当前位置: 铸造工艺 >> 铸造工艺发展 >> 好文珍藏铸造用纯铜及铜合金的典型熔炼工艺
点击上方“铜信宝” 铸造青铜按成分可分为锡青铜和不含锡青铜。锡青铜是以锡为主要合金元素的铜基合金,具有良好的耐磨性、耐蚀性,较好的强度和塑性。不含锡青铜有铝青铜、铅青铜、硅青铜等,含有的主要元素不同,如铝青铜是以铝为主要合金元素的铜基合金。
(1)合金的配料及金属炉料要求几种常用青铜合金熔炼配料成分按表2进行。
要求:在ZCuAl10Fe3合金内允许配入0.7%~0.9%Ni,0.3%~0.4%Mn以提高合金力学性能。
(2)炉料配比新料成分占炉料的总重量应≥30%,回炉料≤70%。
(3)熔炼前的准备青铜熔炼前的准备工作与黄铜熔炼的准备工作相同。木炭应装入密封的烘烤箱内,在不低于℃烘烤4小时,待用时要防止吸潮。稻草灰应研碎成粉末状,除去水分,彻底烘干,待用时也要注意防潮。覆盖剂均要求干燥并去除其中的杂物。
(4)合金熔炼工艺过程铸造青铜的种类较多,这里仅讨论几种典型的合金,同类其他铜合金可以参考使用。
ZCuSn10Pb1、ZCuPb10Sn10的熔炼:①先将坩埚预热至暗红色,并在其底部加入20厘米-40厘米厚木炭。②加入电解铜,迅速升温熔化后再加入回炉料,同时补加木炭,以保证合金液面不暴露在空气中。③回炉料熔化后,加入磷铜(一般加占炉料重0.5%,熔化磷锡青铜时使用的磷铜可全部加入)。④依次加入锌、锡、铅(按配料成分),前一种炉料熔化完全后,再加入下一种,并不断搅拌合金液。⑤调整合金液温度在-1℃之间。⑥出炉打渣,再加磷铜(一般加炉料重的0.1%),进行脱氧,均匀搅拌,并在合金液表面上撒一层稻草灰,调整合金液至铸件工艺卡片要求温度(一般为-℃)后,迅速出炉浇注。
ZCuAl10Fe3、ZCuAl10Fe3Mn2的熔炼:①不能用熔化过别的牌号合金的坩埚熔化这两种合金。②把坩埚预热至暗红色,加入配制好的熔剂。(熔剂成分:冰晶石20%(质量百分比),氟化钠60%,氟化钙20%)。③将预热至℃左右的低碳薄钢片和回炉料同时加入,熔化后搅拌合金,升温至1-℃。④加入合金重量0.3%的磷铜脱氧,并补加熔剂。⑤将预热至℃的纯铝和纯锰(按配料成分)分批加入,每加入一批,即用搅拌棒将其压入,使迅速熔融,并不断搅拌使其成分均匀,最后调整合金液的温度在-℃之间。⑥用稻草灰覆盖打渣,按铸件工艺卡片调整合金温度(一般为-℃)后迅速调整出炉浇注。
4.安全事项
安全生产是铸造行业的基本要求,纯铜及铜合金的熔炼都必须做到:
(1)操作者应穿戴好防护用品,工作场地保持整洁,不允许有积水和杂物。
(2)开炉前应检查所用设备是否完好,如有不安全因素应及时排除。
(3)应仔细检查并确认炉料中无易爆及危险物等后,方能进行预热。
(4)熔炼浇注工具,如搅拌棒、铁勺、除渣工具等,未经预热不得与合金液接触。
(5)浇注时剩余的合金液要倒入经过预热的锭模中,不允许直接浇在地面上或倒回炉中。
5.熔炼中应注意的几个问题
(1)熔炼的时间应控制从加料开始熔化至熔化结束(合金出炉)所用时间叫熔化时间。熔化时间的长短不仅会影响生产率,而且会很明显的影响浇注出的铸件质量。因为熔化时间增长,会使合金的元素烧损率增加,吸气的机会增加。因此,应该以最短的时间完成熔化工作。在允许的情况下,尽量提高炉料的预热温度,操作应该紧凑,动作要迅速。
(2)熔炼用的搅拌棒应是碳棒铜合金中的某些元素,如铁、铅等在熔化时是以机械混合物的形式存在的。还有些元素,由于密度不同,有产生比重偏析分层的趋势。实践证明,这些元素在熔炼和浇注的过程中,容易引起化学成分的不合格,造成机械性能不合格。要克服这种现象,必须借助搅拌的作用,这是熔化浇注不可或缺的环节。但在测温及降温的期间,一般不需要搅拌。而所用的搅拌物的材料成分,一般宜用石墨。这是因为,如果使用其它的搅拌物如用铁棒,则在搅拌的过程中铁棒熔化,使合金的化学成分受到影响。同时,如果铁棒在炉内预热的温度比较高或是搅拌的时间较长,铁棒上的氧化物要进入合金液中成为杂质;如果铁棒预热的温度较低,合金在搅拌时要黏附在铁棒上,这在生产中是能观察到的。
(3)熔炼时的覆盖剂的使用问题对于熔炼铜合金来讲,覆盖剂的用量一般为:用玻璃和硼砂时为炉料重量的0.8%-1.2%,因为要保持覆盖层的厚度为10-15cm;用木炭时,用量约为炉料重量的0.5%-0.7%,要保持覆盖层厚度为25-35厘米。覆盖剂的扒除时间,一般在浇注前进行,太早进行会增加铜合金的氧化和吸气。如果是用木炭作覆盖剂,并且挡渣效果好时,也可以不扒除覆盖剂,让它在浇注的过程中也起到挡渣作用,效果更为理想。(铜信铜德)
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