บทความเชิงลึกที่อธิบายการถลุงโลหะผสมทองแดงประเภทต่างๆ รวมถึงทองแดงบริสุทธิ์ ทองเหลือง ทองแดง ฯลฯ

บทความเชิงลึกที่อธิบายการถลุงโลหะผสมทองแดงประเภทต่างๆ รวมถึงทองแดงบริสุทธิ์ ทองเหลือง ทองแดง ฯลฯ

1. การถลุงทองแดงบริสุทธิ์

(1) ขั้นแรก เปิดเตาหลอมให้เป็นสีแดงเข้ม และเพิ่มชั้นของถ่านแห้งหรือสารเคลือบที่มีความหนาประมาณ 30-50 ซม. ที่ด้านล่างของเบ้าหลอม จากนั้นจึงเติมวัสดุเหลือ บล็อคขยะ และแท่งตามลำดับ และสุดท้ายก็เติมทองแดงด้วยไฟฟ้า

(2) สามารถวางองค์ประกอบการผสมเพิ่มเติมบนเตาเพื่ออุ่นเครื่องได้ ห้ามมิให้เพิ่มวัสดุเย็นลงในโลหะเหลวโดยเด็ดขาด ควรเคลื่อนย้ายประจุบ่อยๆ ในระหว่างกระบวนการหลอมเหลวทั้งหมดเพื่อป้องกันการเกาะติด

(3) เพิ่มอุณหภูมิให้โลหะผสมหลอมละลายจนหมด หลังจากที่โลหะผสมหลอมละลายจนหมดและอุณหภูมิสูงถึง 1200-1220 องศา แล้ว 0.3%-0.4% ของน้ำหนักของของเหลวโลหะผสมจะถูกเติมเพื่อกำจัดออกซิไดซ์ทองแดงฟอสฟอรัส ปฏิกิริยาต่อไปนี้เกิดขึ้นระหว่างฟอสฟอรัสและคิวตรัสออกไซด์: 5Cu2O+2P=P2O5+10Cu และ Cu2O+P2O5= 2CuPO3 ซึ่งเป็นก๊าซฟอสฟอรัสเพนทอกไซด์ที่เกิดขึ้นจะหลุดออกจากโลหะผสม คอปเปอร์ฟอสเฟตสามารถลอยบนพื้นผิวของเหลวได้ และตะกรันจะถูกกำจัดออก จึงบรรลุวัตถุประสงค์ของการกำจัดออกซิเดชั่น

(4) ในที่สุด ตะกรันจะถูกเอาออกจากเตา และอุณหภูมิการเทของของเหลวโลหะผสมโดยทั่วไปจะอยู่ที่ 1100-1200 องศา

2. การถลุงทองเหลือง

โลหะผสมที่มีทองแดงซึ่งมีสังกะสีเป็นองค์ประกอบโลหะผสมหลักคือทองเหลือง ซึ่งแบ่งออกเป็น 2 ประเภทคือทองเหลืองธรรมดาและทองเหลืองพิเศษ ทองเหลืองธรรมดาเป็นโลหะผสมไบนารี่ที่ประกอบด้วยทองแดงและสังกะสี ซึ่งส่วนใหญ่ใช้สำหรับการประมวลผลด้วยแรงดัน ทองเหลืองชนิดพิเศษทำขึ้นโดยการเติมธาตุผสมอื่นๆ (เช่น ซิลิคอน อลูมิเนียม แมงกานีส ตะกั่ว เหล็ก นิกเกิล ฯลฯ) เข้ากับทองเหลืองธรรมดา ทองเหลืองหล่อส่วนใหญ่เป็นทองเหลืองชนิดพิเศษ

(1) ข้อกำหนดเกี่ยวกับส่วนผสมของโลหะผสมและค่าโลหะ ในองค์ประกอบทางเคมีของโลหะผสมทองแดง เนื่องจากส่วนประกอบหลักมีช่วงการเปลี่ยนแปลงสูง ในกระบวนการคำนวณส่วนผสม จึงควรเลือกส่วนผสมที่เหมาะสมตามความต้องการด้านประสิทธิภาพ องค์ประกอบทางเคมีของโลหะผสมควรเป็นไปตาม GB1176-87 ส่วนผสมของส่วนผสมการถลุงทองเหลืองที่ใช้กันทั่วไปหลายชนิดแสดงอยู่ในตารางที่ 1

