Tipičan proces topljenja čistog bakra i legura bakra za livenje
Čisti bakar i legure bakra za livenje su važna kategorija obojenih metala i široko se koriste u stvarnoj proizvodnji. Uobičajene legure bakra mogu se uglavnom podijeliti u dvije kategorije prema različitim sastavima, naime liveni mesing i livena bronca. Bilo da se radi o livenju u pesku ili livenju u investiciju, topljenje je ključni deo proizvodnje livenja. Topljenje raznih legura bakra ima sličnosti i razlike. U dugogodišnjoj proizvodnoj praksi, saželi smo čisto iskustvo u procesu topljenja bakra i legura bakra (uglavnom bronce i mesinga) za vašu referencu.
Korištena oprema za topljenje: srednje frekvencijska indukcijska peć, termoelement, lonac, grafitni lončić, itd.
1. Topljenje čistog bakra
(1) Prvo zagrijte lončić do tamnocrvene boje i dodajte sloj suhog drvenog uglja ili sredstva za prekrivanje (boraks 63% + razbijeno staklo 37%) debljine oko 30-50cm na dno lončića. Zatim dodajte ostatke materijala, otpadne blokove i šipke u nizu, i na kraju dodajte elektrolitski bakar.
(2) Dodatni legirajući elementi mogu se postaviti na peć radi predgrijavanja. Strogo je zabranjeno dodavanje hladnih materijala u tečni metal. Punjenje treba često pomicati tokom cijelog procesa topljenja kako bi se spriječilo premošćavanje.
(3) Povećajte temperaturu da se legura potpuno otopi. Nakon što se legura potpuno otopi i temperatura dostigne 1200-1220 stepen, 0.3%-0.4% težine tečnosti legure se dodaje da bi se deoksidirao fosfor bakar. Sljedeće reakcije se javljaju između fosfora i bakrovog oksida: 5Cu2O+2P=P2O5+10Cu i Cu2O+P2O5= 2CuPO3, generirani plin fosfor pentoksid izlazi iz legure, bakar fosfat može plutati na površini tečnosti, a šljaka se uklanja, čime se postiže svrha deoksidacije. Tokom procesa deoksidacije potrebno je stalno mešanje.
(4) Konačno, šljaka se uklanja iz peći, a temperatura izlivanja tečnosti legure je uglavnom 1100-1200 stepeni.
2. Topljenje mesinga
Legura na bazi bakra sa cinkom kao glavnim elementom legure je mesing, koji je podeljen u dve kategorije: obični mesing i specijalni mesing. Obični mesing je binarna legura sastavljena od bakra i cinka, koja se uglavnom koristi za obradu pod pritiskom. Specijalni mesing se pravi dodavanjem drugih legirajućih elemenata (kao što su silicijum, aluminijum, mangan, olovo, gvožđe, nikl, itd.) običnom mesingu. Liveni mesing je uglavnom specijalni mesing.
(1) Zahtjevi za sastojke legure i metalno punjenje. U hemijskom sastavu legura bakra, zbog velikog raspona varijacije glavnih komponenti, u procesu izračunavanja sastojaka treba odabrati odgovarajuće sastojke na osnovu njihovih zahteva za performansama. Hemijski sastav legure treba da bude u skladu sa GB1176-87. Sastojci nekoliko uobičajenih sastojaka za topljenje mesinga navedeni su u tabeli 1.
image.png
Potrebno je da materijal peći bude suh i čist, a prljavštinu i rđu očistiti puhanjem pijeska.
(2) Odnos punjenja Prema opštoj praksi livenja, sastav novih materijala treba da bude veći od ili jednak 30% ukupne težine punjenja, a reciklirani materijali treba da budu manji ili jednaki 70%. Međutim, u stvarnoj proizvodnji smatramo da legure bakra imaju mnogo recikliranih materijala. Kada je maseni postotak recikliranih materijala veći ili jednak 90% u odnosu na materijale peći, kvalitet topljenja je i dalje vrlo dobar. Analiza hemijskog spektra dokazuje da je sastav odlivaka kvalifikovan. Kada ima puno recikliranog materijala, potrebno je razmotriti da li nečistoće u leguri premašuju standard.
(3) Priprema prije topljenja.
