Fundición de diferentes categorías de aleaciones de cobre, involucrando cobre puro, latón, bronce, etc.
1. Fundición de cobre puro
(1) Primero, precaliente el crisol a rojo oscuro y agregue una capa de carbón seco o agente de cobertura con un espesor de aproximadamente 30-50 cm en el fondo del crisol. Luego agregue los materiales sobrantes, bloques y barras de desecho en secuencia, y finalmente agregue cobre electrolítico.
(2) Los elementos de aleación adicionales se pueden colocar en la estufa para precalentarlos. Está estrictamente prohibido añadir materiales fríos al metal líquido. La carga debe moverse con frecuencia durante todo el proceso de fusión para evitar puentes.
(3) Aumente la temperatura para fundir completamente la aleación. Después de que la aleación esté completamente derretida y la temperatura alcance 1200-1220 grados, se agrega 0.3%-0.4% del peso del líquido de aleación para desoxidar el fósforo y el cobre. Las siguientes reacciones ocurren entre el fósforo y el óxido cuproso: 5Cu2O+2P=P2O5+10Cu y Cu2O+P2O5= 2CuPO3, el gas pentóxido de fósforo generado se escapa de la aleación. el fosfato de cobre puede flotar sobre la superficie del líquido y se elimina la escoria, logrando así el propósito de la desoxidación.
(4) Finalmente, se retira la escoria del horno y la temperatura de vertido del líquido de aleación es generalmente de 1100-1200 grados.
2. Fundición de latón
La aleación a base de cobre con zinc como elemento principal de aleación es el latón, que se divide en dos categorías: latón ordinario y latón especial. El latón ordinario es una aleación binaria compuesta de cobre y zinc, que se utiliza principalmente para el procesamiento a presión. El latón especial se fabrica añadiendo otros elementos de aleación (como silicio, aluminio, manganeso, plomo, hierro, níquel, etc.) al latón ordinario. El latón fundido es principalmente latón especial.
(1) Ingredientes de la aleación y requisitos de carga metálica. En la composición química de las aleaciones de cobre, debido al gran rango de variación de los componentes principales, en el proceso de cálculo de ingredientes, se deben seleccionar los ingredientes apropiados en función de sus requisitos de rendimiento. La composición química de la aleación debe cumplir con GB1176-87. Los ingredientes de varios ingredientes comúnmente utilizados para la fundición de latón se enumeran en la Tabla 1.
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Se requiere que el material del horno esté seco y limpio, y que la suciedad y el óxido se limpien soplando arena.
(2) Relación de carga De acuerdo con las prácticas generales de fundición, la composición de los materiales nuevos debe representar mayor o igual al 30% del peso total de la carga, y los materiales reciclados deben ser menores o iguales al 70%. Sin embargo, en la producción real, consideramos que las aleaciones de cobre contienen muchos materiales reciclados. Cuando el porcentaje en masa de materiales reciclados es mayor o igual al 90% en la proporción de materiales del horno, la calidad de la fusión sigue siendo muy buena. El análisis del espectro químico demuestra que la composición de las piezas fundidas está calificada. Cuando hay mucho material reciclado, es necesario considerar si las impurezas de la aleación exceden el estándar.