รูปภาพ.png

วัสดุเตาเผาต้องแห้งและสะอาด และควรทำความสะอาดสิ่งสกปรกหรือสนิมด้วยการเป่าทราย

(2) อัตราส่วนประจุ ตามแนวทางการหล่อทั่วไป องค์ประกอบของวัสดุใหม่ควรมีสัดส่วนมากกว่าหรือเท่ากับ 30% ของน้ำหนักรวมของประจุ และวัสดุรีไซเคิลควรน้อยกว่าหรือเท่ากับ 70% อย่างไรก็ตาม ในการผลิตจริง เราถือว่าโลหะผสมทองแดงมีวัสดุรีไซเคิลจำนวนมาก เมื่อเปอร์เซ็นต์มวลของวัสดุรีไซเคิลมากกว่าหรือเท่ากับ 90% ในสัดส่วนของวัสดุเตาเผา คุณภาพการหลอมยังคงดีมาก การวิเคราะห์สเปกตรัมทางเคมีพิสูจน์ว่าองค์ประกอบของการหล่อมีคุณสมบัติเหมาะสม เมื่อมีวัสดุรีไซเคิลจำนวนมากจำเป็นต้องพิจารณาว่ามีสิ่งเจือปนในโลหะผสมเกินมาตรฐานหรือไม่

(3) การเตรียมการก่อนการถลุง 1 การเตรียมประจุโลหะ: ประจุที่รีไซเคิลคือการหล่อเศษ ไรเซอร์เท และแท่งหลอมยี่ห้อเดียวกัน ซึ่งต้องมีองค์ประกอบทางเคมีที่ชัดเจน ก่อนเข้าเตาเผา จะใช้การเป่าทรายเพื่อกำจัดสิ่งสกปรกที่พื้นผิว และโหลดเตาเผาหลังจากอุ่นเครื่อง (เตาหลอมเย็นชุดแรกสามารถอุ่นด้วยเตาได้) ทองแดงด้วยไฟฟ้าถูกเป่าด้วยทรายเพื่อขจัดสิ่งสกปรก และหลังจากอุ่นที่อุณหภูมิ 500-550 องศาเพื่อขจัดความชื้น (เตาหลอมเย็นชุดแรกสามารถอุ่นด้วยเตาได้ ส่วนองค์ประกอบโลหะบริสุทธิ์สามารถอุ่นที่เตาก่อนเข้าใน เตาเผา ขนาดสูงสุดของประจุโลหะไม่ควรเกิน 1/3 ของเส้นผ่านศูนย์กลางของเบ้าหลอม และความยาวไม่ควรเกิน 4/5 ของความลึกของเบ้าหลอม 2) การเตรียมเบ้าหลอมและอุปกรณ์และเครื่องมือหลอม: เบ้าหลอมควรไม่มีรอยแตกร้าวและความเสียหายอื่น ๆ ที่ส่งผลต่อความปลอดภัยก่อนใช้งาน เบ้าหลอมใหม่จะต้องได้รับความร้อนอย่างช้า ๆ ที่อุณหภูมิต่ำเพื่อป้องกันการแตกร้าว; ทำความสะอาดตะกรัน; ประเภทของโลหะผสมการถลุงควรละลายเบ้าหลอมด้วยโลหะผสมชุดเดียวกันก่อนทำการหลอมและล้าง ก้านกวนที่ทำจากวัสดุทนไฟและกราไฟท์จะต้องทำความสะอาดสีและสนิมที่ตกค้างอย่างทั่วถึงและเคลือบด้วยชั้นของวัสดุทนไฟหรือ ทาสีแล้วแห้งแล้วพักไว้เพื่อใช้ แม่พิมพ์ลิ่มจะต้องทำความสะอาดอย่างทั่วถึงก่อนใช้งาน และอุ่นไว้ที่ 100-150 องศาหลังจากทาสีเพื่อใช้งาน

