מאמר מעמיק המסביר את ההתכה של קטגוריות שונות של סגסוגות נחושת, כולל נחושת טהורה, פליז, ברונזה וכו'.
1. התכה של נחושת טהורה
(1) ראשית, חממו מראש את כור ההיתוך לאדום כהה, והוסיפו שכבה של פחם יבש או חומר כיסוי בעובי של כ-30-50 ס"מ בתחתית הכור. לאחר מכן הוסיפו שאריות חומרים, בלוקי פסולת וסורגים ברצף, ולבסוף הוסיפו נחושת אלקטרוליטית.
(2) ניתן להניח את אלמנטי הסגסוג הנוספים על הכיריים לצורך חימום מוקדם. חל איסור מוחלט להוסיף חומרים קרים למתכת הנוזלית. יש להזיז את המטען בתדירות גבוהה במהלך כל תהליך ההיתוך כדי למנוע גישור.
(3) הרם את הטמפרטורה כדי להמיס לחלוטין את הסגסוגת. לאחר שהסגסוגת נמסה במלואה והטמפרטורה מגיעה ל-1200-1220 מעלות, מוסיפים 0.3%-0.4% ממשקל נוזל הסגסוגת כדי לשחרר את החמצון של נחושת זרחנית. התגובות הבאות מתרחשות בין זרחן לתחמוצת קופרו: 5Cu2O+2P=P2O5+10Cu ו-Cu2O+P2O5= 2CuPO3, גז הזרחן פנטאוקסיד שנוצר בורח מהסגסוגת, פוספט הנחושת יכול לצוף על פני הנוזל, והסיגים מוסרים, ובכך משיגים את מטרת ההתחמצנות.
(4) לבסוף, הסיגים מוסרים מהכבשן, וטמפרטורת היציקה של נוזל הסגסוגת היא בדרך כלל 1100-1200 מעלות.
2. התכה של פליז
הסגסוגת על בסיס נחושת עם אבץ כאלמנט הסגסוגת העיקרי היא פליז, המחולקת לשתי קטגוריות: פליז רגיל ופליז מיוחד. פליז רגיל הוא סגסוגת בינארית המורכבת מנחושת ואבץ, המשמשת בעיקר לעיבוד לחץ. פליז מיוחד מיוצר על ידי הוספת אלמנטים סגסוגים אחרים (כגון סיליקון, אלומיניום, מנגן, עופרת, ברזל, ניקל וכו') לפליז רגיל. פליז יצוק הוא בעיקר פליז מיוחד.
(1) מרכיבי סגסוגת ודרישות טעינת מתכת. בהרכב הכימי של סגסוגות נחושת, בשל טווח השונות הגדול של המרכיבים העיקריים, בתהליך חישוב המרכיבים, יש לבחור מרכיבים מתאימים על סמך דרישות הביצועים שלהם. ההרכב הכימי של הסגסוגת צריך להתאים ל-GB1176-87. המרכיבים של מספר מרכיבים נפוצים להתכת פליז מפורטים בטבלה 1.
image.png
יש צורך שחומר התנור יהיה יבש ונקי, וכל לכלוך או חלודה יש לנקות על ידי ניפוח חול.
(2) יחס מטען על פי נוהלי היציקה הכלליים, הרכב החומרים החדשים צריך להוות יותר מ- או שווה ל-30% ממשקל המטען הכולל, והחומרים הממוחזרים צריכים להיות פחות או שווה ל-70%. עם זאת, בייצור בפועל, אנו רואים שבסגסוגות נחושת יש הרבה חומרים ממוחזרים. כאשר אחוז המסה של חומרים ממוחזרים גדול או שווה ל-90% בשיעור חומרי התנור, איכות ההיתוך עדיין טובה מאוד. ניתוח ספקטרום כימי מוכיח שהרכב היציקות מתאים. כאשר יש הרבה חומר ממוחזר, יש לשקול האם הזיהומים בסגסוגת חורגים מהתקן.