(3) Preparación antes de la fundición ① Preparación de la carga metálica: La carga reciclada son piezas fundidas de desecho, mazarotas de vertido y lingotes refundidos de la misma marca, que deben tener una composición química clara. Antes de ingresar al horno, se utiliza soplado de arena para eliminar la suciedad de la superficie y el horno se carga después del precalentamiento (el primer lote de fundidos fríos del horno se puede precalentar con el horno); El cobre electrolítico se sopla con arena para eliminar la suciedad y, después de precalentarlo a 500-550 grados, para eliminar la humedad (el primer lote de fundidos en frío del horno se puede precalentar con el horno; los elementos metálicos puros se pueden precalentar en el horno antes de ingresar al horno). El tamaño máximo de la carga de metal no debe exceder 1/3 del diámetro del crisol y la longitud no debe exceder 4/5 de la profundidad del crisol. ② Preparación del crisol y equipos y herramientas de fundición: El crisol debe estar libre de grietas y otros daños que afecten la seguridad antes de su uso. El nuevo crisol debe calentarse lentamente a baja temperatura para evitar grietas en la superficie interna del crisol viejo; limpie la escoria cuando use un crisol de grafito nuevo o cambie el. tipo de aleación de fundición, el crisol debe fundirse con la misma serie de aleaciones antes de fundir y lavarse; la varilla agitadora hecha de materiales refractarios y grafito debe limpiarse a fondo de pintura residual y óxido, y recubrirse con Aplicar una capa de material refractario o pintar, luego secar y reservar para su uso; La lingotera debe limpiarse a fondo antes de su uso y precalentarse a 100-150 grados después de aplicar la pintura para su uso.
(4) Preparación del agente de cobertura y fundente.
①El carbón debe colocarse en un horno sellado y hornearse a no menos de 800 grados durante 4 horas. Se debe evitar que absorba humedad cuando esté listo para su uso. ② Agente de cobertura, también se puede utilizar carbón seco como agente de cobertura. Los agentes de cobertura requieren secado y eliminación de residuos.
(5) Proceso de fundición de aleaciones
① Primero precaliente el crisol hasta que adquiera un color rojo oscuro y agregue carbón de 20-40 cm de espesor en el fondo.
②Agregue cobre electrolítico, caliente y derrita rápidamente, luego agregue la aleación intermedia en el orden de primero con el punto de fusión más alto y luego con el punto de fusión más bajo (si se agrega alguno), y finalmente agregue nuevamente a la carga del horno y agregue carbón al mismo tiempo para garantizar que el nivel del líquido de aleación no quede expuesto al aire.
③ La fundición de latón generalmente también requiere desoxidación. Después de que todo el cobre se haya derretido, se agrega cobre fósforo (calculado como P representa el 0.04%-0.06% del peso del cobre fundido) cuando la temperatura alcanza 1150-1200 grado de desoxidación. Después de una comparación práctica entre desoxidación y no desoxidación, la calidad de la superficie de las piezas fundidas desoxidadas es mejor que la de las piezas sin desoxidación.
④Agregue elementos de aleación adicionales de acuerdo con los requisitos de composición de cada grado de aleación: agregue la aleación maestra de aluminio y cobre a 1100-1120 grados, agregue zinc puro y aluminio puro en lotes a 1100-1150 grados durante un corte de energía y revuelva. Al fundir latón al silicio, se debe agregar primero silicio y luego zinc; Al fundir latón al plomo, primero se debe agregar zinc y luego plomo. Se debe controlar la temperatura de adición del elemento zinc. Si la temperatura baja después de agregar zinc, se puede enviar energía de forma intermedia. Cuando la temperatura del líquido de aleación es superior a 1200 grados, no se permite agregar zinc.
⑤ Retire la escoria del horno, ajuste el líquido de aleación a la temperatura requerida por la tarjeta de proceso de fundición y luego descárguelo rápidamente del horno para verterlo. La temperatura de vertido de la aleación es uno de los factores que afecta el rendimiento de la fundición. La temperatura general del horno es ZCuZn38: 1100-1130 grados; ZCuZn40Pb2: 1080-1100 grado; ZCuZn31Al2: 1120-1140 grado; ZCuZn16Si4: 1100-1140 grado.
⑥ Cuando se funden dos grados diferentes de aleación y su composición química se ve afectada, el horno debe lavarse en el medio. Por ejemplo, utilice el crisol y las herramientas que se han utilizado para fundir bronce de aluminio para fundir bronce de estaño, y el crisol y las herramientas deben contener aluminio. Aunque el aluminio es un componente calificado del bronce de aluminio, es el elemento más dañino del bronce de estaño. .