① Priprema metalnog punjenja: Reciklirano punjenje je otpadni odljevci, izlivci i pretopljeni ingoti iste marke, koji moraju imati jasan hemijski sastav. Prije ulaska u peć vrši se puhanje pijeska za uklanjanje površinske prljavštine, a peć se puni nakon predgrijavanja (prva serija hladnih talina iz peći može se prethodno zagrijati peći); elektrolitički bakar se puha u pijesak da bi se uklonila prljavština, a nakon predgrijavanja na 500-550 stepen da bi se uklonila vlaga, (Prva serija hladnih talina iz peći može se prethodno zagrijati u peći; čisti metalni elementi se mogu prethodno zagrijati u peći prije ulaska u peći Maksimalna veličina metalnog punjenja ne bi trebala prelaziti 1/3 prečnika lončića, a dužina ne smije biti veća od 4/5 dubine lončića. Lončić mora biti bez naprslina i drugih oštećenja prije upotrebe tip legure za topljenje, lončić treba istopiti sa istom serijom legura prije topljenja i oprati štap za miješanje od vatrostalnih materijala i grafita mora se temeljito očistiti od ostataka boje i rđe, te premazati slojem vatrostalnog materijala ili; obojite, osušite i ostavite za upotrebu; kalup za ingote se mora temeljno očistiti prije upotrebe i prethodno zagrijati na 100-150 stepen nakon nanošenja boje za upotrebu.
(4) Priprema sredstva za pokrivanje i fluksa
①Duveni ugalj treba staviti u zatvorenu rernu i peći na najmanje 800 stepeni 4 sata. Treba spriječiti da apsorbira vlagu kada je spreman za upotrebu. ②Pokrivno sredstvo se sastoji od 63% boraksa i 37% razbijenog stakla. Suvi ugalj se također može koristiti kao sredstvo za pokrivanje. Sredstva za pokrivanje zahtijevaju sušenje i uklanjanje ostataka.
(5) Proces topljenja legure
① Prethodno zagrijte lončić na tamnocrvenu boju, a na dno dodajte drveni ugalj debljine 20-40cm.
②Dodajte elektrolitički bakar, brzo se zagrijte i otopite, zatim dodajte međuleguru redom prvo s najvišom tačkom taljenja, a zatim s najnižom tačkom topljenja (ako je dodata), i na kraju dodajte natrag u punjenje peći i dodajte drveni ugalj istovremeno kako bi se osiguralo da nivo tečnosti legure nije izložen u vazduhu.
③ Topljenje mesinga generalno takođe zahteva deoksidaciju. Nakon što se sav bakar istopi, fosforni bakar (izračunato kao P čini 0.04%-0.06% težine rastopljenog bakra) se dodaje kada temperatura dostigne 1150-1200 stepen za deoksidaciju. Nakon praktične usporedbe između deoksidacije i nedeoksidacije, kvaliteta površine deoksidiranih odljevaka je bolja od one bez deoksidacije.
④Dodajte dodatne legirne elemente u skladu sa zahtjevima sastava svakog razreda legure: dodajte matičnu leguru aluminijum-bakar na 1100-1120 stepen, dodajte čisti cink i čisti aluminijum u serijama na 1100-1150 stepen tokom nestanka struje i promiješajte. Prilikom topljenja silikonskog mesinga prvo treba dodati silicijum, a zatim cink; pri topljenju olovnog mesinga prvo treba dodati cink, a zatim olovo. Temperaturu dodavanja elementa cinka treba kontrolisati. Ako temperatura padne nakon dodavanja cinka, struja se može poslati u međuvremenu. Kada je temperatura tečnosti legure viša od 1200 stepeni, dodavanje cinka nije dozvoljeno.
⑤ Uklonite šljaku iz peći, podesite tečnost legure na temperaturu koju zahteva kartica procesa livenja, a zatim je brzo ispraznite iz peći radi izlivanja. Temperatura izlivanja legure je jedan od faktora koji utiče na performanse odlivaka. Opća temperatura peći je ZCuZn38: 1100-1130 stepen ; ZCuZn40Pb2: 1080-1100 stepen; ZCuZn31Al2: 1120-1140 stepen; ZCuZn16Si4: 1100-1140 stepen .
⑥ Kada se tope dva različita razreda legure i utiče na njihov hemijski sastav, peć treba oprati između. Na primjer, koristite lončić i alate koji su korišteni za topljenje aluminijske bronce za topljenje kalajne bronce, a lončić i alati moraju sadržavati aluminij. Iako je aluminijum kvalifikovana komponenta u aluminijumskoj bronzi, on je najštetniji element u kalaj bronzi. .