(3) הכנה לפני ההתכה ① הכנת מטען מתכת: המטען הממוחזר הוא יציקות גרוטאות, יציקות מזיגה ומטילים מותכים מחדש מאותו מותג, שצריכים להיות בעלי הרכב כימי ברור. לפני הכניסה לכבשן, ניפוח חול משמש להסרת לכלוך פני השטח, והכבשן נטען לאחר חימום מוקדם (ניתן לחמם מראש את המנה הראשונה של התנור הקר נמס עם התנור); נחושת אלקטרוליטית מפוצצת בחול כדי להסיר לכלוך, ולאחר חימום מוקדם ב-500-550 מעלות כדי להסיר לחות, (ניתן לחמם את המנה הראשונה של נמס תנור קר עם הכבשן; ניתן לחמם מראש אלמנטים מתכתיים טהורים בכבשן לפני הכניסה לתנור. הגודל המרבי של מטען המתכת לא יעלה על 1/3 מקוטר כור ההיתוך, והאורך לא יעלה על 4/5 מעומק כור ההיתוך ② הכנת כור ההיתוך וכלי ההיתוך. כור ההיתוך צריך להיות נקי מסדקים ונזקים אחרים המשפיעים על הבטיחות לפני השימוש בכור ההיתוך החדש חייב להתחמם באיטיות בטמפרטורה נמוכה כדי למנוע סדקים של כור ההיתוך הישן סוג סגסוגת ההתכה, יש להמיס את כור ההיתוך עם אותה סדרה של סגסוגות לפני ההיתוך ולשטוף את מוט הבחישה העשוי מחומרים עקשנים וגרפיט יש לנקות ביסודיות משאריות צבע וחלודה, ולצפות בשכבה של חומר עקשן או; צבע, ואז יבש והניח בצד לשימוש; יש לנקות היטב את תבנית המטיל לפני השימוש ולחמם מראש לרמה של 100-150 לאחר מריחת צבע לשימוש.
(4) הכנת חומר כיסוי ושטף
①יש להכניס פחמים לתנור אפייה אטום ולאפות בחום של לא פחות מ-800 מעלות למשך 4 שעות. יש למנוע ממנו לספוג לחות כאשר הוא מוכן לשימוש. ② חומר כיסוי, פחם יבש יכול לשמש גם כסוכן כיסוי. חומרי כיסוי דורשים ייבוש והסרה של פסולת.
(5) תהליך התכת סגסוגת
① מחממים תחילה את כור ההיתוך לאדום כהה, ומוסיפים 20-40ס"מ פחם בעובי לתחתית.
②הוסף נחושת אלקטרוליטית, חימם במהירות והמס, ולאחר מכן הוסף את סגסוגת הביניים בסדר של תחילה עם נקודת ההיתוך הגבוהה ביותר ולאחר מכן עם נקודת ההיתוך הנמוכה ביותר (אם מתווספת), ולבסוף הוסף חזרה למטען התנור, והוסף פחם בו זמנית כדי להבטיח שרמת נוזל הסגסוגת לא תיחשף באוויר.
③ התכת פליז דורשת בדרך כלל גם ניקוי חמצון. לאחר שכל הנחושת נמסה, נחושת זרחנית (המחושבת כ-P מהווה 0.04%-0.06% ממשקל הנחושת המותכת) מתווספת כאשר הטמפרטורה מגיעה ל-1150-1200 תואר עבור דה חמצון. לאחר השוואה מעשית בין דה-אוקסידציה ואי-דיאוקסידציה, איכות פני השטח של יציקות דה-חמצן טובה מזו ללא דה-חמצון.
④הוסף אלמנטים סגסוגת בהתאם לדרישות ההרכב של כל דרגת סגסוגת: הוסף סגסוגת אב של אלומיניום-נחושת ב-1100-1120 מעלות, הוסף אבץ טהור ואלומיניום טהור בקבוצות ב-1100-1150 מעלות במהלך הפסקת חשמל וערבב. בעת המסת פליז סיליקון, יש להוסיף תחילה סיליקון ולאחר מכן אבץ; בעת המסת פליז עופרת, יש להוסיף תחילה אבץ ולאחר מכן עופרת. יש לשלוט בטמפרטורת ההוספה של יסוד אבץ. אם הטמפרטורה יורדת לאחר הוספת אבץ, ניתן לשלוח חשמל ביניים. כאשר הטמפרטורה של נוזל הסגסוגת גבוהה מ-1200 מעלות, אסור להוסיף אבץ.