Después de desoxidar la aleación de cobre general, se pueden obtener piezas fundidas calificadas. Sin embargo, el bronce de aluminio, el latón de aluminio, el bronce de silicio, etc. se oxidan fácilmente para formar óxidos de alto punto de fusión Al2O3 y SiO2, provocando inclusiones de escoria en las piezas fundidas.
3. fundición de bronce
El bronce fundido se puede dividir en bronce al estaño y bronce sin estaño según su composición. El bronce al estaño es una aleación a base de cobre con estaño como elemento principal de la aleación. Tiene buena resistencia al desgaste, resistencia a la corrosión, buena resistencia y plasticidad. El bronce sin estaño incluye bronce al aluminio, bronce al plomo, bronce al silicio, etc., que contienen diferentes elementos principales. Por ejemplo, el bronce de aluminio es una aleación a base de cobre con aluminio como elemento principal de aleación.
(1) Ingredientes de la aleación y requisitos de carga metálica. Los ingredientes para fundir varias aleaciones de bronce de uso común se enumeran en la Tabla 2.
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Requisitos: Se permite agregar {{0}}.7% ~ 0.9% Ni y 0.3% ~ 0,4% Mn en la aleación ZCuAl10Fe3 para mejorar las propiedades mecánicas. de la aleación.
(2) Relación de carga del horno: la proporción de materiales nuevos debe ser mayor o igual al 30% del peso total de la carga del horno, y los materiales reciclados deben ser menor o igual al 70%.
(3) Preparación antes de la fundición La preparación antes de la fundición del bronce es la misma que para la fundición del latón. El carbón debe colocarse en un horno sellado y hornearse a no menos de 800 grados durante 4 horas. Se debe evitar que absorba humedad cuando esté listo para su uso. La ceniza de paja se debe moler hasta convertirla en polvo, eliminar la humedad y secar bien. Preste atención a la impermeabilización antes de su uso. Los agentes de cobertura requieren secado y eliminación de residuos.
(4) Proceso de fundición de aleaciones Hay muchos tipos de bronce fundido. Aquí sólo se analizan algunas aleaciones típicas. Se pueden utilizar como referencia otras aleaciones de cobre del mismo tipo.
Fundición de ZCuSn10Pb1 y ZCuPb10Sn10: ① Primero precaliente el crisol a color rojo oscuro y agregue carbón vegetal de 20 cm-40 cm de espesor en el fondo. ②Agregue cobre electrolítico, caliéntelo y derrítalo rápidamente, luego agregue los materiales reciclados y agregue carbón al mismo tiempo para garantizar que el nivel del líquido de la aleación no quede expuesto al aire. ③Después de que se derrita la carga devuelta, agregue cobre fosforado (generalmente 0,5% del peso de la carga, y se puede agregar todo el cobre fosforado utilizado al fundir bronce de fósforo y estaño). ④Agregue zinc, estaño y plomo en secuencia (según los ingredientes). Después de que la carga anterior se haya derretido por completo, agregue la siguiente y revuelva el líquido de aleación continuamente. ⑤Ajuste la temperatura del líquido de aleación entre 1100-1150 grados. ⑥ Saque la escoria del horno, agregue cobre fosforado (generalmente 0,1% del peso de la carga), desoxide, revuelva uniformemente y espolvoree una capa de ceniza de paja sobre la superficie del líquido de aleación, ajuste el líquido de aleación a la temperatura requerida por el Tarjeta de proceso de fundición (generalmente 1130 -1180 grado) y luego vierta rápidamente fuera del horno.