(4) การเตรียมสารเคลือบและฟลักซ์

①ควรใส่ถ่านลงในเตาอบที่ปิดสนิทและอบที่อุณหภูมิไม่ต่ำกว่า 800 องศาเป็นเวลา 4 ชั่วโมง ควรป้องกันไม่ให้ดูดซับความชื้นเมื่อพร้อมใช้ 2 สารปิดบัง ถ่านแห้งสามารถใช้เป็นสารปิดคลุมได้ สารเคลือบจำเป็นต้องทำให้แห้งและกำจัดเศษซาก

(5) กระบวนการถลุงโลหะผสม

① เปิดเตาหลอมให้เป็นสีแดงเข้มก่อน แล้วเติมถ่านหนา 20-40 ซม. ที่ด้านล่าง

2.เติมทองแดงด้วยไฟฟ้า ให้ความร้อนและละลายอย่างรวดเร็ว จากนั้นเติมโลหะผสมขั้นกลางตามลำดับอันดับแรกที่มีจุดหลอมเหลวสูงสุด จากนั้นจึงเติมจุดหลอมเหลวต่ำสุด (ถ้ามี) และสุดท้ายเติมกลับเข้าไปในประจุของเตาหลอม แล้วเติม ถ่านในเวลาเดียวกันเพื่อให้แน่ใจว่าระดับของเหลวของโลหะผสมไม่ได้สัมผัสกับอากาศ

3 การถลุงทองเหลืองโดยทั่วไปยังต้องมีการดีออกซิเดชันด้วย หลังจากที่ทองแดงทั้งหมดละลายแล้ว ทองแดงฟอสฟอรัส (คำนวณเป็น P คิดเป็น 0.04%-0.06% ของน้ำหนักของทองแดงหลอมเหลว) จะถูกเพิ่มเมื่ออุณหภูมิสูงถึง 1150-1200 ระดับของการดีออกซิเดชั่น หลังจากการเปรียบเทียบในทางปฏิบัติระหว่างการดีออกซิเดชันและการไม่ดีออกซิเดชัน คุณภาพพื้นผิวของการหล่อแบบดีออกซิไดซ์จะดีกว่าคุณภาพพื้นผิวของการหล่อแบบดีออกซิเดชั่น

④เพิ่มองค์ประกอบโลหะผสมตามความต้องการองค์ประกอบของแต่ละเกรดโลหะผสม: เพิ่มโลหะผสมหลักอลูมิเนียม-ทองแดงที่ 1100-1120 องศา เติมสังกะสีบริสุทธิ์และอลูมิเนียมบริสุทธิ์เป็นชุดที่ 1100-1150 องศาในระหว่างที่ไฟฟ้าดับและกวน เมื่อหลอมทองเหลืองซิลิกอน ควรเติมซิลิกอนก่อนแล้วตามด้วยสังกะสี เมื่อหลอมทองเหลืองตะกั่ว ควรเติมสังกะสีก่อนแล้วจึงเติมตะกั่ว ควรควบคุมอุณหภูมิการเติมธาตุสังกะสี หากอุณหภูมิลดลงหลังจากเติมสังกะสี ก็สามารถส่งกำลังได้ตรงกลาง เมื่ออุณหภูมิของของเหลวโลหะผสมสูงกว่า 1200 องศา จะไม่อนุญาตให้เติมสังกะสี

⑤ นำตะกรันออกจากเตา ปรับของเหลวโลหะผสมให้ได้อุณหภูมิที่ต้องการโดยการ์ดกระบวนการหล่อ และระบายออกจากเตาอย่างรวดเร็วเพื่อเท อุณหภูมิการเทของโลหะผสมเป็นปัจจัยหนึ่งที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพการหล่อ อุณหภูมิเตาทั่วไปคือ ZCuZn38: 1100-1130 องศา ; ZCuZn40Pb2: 1080-1100 องศา ; ZCuZn31Al2: 1120-1140 องศา ; ZCuZn16Si4: 1100-1140 องศา