⑤ הסר את הסיגים מהכבשן, התאם את נוזל הסגסוגת לטמפרטורה הנדרשת על ידי כרטיס תהליך היציקה, ופרוק אותו במהירות מהכבשן ליציקה. טמפרטורת היציקה של הסגסוגת היא אחד הגורמים המשפיעים על ביצועי היציקה. טמפרטורת התנור הכללית היא ZCuZn38: 1100-1130 מעלות; ZCuZn40Pb2: 1080-1100 תואר; ZCuZn31Al2: 1120-1140 תואר; ZCuZn16Si4: תואר 1100-1140 .
⑥ כאשר מותכים שתי דרגות שונות של סגסוגת וההרכב הכימי שלהן מושפע, יש לשטוף את התנור בין לבין. למשל, השתמשו בכור ההיתוך ובכלים ששימשו להיתוך ברונזה מאלומיניום להמסת ברונזה פח, והכור והכלים חייבים להכיל אלומיניום. למרות שאלומיניום הוא רכיב מוסמך בברונזה אלומיניום, זהו האלמנט המזיק ביותר בברונזה פח. .
ניתן להשיג יציקות מוסמכות לאחר שחרור חמצון של סגסוגות נחושת כלליות. עם זאת, ברונזה אלומיניום, פליז אלומיניום, ברונזה סיליקון וכו' מתחמצנים בקלות ליצירת תחמוצות Al2O3 ו- SiO2 בנקודת התכה גבוהה, מה שגורם לתכלילי סיגים ביציקות.
3． התכה של ברונזה
ניתן לחלק ברונזה יצוקה לברונזה פח וברונזה ללא פח לפי הרכבה. ברונזה פח היא סגסוגת על בסיס נחושת עם פח כאלמנט הסגסוגת העיקרי. יש לו עמידות בפני שחיקה טובה, עמידות בפני קורוזיה, חוזק טוב ופלסטיות. ברונזה נטולת פח כוללת ברונזה אלומיניום, ברונזה עופרת, ברונזה סיליקון וכו' המכילים אלמנטים עיקריים שונים. לדוגמה, ברונזה אלומיניום היא סגסוגת על בסיס נחושת עם אלומיניום כאלמנט הסגסוג העיקרי.
(1) מרכיבי סגסוגת ודרישות טעינת מתכת. המרכיבים להתכה של מספר סגסוגות ברונזה נפוצות מופיעים בטבלה 2.
image.png
דרישות: מותר להוסיף {{0}}.7% ~ 0.9% Ni ו-0.3% ~ 0.4% Mn לתוך סגסוגת ZCuAl10Fe3 כדי לשפר את התכונות המכניות של הסגסוגת.
(2) יחס טעינת התנור: שיעור החומרים החדשים צריך להיות גדול או שווה ל-30% מהמשקל הכולל של מטען התנור, והחומרים הממוחזרים צריכים להיות פחות או שווה ל-70%.
(3) הכנה לפני ההתכה ההכנה לפני ההתכה של ברונזה זהה לזה של התכת פליז. יש להכניס פחמים לתנור אפייה אטום ולאפות בחום של לא פחות מ-800 מעלות למשך 4 שעות. יש למנוע ממנו לספוג לחות כאשר הוא מוכן לשימוש. יש לטחון אפר קש לאבקה, להסיר לחות ולייבש היטב. שימו לב לאיגון לחות לפני השימוש. חומרי כיסוי דורשים ייבוש והסרה של פסולת.
(4) תהליך התכת סגסוגת ישנם סוגים רבים של ברונזה יצוקה. רק כמה סגסוגות טיפוסיות נדונות כאן. סגסוגות נחושת אחרות מאותו סוג יכולות לשמש כאסמכתא.
