Diskusija o problemu apsorpcije plina bakra, uključujući otapanje plina, topljenje bakra, utjecaj plina na ingote, itd.
1. Rastvaranje gasa
Gasovi koji se mogu rastvoriti u bakru su uglavnom vodonik i kiseonik. Dvoatomski molekularni gasovi ne mogu se direktno rastvoriti u topljenju metala. Proces rastvaranja plina je: atomi adsorbirani na površini metala - atomi disocirani u elementarni plin - difundiraju u metalnu rešetku i formiraju čvrste otopine i spojeve. Vodonik i kiseonik su štetni elementi u bakru. Oni ne samo da mogu smanjiti performanse bakra, već mogu dovesti i do pojave "vodikove bolesti". Ingoti bakra sadrže određenu količinu kisika, ali ako se otopi višak kisika ili vodika, to će biti glavni uzrok nesreća u kvaliteti ingota. Stoga se prilikom topljenja bakra moraju poduzeti mjere za blokiranje izvora plina i izbjegavanje ili minimiziranje kontakta zraka, vlage, ulja i raznih zagađivača sa talinom. Proces rastvaranja gasa je da eliminiše stanje "adsorpcije", čime se proces rastvaranja ne može uspostaviti.
Pod određenim uslovima adsorpcije, stepen rastvorljivosti gasa u metalu uglavnom zavisi od:
(1) Sila vezivanja između gasa i metala.
Atom vodonika elementarnog plina ima najmanji polumjer i izuzetno je reaktivan element. Može se otopiti u gotovo svim metalnim tekućinama i čvrstim tvarima. U mnogim metalima, vodonik čini 60% do 90% ukupnog sadržaja gasa, pa se apsorpcija metala često naziva "apsorpcijom vodonika". Kiseonik takođe ima jak afinitet sa bakrom u tečnosti, a postoji i apsorpcija ili oksidacija kiseonika, pa se Cu2O formira i rastvara u bakrenoj tečnosti.
(2) Temperatura i vrijeme
Što je temperatura metala viša i što je duže vrijeme kontakta između plina i metala, to će se više plina otopiti. Samo nastavljanjem povećanja temperature, a sam rastopljeni metal ima vrlo visok pritisak pare, rastvorljivost će se postepeno smanjivati.
(3) Brzina difuzije gasa u tečnom bakru
Indukcijska peć na frekvenciji snage uvelike povećava brzinu difuzije zbog automatskog miješanja elektromagnetne sile.
(4) Odnos između vodika i kisika u rastopljenom bakru
Odnos između sadržaja vodika i kisika u tekućem bakru obrnuto je proporcionalan manjem kisiku i više vodika, više kisika i manje vodika. Ovo može objasniti zašto je TP2, koji je potpuno deoksigeniran, osjetljiviji na oštećenja vodonika od T2.
2. Topljenje bakra
Topljenje bakra u električnoj peći koristi elektrolitski bakar kao sirovinu. Sam materijal elektrolitičkog bakra sadrži plin, a njegovo površinsko stanje ima važan utjecaj na usisavanje rastopljenog bazena.
Drveni ugalj se često koristi kao pokrivač i deoksidans pri topljenju bakra. Njegova deoksidacija se vrši samo na površini koja je u kontaktu sa tečnim metalom, pa se naziva površinski deoksidator. Za deoksidirani bakar (kao što su TP1, TP2), dok se za deoksidaciju koristi drveni ugalj, fosforni bakar se također koristi za konačnu deoksidaciju prije izlaska iz peći. Fosforni bakar može potonuti u rastopljeni bazen i rastvoriti se u cijelom otopljenom bazenu, te stupa u interakciju s oksidacijom u rastopljenom metalu. Interakcija materijala, efekat deoksidacije je značajan.
U gornje dvije reakcije redukcije deoksidacije nastaju plinovi, odnosno CO, CO2 i P2O5. Ovi plinoviti proizvodi mogu donijeti vodik sa sobom da pobjegne s površine tekućine na putu prema gore iz taline. Ali u poređenju sa deoksigenacijom, ova dehidrogenacija je sekundarna ili ograničena.
Međutim, drveni ugljen zapravo sadrži plin i vlagu, posebno drveni ugalj koji nije dobro kalciniran. Stoga je teško izbjeći oksidaciju i apsorpciju vodonika pod uvjetima prekrivanja drvenim ugljem. Tokom topljenja, oksidacije i dehidrogenacije, procesi apsorpcije i deoksidacije vodonika često koegzistiraju. Pitanje je koja je dominantnija, korisna ili štetna strana. Ovo zahtijeva kontrolu uvjeta procesa kako bi se favorizirale prednosti i izbjegle nedostaci.
3. Utjecaj plina na livenje ingota
U rutinskoj proizvodnji, mjehurići na bakarnim materijalima mogu biti uzrokovani ekstruzijom ili livenjem ingota i predstavljaju slučajne nedostatke tehničkog otpada. Odgovornost za kvalitetu dugotrajnog i nenormalno velikog broja mjehurića leži u prethodnom procesu - livenju, koji je uzrokovan porama u bakarnom ingotu.