Nakon što se opća legura bakra deoksidira, mogu se dobiti kvalificirani odljevci. Međutim, aluminijumska bronza, aluminijum mesing, silicijum bronza, itd. lako se oksidiraju da formiraju okside visoke tačke topljenja Al2O3 i SiO2, uzrokujući da odlivci formiraju inkluzije troske, koje je potrebno ukloniti rafiniranjem. Uobičajena sredstva za rafiniranje uključuju: natrijum hlorid sa masenim omjerom od 60% +40% kriolita ili 20% kriolita +20% fluorita +60% natrijum fluorida, itd.
3． topljenje bronze
Lijevana bronca se prema svom sastavu može podijeliti na kalajnu i bezkalajnu broncu. Kalitar bronza je legura na bazi bakra sa kalajem kao glavnim elementom legure. Ima dobru otpornost na habanje, otpornost na koroziju, dobru čvrstoću i plastičnost. Bronca bez kalaja uključuje aluminijsku broncu, olovnu bronzu, silicijumsku bronzu, itd., koje sadrže različite glavne elemente. Na primjer, aluminijska bronca je legura na bazi bakra s aluminijem kao glavnim legirajućim elementom.
(1) Zahtjevi za sastojke legure i metalno punjenje. Sastojci za topljenje nekoliko najčešće korišćenih legura bronze navedeni su u tabeli 2.
image.png
Zahtjevi: Dozvoljeno je dodati {{0}}.7% ~ 0.9% Ni i 0.3% ~ 0.4% Mn u leguru ZCuAl10Fe3 radi poboljšanja mehaničkih svojstava legure.
(2) Odnos punjenja. Sastav novih materijala treba da čini veći ili jednak 30% ukupne težine materijala peći, a reciklirani materijali treba da budu manji ili jednaki 70%.
(3) Priprema prije topljenja. Pripreme prije topljenja bronce su iste kao i za topljenje mesinga. Ugalj treba staviti u zatvorenu rernu i peći na najmanje 800 stepeni 4 sata. Treba spriječiti da apsorbira vlagu kada je spreman za upotrebu. Pepeo od slame treba samljeti u prah, ukloniti vlagu i dobro osušiti. Prije upotrebe obratite pažnju na zaštitu od vlage. Sredstva za pokrivanje zahtijevaju sušenje i uklanjanje ostataka.
(4) Proces topljenja legure. Postoji mnogo vrsta livene bronze. Ovdje se razmatra samo nekoliko tipičnih legura. Druge legure bakra istog tipa mogu se koristiti kao referenca.
Topljenje ZCuSn10Pb1 i ZCuPb10Sn10:
① Prethodno zagrijte lončić do tamnocrvene boje, a na dno dodajte drveni ugalj debljine 20 cm-40cm.
②Dodajte elektrolitski bakar, brzo ga zagrijte i istopite, zatim dodajte reciklirane materijale i istovremeno dodajte drveni ugalj kako biste osigurali da nivo tečnosti legure nije izložen zraku.
③Nakon što se vraćeno punjenje otopi, dodajte fosforni bakar (obično 0.5% težine punjenja, a može se dodati i sav fosforni bakar koji se koristi za topljenje fosforno-kalajne bronze).
④Dodajte redom cink, kalaj i olovo (prema sastojcima). Nakon što se prethodno punjenje potpuno otopi, dodajte sljedeće i neprestano miješajte tečnost legure.
⑤Podesite temperaturu tečnosti legure između 1100-1150 stepeni.
⑥Izbacite šljaku iz peći, dodajte fosforni bakar (obično 0.1% težine punjenja), deoksidirajte, ravnomjerno promiješajte i pospite sloj pepela od slame na površinu tečnosti legure, podesite tečnost legure na temperaturu koju zahtijeva kartica procesa livenja (obično 1130 -1180 stepen), a zatim brzo izliti iz peći.
Topljenje ZCuAl10Fe3 i ZCuAl10Fe3Mn2:
① Nemojte koristiti lončiće koji su istopili druge vrste legura za topljenje ove dvije legure.
② Zagrijte lončić do tamnocrvene boje i dodajte pripremljeni fluks. (Sastav fluksa: kriolit 20% (maseni procenat), natrijum fluorid 60%, kalcijum fluorid 20%).
③Dodajte tanke čelične limove sa niskim udjelom ugljenika prethodno zagrijane na oko 200 stepeni i reciklirane materijale u isto vrijeme, promiješajte leguru nakon topljenja i podignite temperaturu na 1150-1180 stepen.
④Dodajte 0.3% mase legure fosfornog bakra za deoksidaciju i dodajte fluks.
