštę (paprastai 1160-1200 laipsnis), tada greitai sureguliuokite liejimo procesą.
4. Saugos priemonės
Saugos gamyba yra pagrindinis liejimo pramonės reikalavimas. Grynojo vario ir vario lydinių lydymas turi:
(1) Operatoriai turi dėvėti apsaugines priemones, darbo vietą palaikyti švarią ir neleisti kauptis vandeniui ar šiukšlėms.
(2) Prieš paleisdami krosnį patikrinkite, ar naudojama įranga yra geros būklės. Jei yra nesaugių veiksnių, juos reikia laiku pašalinti.
(3) Išankstinis pašildymas gali būti atliekamas tik atidžiai patikrinus ir patvirtinus, kad užtaise nėra sprogstamųjų ar pavojingų medžiagų.
(4) Lydymo ir liejimo įrankiai, tokie kaip maišymo strypai, geležiniai šaukštai, šlako šalinimo įrankiai ir kt., neturi liestis su lydinio skysčiu be išankstinio pašildymo.
(5) Pilant likusį lydinio skystį reikia supilti į įkaitintą luito formą ir jo negalima pilti tiesiai ant žemės arba pilti atgal į krosnį.
5. Keletas klausimų, į kuriuos reikėtų atkreipti dėmesį lydymo metu
(1) Lydymosi laikas turėtų būti kontroliuojamas. Laikas nuo lydymosi pradžios iki lydymosi pabaigos (lydinys išeina iš krosnies) vadinamas lydymosi laiku. Lydymosi trukmė ne tik paveiks produktyvumą, bet ir reikšmingai paveiks liejamų dalių kokybę. Kadangi lydymosi laikas ilgėja, lydinio elemento degimo greitis didėja ir dujų sugerties tikimybė. Todėl lydymo darbai turi būti baigti per trumpiausią įmanomą laiką. Jei įmanoma, įkrovos įkaitinimo temperatūra turi būti kiek įmanoma padidinta, o veikimas turi būti kompaktiškas ir greitas.
(2) Lydymui naudojamas maišymo strypas turi būti anglies strypas. Tam tikri vario lydinių elementai, tokie kaip geležis ir švinas, lydosi mechaninių mišinių pavidalu. Taip pat yra keletas elementų, kurie dėl skirtingo tankio sukelia specifinio sunkumo segregaciją ir stratifikaciją. Praktika įrodė, kad šie elementai gali lengvai sukelti nekvalifikuotą cheminę sudėtį ir nekvalifikuotas mechanines savybes lydymo ir liejimo proceso metu. Norėdami įveikti šį reiškinį, turime naudoti maišymą, kuris yra nepakeičiama lydymosi ir pilimo dalis. Tačiau temperatūros matavimo ir aušinimo metu maišyti paprastai nereikia. Naudojamos maišyklės medžiagos paprastai yra grafitas. Taip yra todėl, kad jei naudojamos kitos maišymo medžiagos, pvz., geležinis strypas, maišymo metu geležinis strypas išsilydys ir paveiks lydinio cheminę sudėtį. Tuo pačiu metu, jei geležies strypas krosnyje įkaitinamas aukštesnėje temperatūroje arba maišymo laikas ilgesnis, ant geležies strypo esantys oksidai pateks į lydinio skystį ir taps priemaišomis; jei geležies strypas įkaitinamas žemesnėje temperatūroje, lydinys maišant bus maišomas. Kad priliptų prie geležinio strypo, tai galima pastebėti gaminant.
(3) Problemos, susijusios su dengiamosios medžiagos naudojimu lydymo metu. Lydant vario lydinius dengiamosios medžiagos kiekis paprastai yra: 0,8%-1,2% užtaiso svorio, kai naudojamas stiklas ir boraksas, nes dengiamojo sluoksnio storis turi būti išlaikytas 10- 15 cm; naudojant anglį, dozė yra apie 0,5%-0,7% įkrovos svorio, o dengiamojo sluoksnio storis turi būti palaikomas 25-35 cm. Dangos pašalinimo laikas paprastai atliekamas prieš pilant. Jei tai padarysite per anksti, tai padidins vario lydinio oksidaciją ir oro sugertį. Jei kaip dengiamoji medžiaga naudojama medžio anglis, o šlakų blokavimo efektas yra geras, dengiamosios medžiagos pašalinti nebūtina, kad pilant ji galėtų atlikti šlakų blokavimo funkciją, o efektas būtų idealesnis.