⑥ เมื่อหลอมโลหะผสมสองเกรดที่แตกต่างกันและส่งผลต่อองค์ประกอบทางเคมี ควรล้างเตาในระหว่างนั้น ตัวอย่างเช่น ใช้เบ้าหลอมและเครื่องมือที่ใช้ในการหลอมอลูมิเนียมบรอนซ์เพื่อละลายดีบุกบรอนซ์ และเบ้าหลอมและเครื่องมือจะต้องมีอลูมิเนียม แม้ว่าอลูมิเนียมจะเป็นส่วนประกอบที่มีคุณสมบัติเหมาะสมในอลูมิเนียมบรอนซ์ แต่ก็เป็นองค์ประกอบที่อันตรายที่สุดในดีบุกบรอนซ์ -

สามารถทำการหล่อที่ผ่านการรับรองได้หลังจากโลหะผสมทองแดงทั่วไปถูกดีออกซิไดซ์ อย่างไรก็ตาม อลูมิเนียมบรอนซ์ อลูมิเนียมทองเหลือง ซิลิคอนบรอนซ์ ฯลฯ ถูกออกซิไดซ์ได้ง่ายจนเกิดเป็นออกไซด์ที่มีจุดหลอมเหลวสูง Al2O3 และ SiO2 ทำให้เกิดการรวมตะกรันในการหล่อ

3. การถลุงทองสัมฤทธิ์

บรอนซ์หล่อสามารถแบ่งออกเป็นบรอนซ์ดีบุกและบรอนซ์ไร้ดีบุกตามองค์ประกอบ ดีบุกบรอนซ์เป็นโลหะผสมที่มีทองแดงโดยมีดีบุกเป็นองค์ประกอบโลหะผสมหลัก มีความทนทานต่อการสึกหรอทนต่อการกัดกร่อนมีความแข็งแรงและพลาสติกได้ดี บรอนซ์ไร้ดีบุก ได้แก่ อะลูมิเนียมบรอนซ์ ตะกั่วบรอนซ์ ซิลิคอนบรอนซ์ ฯลฯ ซึ่งมีองค์ประกอบหลักที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น อลูมิเนียมบรอนซ์เป็นโลหะผสมที่มีทองแดงเป็นส่วนประกอบหลัก โดยมีอลูมิเนียมเป็นส่วนประกอบหลัก

(1) ข้อกำหนดเกี่ยวกับส่วนผสมของโลหะผสมและค่าโลหะ ส่วนผสมในการถลุงโลหะผสมทองแดงที่ใช้กันทั่วไปหลายชนิดแสดงอยู่ในตารางที่ 2

รูปภาพ.png

ข้อกำหนด: อนุญาตให้เพิ่ม {{0}}.7% ~ 0.9% Ni และ 0.3% ~ 0.4% Mn ลงในโลหะผสม ZCuAl10Fe3 เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติทางกล ของโลหะผสม

(2) อัตราส่วนประจุเตา: สัดส่วนของวัสดุใหม่ควรมากกว่าหรือเท่ากับ 30% ของน้ำหนักรวมของประจุเตาหลอม และวัสดุรีไซเคิลควรน้อยกว่าหรือเท่ากับ 70%

(3) การเตรียมการก่อนการหลอม การเตรียมก่อนการหลอมสัมฤทธิ์จะเหมือนกับการเตรียมการหลอมทองเหลือง ควรใส่ถ่านลงในเตาอบที่ปิดสนิทและอบที่อุณหภูมิไม่ต่ำกว่า 800 องศาเป็นเวลา 4 ชั่วโมง ควรป้องกันไม่ให้ดูดซับความชื้นเมื่อพร้อมใช้ ขี้เถ้าฟางควรบดเป็นผง ขจัดความชื้น และแห้งอย่างทั่วถึง ใส่ใจกับการป้องกันความชื้นก่อนการใช้งาน สารเคลือบจำเป็นต้องทำให้แห้งและกำจัดเศษซาก

(4) กระบวนการถลุงโลหะผสม บรอนซ์หล่อมีหลายประเภท มีการกล่าวถึงโลหะผสมทั่วไปเพียงไม่กี่ชนิดเท่านั้นที่นี่ โลหะผสมทองแดงชนิดเดียวกันอื่น ๆ สามารถใช้เป็นข้อมูลอ้างอิงได้