Fusión de ZCuAl10Fe3 y ZCuAl10Fe3Mn2: ① No utilice crisoles que hayan derretido otras aleaciones para fundir estas dos aleaciones. ② Precaliente el crisol hasta que adquiera un color rojo oscuro y agregue el fundente preparado. . ③Agregue láminas delgadas de acero con bajo contenido de carbono precalentadas a aproximadamente 200 grados y materiales reciclados al mismo tiempo, revuelva la aleación después de derretirse y aumente la temperatura a 1150-1180 grados. ④Agregue 0,3% del peso de la aleación de cobre fosforado para la desoxidación y agregue fundente. ⑤Agregue aluminio puro y manganeso puro (según los ingredientes) precalentados a 200 grados en tandas. Después de agregar cada lote, presiónelo con una varilla agitadora para derretirlo rápidamente y revuelva continuamente para que los ingredientes sean uniformes. ** Finalmente, ajuste la temperatura del líquido de aleación entre 1120-1220 grados. ⑥Cubra la escoria con ceniza de paja, ajuste la temperatura de la aleación de acuerdo con la tarjeta del proceso de fundición (generalmente 1160-1200 grados) y luego ajuste rápidamente el proceso de fundición.
4. Varias cuestiones a las que se debe prestar atención durante la fundición
(1) Se debe controlar el tiempo de fusión. El tiempo desde el inicio de la fusión hasta el final de la misma (la aleación sale del horno) se llama tiempo de fusión. La duración del tiempo de fusión no sólo afectará la productividad, sino que también afectará significativamente la calidad de las piezas fundidas. Debido a que aumenta el tiempo de fusión, aumenta la velocidad de combustión del elemento de la aleación y aumenta la posibilidad de absorción de gas. Por lo tanto, el trabajo de fusión debe completarse en el menor tiempo posible. Siempre que sea posible, la temperatura de precalentamiento de la carga debe aumentarse tanto como sea posible y el funcionamiento debe ser compacto y rápido.
(2) La varilla agitadora utilizada para la fundición debe ser una varilla de carbón. Ciertos elementos de las aleaciones de cobre, como el hierro y el plomo, existen en forma de mezclas mecánicas cuando se funden. También hay algunos elementos que tienden a producir segregación y estratificación por gravedad específica debido a diferentes densidades. La práctica ha demostrado que estos elementos pueden causar fácilmente una composición química y propiedades mecánicas no calificadas durante el proceso de fundición y vertido. Para superar este fenómeno debemos utilizar la agitación, que es parte indispensable del proceso de derretir y verter. Sin embargo, generalmente no es necesario agitar durante la medición de la temperatura y el enfriamiento. La composición del material del agitador utilizado es generalmente grafito. Esto se debe a que si se utilizan otros materiales de agitación, como una varilla de hierro, la varilla de hierro se derretirá durante el proceso de agitación, lo que afectará la composición química de la aleación. Al mismo tiempo, si la varilla de hierro se precalienta a una temperatura más alta en el horno o el tiempo de agitación es más largo, los óxidos de la varilla de hierro entrarán en el líquido de la aleación y se convertirán en impurezas; Si la varilla de hierro se precalienta a una temperatura más baja, la aleación se agitará durante la agitación. Para adherirse a la barra de hierro, esto se puede observar en la producción.
(3) Problemas con el uso de agente de cobertura durante la fundición. Para fundir aleaciones de cobre, la cantidad de agente de cobertura generalmente es: 0.8%-1.2% del peso de la carga cuando se usa vidrio y bórax, porque el espesor de la capa de cobertura debe ser mantenido a 10- 15 cm; cuando se utiliza carbón, la dosis es aproximadamente 0.5%-0.7% del peso de la carga, y el espesor de la capa de cobertura debe mantenerse en 25-35cm. El tiempo de eliminación del agente de cobertura se realiza generalmente antes del vertido. Si se hace demasiado pronto, aumentará la oxidación y la absorción de aire de la aleación de cobre. Si se utiliza carbón vegetal como agente de cobertura y el efecto de bloqueo de escoria es bueno, no es necesario eliminar el agente de cobertura, por lo que también puede desempeñar un papel de bloqueo de escoria durante el proceso de vertido, y el efecto es más ideal.