Pore u ingotu bakra su ispunjene gasom. Manje pore mogu se stisnuti zajedno nakon obrade, ali mogu biti izložene kao površinski defekti – ljuštenje tokom narednih koraka obrade. Kada u bakarnom ingotu ima mnogo pora, istovremeno će biti i veće pore. U ovom trenutku će se pojaviti mjehurići u srednjem i stražnjem dijelu ekstrudirane praznine cijevi. Plikovi se uglavnom kontinuirano distribuiraju duž pravca ekstruzije i postaju ozbiljniji prema zadnjem kraju (preostali kraj ekstruzije). , a distribucija mehurića u obodnom smjeru je nepravilna. One sa jakim mjehurićima ne mogu se popraviti i mogu se samo raskinuti, dok će se oni s blažim mjehurima popraviti i potom ući u proces istezanja. Međutim, ljuštenje i inkluzije su izloženi tokom istezanja, što ima veći uticaj na prinos. Prilikom ekstrudiranja manjih otvora cijevi sa vodenim zaptivačem, zbog visokog intenziteta hlađenja i malog mjehurića (gas nema vremena da se skupi i proširi), mnogi nedostaci kao što su ljuštenje i inkluzije su izloženi tokom naknadnog procesa proizvodnje hladnog valjanja-vučenja, a cijev se završava. Došlo je do djelimičnog razdvajanja. Nakon žarenja, izvučena cijev će pokazati veliku količinu mjehurića nalik osipu. Razlika u odnosu na mjehuriće ekstrudirane gredice je u tome što su mjehurići uglavnom diskontinuirani i manji. Veliki mehurići su poput zrna pirinča, a mali kao vrhovi igle. Nije ih lako otkriti golim okom i potrebno je da ih otkrijete tako što ćete ih osjetiti.
Formiranje mjehurića je rezultat reagregacije i širenja plina pod utjecajem temperature i vremena nakon kompresije pora.
Gotova cijev (bez mjehura) ima slabu otpornost na pritisak, svojstva ekspanzije i spljoštenja, što odražava gubitak plastičnosti materijala.
Drugi razlog za stvaranje mjehura na bakarnim cijevima je taj što je ingot prezasićena čvrsta otopina bakra, koja iskrivljuje kristalnu rešetku, uzrokujući naprezanje trećeg tipa i smanjujući plastičnost. Tokom ekstruzije ili žarenja, zbog temperaturnih promjena, vodonik precipitira iz sučelja kao što su granice zrna ili inkluzije koje se protežu duž smjera ekstruzije i formiraju mjehuriće.
Usisavanje bakra uzrokuje stvaranje mjehurića ekstruzione gredice. Karakteristika mjehurića u žarenim cijevima je da u osnovi svaka cijev ima mjehuriće, što rezultira naglim padom prinosa i otpadom u serijama. Ovo se jako razlikuje od drugih uzroka nastanka plikova.
Prijedlozi mjera za sprječavanje aspiracije
Prekomjerni sadržaj plina u ingotima bakra uzrokovan je kombinacijom faktora kao što su proizvodni postupci koji ne zadovoljavaju zahtjeve procesa topljenja i livenja bakra, kao i loših sirovina, sredstava za pokrivanje i zaštitnih plinova. Sve nepovoljne faktore treba eliminisati što je više moguće kako bi se osiguralo da se proizvodnja zasniva na sigurnosti i kvalitetu. Proces usavršavanja i poboljšanja pokazuje da otopljeni bazen (primarni usis) ima najveći utjecaj na usis. Nakon što je ova karika u osnovi riješena, bubrenje bakarne cijevi se značajno smanjuje (mjehurići su sve manji). Tek kada se istovremeno riješe problemi sa sekundarnim usisom zraka, osnovom vretena i brtvom, bubrenje bakrene cijevi može biti potpuno eliminirano.
Ključ za sprječavanje aspiracije je blokiranje "izvora zraka". Glavne mjere su:
(1) Elektrolitički bakar mora biti u skladu sa standardima; reciklirani materijali iz mjehurastih cijevi ne koriste se za proizvodnju crvenog bakra.
(2) Materijali za punjenje (materijali bi trebali biti "bez ulja, vode i ne miješani") moraju se puniti više puta i potpuno napuniti kako bi se u potpunosti eliminirala vodena para adsorbirana punjenjem. Koncentrišite se na punjenje peći 2 do 3 puta, i nemojte stavljati previše puta.
(3) Drveni ugalj mora biti suh (poželjan je kalcinirani ugalj). ***Duveni ugalj se mora dodati odmah nakon punjenja, sa debljinom pokrivača od 100mm~150mm kako bi se ispunili zahtjevi za sprječavanje udisanja zraka, deoksidacije i očuvanja topline.
(4) Vrata peći moraju biti zatvorena na vrijeme nakon što se punjena otopi.
(5) Kalcijum hlorid (sredstvo za dehidrataciju) se ugrađuje u sušač sistema za proizvodnju gasa i zamenjuje na vreme da apsorbuje vlagu u gasu. Hauba za plin treba biti propisno pokrivena, a plin treba uključiti 5 do 10 minuta prije pražnjenja kako bi se u potpunosti uklonio izvorni zrak iz haube.
(6) Osnovu vretena treba osušiti i prethodno zagrijati plinom, i
Kao podlogu treba koristiti bakrene blokove, a kao podlogu ne treba koristiti piljevinu.