การหลอม ZCuSn10Pb1 และ ZCuPb10Sn10: ① เปิดเบ้าหลอมให้เป็นสีแดงเข้มก่อน แล้วเติมถ่านหนา 20 ซม.-40 ซม. ที่ด้านล่าง ②เพิ่มทองแดงด้วยไฟฟ้า ทำความร้อนและละลายอย่างรวดเร็ว จากนั้นเพิ่มวัสดุรีไซเคิล และเติมถ่านในเวลาเดียวกันเพื่อให้แน่ใจว่าระดับของเหลวของโลหะผสมจะไม่สัมผัสกับอากาศ 3.หลังจากละลายประจุที่ส่งคืนแล้ว ให้เติมทองแดงฟอสเฟอร์ (โดยทั่วไปคือ 0.5% ของน้ำหนักประจุ และสามารถเพิ่มทองแดงฟอสเฟอร์ทั้งหมดที่ใช้ในการหลอมทองแดงฟอสเฟอร์-ดีบุกได้) ④เติมสังกะสี ดีบุก และตะกั่วตามลำดับ (ตามส่วนผสม) หลังจากที่ประจุก่อนหน้านี้ละลายหมด ให้เติมประจุถัดไปแล้วคนของเหลวโลหะผสมอย่างต่อเนื่อง ⑤ปรับอุณหภูมิของเหลวของโลหะผสมให้อยู่ระหว่าง 1100-1150 องศา ⑥แยกตะกรันออกจากเตา เพิ่มทองแดงฟอสเฟอร์ (โดยทั่วไป 0.1% ของน้ำหนักประจุ) กำจัดออกซิไดซ์ ผัดให้เข้ากัน และโรยชั้นขี้เถ้าฟางลงบนพื้นผิวของของเหลวโลหะผสม และปรับของเหลวโลหะผสมให้เป็นอุณหภูมิที่ต้องการ การ์ดกระบวนการหล่อ (ปกติคือ 1130 -1180 องศา) จากนั้นจึงเทออกจากเตาอย่างรวดเร็ว

การหลอม ZCuAl10Fe3 และ ZCuAl10Fe3Mn2: ① อย่าใช้ถ้วยใส่ตัวอย่างที่ได้ละลายโลหะผสมอื่น ๆ เพื่อละลายโลหะผสมทั้งสองนี้ ② เปิดถ้วยใส่ตัวอย่างให้เป็นสีแดงเข้ม แล้วเติมฟลักซ์ที่เตรียมไว้ - 3. เพิ่มแผ่นเหล็กบางคาร์บอนต่ำที่อุ่นไว้ที่ประมาณ 200 องศาและวัสดุรีไซเคิลในเวลาเดียวกัน คนโลหะผสมหลังจากการหลอมละลาย และเพิ่มอุณหภูมิเป็น 1150-1180 องศา ④เพิ่มทองแดงฟอสฟอรัส 0.3% ตามน้ำหนักโลหะผสมเพื่อกำจัดออกซิเดชัน และเพิ่มฟลักซ์ ⑤เพิ่มอลูมิเนียมบริสุทธิ์และแมงกานีสบริสุทธิ์ (ตามส่วนผสม) ที่อุ่นไว้ที่ 200 องศาเป็นชุด หลังจากเติมแต่ละชุดแล้ว ให้กดด้วยแท่งคนเพื่อละลายอย่างรวดเร็ว และคนอย่างต่อเนื่องเพื่อให้ส่วนผสมเป็นเนื้อเดียวกัน ** สุดท้าย ปรับอุณหภูมิของของเหลวโลหะผสมให้อยู่ระหว่าง 1120-1220 องศา ⑥คลุมตะกรันด้วยขี้เถ้าฟาง ปรับอุณหภูมิโลหะผสมตามบัตรกระบวนการหล่อ (ปกติคือ 1160-1200 องศา ) จากนั้นปรับกระบวนการหล่ออย่างรวดเร็ว