⑤Dodajte čisti aluminijum i čisti mangan (prema sastojcima) zagrejane na 200 stepeni u serijama. Nakon dodavanja svake serije, pritisnite je štapom za mešanje da se brzo otopi, i neprestano mešajte da sastojci budu ujednačeni, ** Na kraju, podesite temperaturu tečnosti legure na između 1120-1220 stepeni.
⑥Pokrijte šljaku pepelom od slame, podesite temperaturu legure prema kartici procesa livenja (obično 1160-1200 stepen), a zatim brzo podesite proces livenja.
4. Sigurnosne mjere
Sigurnosna proizvodnja je osnovni zahtjev u industriji ljevaonice. Topljenje čistog bakra i legura bakra mora:
(1) Rukovaoci trebaju nositi zaštitnu opremu, održavati mjesto rada čistim i ne dozvoliti nakupljanje vode ili krhotina.
(2) Prije pokretanja peći provjerite da li je oprema koja se koristi netaknuta. Ako postoje nesigurni faktori, treba ih eliminisati na vrijeme.
(3) Predgrijavanje se može izvršiti samo nakon pažljivog pregleda i potvrde da u punjenju nema eksplozivnih ili opasnih tvari.
(4) Alati za topljenje i izlivanje, kao što su šipke za mešanje, gvozdene kašike, alati za uklanjanje šljake, itd., ne smeju doći u kontakt sa tečnošću legure bez prethodnog zagrevanja.
(5) Preostala tečnost legure prilikom izlivanja mora se izliti u prethodno zagrejani kalup za ingote i nije dozvoljeno da se izlije direktno na tlo ili da se izlije nazad u peć.
5. Nekoliko pitanja na koja treba obratiti pažnju tokom topljenja
(1) Vrijeme topljenja treba kontrolisati. Vrijeme od početka topljenja do kraja topljenja (legura izlazi iz peći) naziva se vrijeme topljenja. Dužina vremena topljenja ne samo da će uticati na produktivnost, već će značajno uticati i na kvalitet livenih delova. Budući da se vrijeme topljenja povećava, povećava se brzina gorenja elementa legure i povećava se šansa za apsorpciju plina. Stoga, rad na topljenju treba završiti u najkraćem mogućem roku. Gdje je moguće, temperaturu predgrijavanja punjenja treba povećati što je više moguće, a rad bi trebao biti kompaktan i brz.
(2) Štap za mešanje koji se koristi za topljenje treba da bude ugljenični štap. Određeni elementi u legurama bakra, kao što su gvožđe i olovo, postoje u obliku mehaničkih mešavina kada se tope. Postoje i neki elementi koji imaju tendenciju da proizvode segregaciju i stratifikaciju specifične težine zbog različite gustine. Praksa je pokazala da ovi elementi mogu lako uzrokovati nekvalificirani hemijski sastav i nekvalificirana mehanička svojstva tokom procesa topljenja i izlivanja. Da bismo prevazišli ovu pojavu, moramo koristiti mešanje, koje je neizostavan deo topljenja i prelivanja. Međutim, tokom mjerenja temperature i hlađenja općenito nije potrebno miješanje. Sastav materijala korišćene mešalice je uglavnom grafit. To je zato što ako se koriste drugi materijali za miješanje kao što je željezna šipka, željezna šipka će se istopiti tokom procesa miješanja, što utiče na hemijski sastav legure. U isto vrijeme, ako se željezna šipka prethodno zagrije na višoj temperaturi u peći ili je vrijeme miješanja duže, oksidi na željeznoj šipki će ući u tečnost legure i postati nečistoće; ako se gvozdena šipka prethodno zagreje na nižoj temperaturi, legura će se mešati tokom mešanja. Za prianjanje na željeznu šipku, to se može primijetiti u proizvodnji.
(3) Problemi sa upotrebom sredstva za pokrivanje tokom topljenja. Za topljenje legura bakra, količina pokrivnog sredstva je uglavnom: 0.8%-1.2% težine punjenja kada se koristi staklo i boraks, jer debljina pokrivnog sloja mora biti održava se na 10- 15cm; kada se koristi drveni ugalj, doza je oko 0,5%-0,7% težine punjenja, a debljina pokrivnog sloja treba održavati na 25-35 cm. Vrijeme uklanjanja sredstva za pokrivanje obično se provodi prije izlivanja. Ako se uradi prerano, to će povećati oksidaciju i apsorpciju zraka legure bakra. Ako se kao sredstvo za prekrivanje koristi drveni ugalj i efekat blokiranja šljake je dobar, nije potrebno uklanjati pokrivno sredstvo, tako da može imati i ulogu blokiranja šljake tokom procesa izlivanja, a efekat je idealniji.