4. มีหลายประเด็นที่ควรคำนึงถึงในระหว่างการถลุง

(1) ควรควบคุมเวลาในการหลอมละลาย เวลาตั้งแต่เริ่มหลอมจนถึงสิ้นสุดการหลอม (โลหะผสมที่ออกมาจากเตา) เรียกว่าเวลาในการหลอม ระยะเวลาในการหลอมไม่เพียงส่งผลต่อประสิทธิภาพการผลิตเท่านั้น แต่ยังส่งผลต่อคุณภาพของชิ้นส่วนหล่ออีกด้วย เนื่องจากเวลาในการหลอมเหลวเพิ่มขึ้น อัตราการเผาไหม้ของธาตุของโลหะผสมจะเพิ่มขึ้น และโอกาสการดูดซึมก๊าซจะเพิ่มขึ้น ดังนั้นงานหลอมควรจะแล้วเสร็จภายในเวลาที่สั้นที่สุด หากเป็นไปได้ ควรเพิ่มอุณหภูมิอุ่นของประจุให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ และการทำงานควรมีขนาดกะทัดรัดและรวดเร็ว

(2) แกนกวนที่ใช้ในการถลุงควรเป็นแท่งคาร์บอน องค์ประกอบบางอย่างในโลหะผสมทองแดง เช่น เหล็กและตะกั่ว จะมีอยู่ในรูปของส่วนผสมเชิงกลเมื่อหลอมละลาย นอกจากนี้ยังมีองค์ประกอบบางอย่างที่มีแนวโน้มที่จะทำให้เกิดการแยกและการแบ่งชั้นตามแรงโน้มถ่วงจำเพาะเนื่องจากความหนาแน่นต่างกัน การปฏิบัติได้พิสูจน์แล้วว่าองค์ประกอบเหล่านี้สามารถทำให้เกิดองค์ประกอบทางเคมีที่ไม่ผ่านการรับรองและคุณสมบัติทางกลที่ไม่ผ่านคุณสมบัติได้อย่างง่ายดายในระหว่างกระบวนการถลุงและการเท เพื่อเอาชนะปรากฏการณ์นี้ เราต้องใช้การกวนซึ่งเป็นส่วนที่ขาดไม่ได้ในการละลายและการเท อย่างไรก็ตาม โดยทั่วไปไม่จำเป็นต้องคนในระหว่างการวัดอุณหภูมิและการทำความเย็น องค์ประกอบของวัสดุของเครื่องกวนที่ใช้โดยทั่วไปคือแกรไฟต์ เนื่องจากหากใช้วัสดุกวนอื่นๆ เช่น แท่งเหล็ก แท่งเหล็กจะละลายในระหว่างกระบวนการกวน ซึ่งส่งผลต่อองค์ประกอบทางเคมีของโลหะผสม ในเวลาเดียวกัน ถ้าแท่งเหล็กถูกอุ่นที่อุณหภูมิสูงกว่าในเตาเผาหรือเวลากวนนานขึ้น ออกไซด์บนแท่งเหล็กจะเข้าสู่ของเหลวโลหะผสมและกลายเป็นสิ่งสกปรก ถ้าเหล็กเส้นถูกอุ่นที่อุณหภูมิต่ำกว่า โลหะผสมจะถูกกวนในระหว่างการกวน หากต้องการยึดติดกับแท่งเหล็ก สามารถสังเกตได้ในการผลิต

(3) ปัญหาการใช้สารเคลือบระหว่างการถลุง สำหรับการถลุงโลหะผสมทองแดง ปริมาณสารเคลือบโดยทั่วไปคือ: 0.8%-1.2% ของน้ำหนักประจุเมื่อใช้แก้วและบอแรกซ์ เนื่องจากความหนาของชั้นเคลือบจะต้องเท่ากับ คงไว้ที่ 10- 15 ซม.; เมื่อใช้ถ่าน ปริมาณประมาณ 0.5%-0.7% ของน้ำหนักประจุ และความหนาของชั้นเคลือบควรรักษาไว้ที่ 25-35 ซม. โดยทั่วไปเวลาในการถอดสารเคลือบจะดำเนินการก่อนการเท หากทำเร็วเกินไปก็จะเพิ่มการออกซิเดชั่นและการดูดซับอากาศของโลหะผสมทองแดง หากใช้ถ่านเป็นสารเคลือบและมีผลการปิดกั้นตะกรันดี ไม่จำเป็นต้องถอดสารเคลือบออก เพื่อที่จะสามารถมีบทบาทในการปิดกั้นตะกรันในระหว่างกระบวนการเท และผลที่ได้จะเหมาะกว่า