התכה של ZCuSn10Pb1 ו-ZCuPb10Sn10: ① מחממים תחילה את כור ההיתוך לאדום כהה, ומוסיפים פחם בעובי 20 ס"מ-40ס"מ לתחתית. ②הוסף נחושת אלקטרוליטית, חימם במהירות והמיס אותה, ולאחר מכן הוסף את החומרים הממוחזרים, והוסף פחם בו-זמנית כדי להבטיח שמפלס נוזל הסגסוגת לא ייחשף לאוויר. ③לאחר המסת המטען המוחזר, הוסף נחושת זרחתית (בדרך כלל 0.5% ממשקל המטען, וניתן להוסיף את כל הנחושת הזרחתית המשמשת בהמסת ברונזה זרחנית-פח). ④ הוסף אבץ, פח ועופרת ברצף (בהתאם למרכיבים). לאחר שהטעינה הקודמת נמסה לחלוטין, מוסיפים את הבאה ומערבבים את נוזל הסגסוגת ברציפות. ⑤כוונן את טמפרטורת נוזל הסגסוגת בין 1100-1150 מעלות. ⑥הוציאו סיגים מהכבשן, הוסיפו נחושת זרחתית (בדרך כלל 0.1% ממשקל המטען), שחררו את החמצון, ערבבו באופן שווה, ופזרו שכבה של אפר קש על פני נוזל הסגסוגת, והתאםו את נוזל הסגסוגת לטמפרטורה הנדרשת על ידי את כרטיס תהליך היציקה (בדרך כלל 1130 -1180 מעלות), ואז שפכו במהירות מהכבשן.
התכה של ZCuAl10Fe3 ו-ZCuAl10Fe3Mn2: ① אין להשתמש בכור היתוך שהמיסו סגסוגות אחרות כדי להמיס את שתי הסגסוגות הללו. ② מחממים את כור ההיתוך לאדום כהה ומוסיפים את השטף המוכן. . ③ הוסף יריעות פלדה דקיקות דל פחמן שחוממו מראש לכ-200 מעלות וחומרים ממוחזרים בו-זמנית, ערבבו את הסגסוגת לאחר ההמסה והעלו את הטמפרטורה ל-1150-1180 מעלות. ④ הוסף 0.3% נחושת זרחנית לפי משקל הסגסוגת לניקוי חמצון, והוסף שטף. ⑤ הוסף אלומיניום טהור ומנגן טהור (לפי המרכיבים) שחומם מראש ל-200 מעלות בקבוצות. לאחר הוספת כל אצווה, לחץ אותה פנימה בעזרת מוט ערבוב כדי להמיס אותה במהירות, וערבבו ללא הרף כדי שהמרכיבים יהיו אחידים, ** לבסוף, כוונו את הטמפרטורה של נוזל הסגסוגת ל-1120-1220 מעלות. ⑥כסו את הסיגים באפר קש, התאם את טמפרטורת הסגסוגת בהתאם לכרטיס תהליך היציקה (בדרך כלל 1160-1200 מעלות), ולאחר מכן התאם במהירות את תהליך היציקה.
4． מספר נושאים שיש לשים לב אליהם במהלך ההתכה
(1) יש לשלוט על זמן ההיתוך. הזמן מתחילת ההיתוך ועד סוף ההיתוך (הסגסוגת יוצאת מהכבשן) נקרא זמן התכה. משך זמן ההיתוך לא רק ישפיע על הפרודוקטיביות, אלא גם ישפיע באופן משמעותי על איכות החלקים היצוקים. מכיוון שזמן ההיתוך גדל, קצב שריפת היסודות של הסגסוגת עולה והסיכוי לספיגת גז עולה. לכן, עבודת ההיתוך צריכה להסתיים בזמן הקצר ביותר האפשרי. במידת האפשר, יש להגביר את טמפרטורת החימום מראש של המטען ככל האפשר, והפעולה צריכה להיות קומפקטית ומהירה.
(2) מוט הבחישה המשמש להתכה צריך להיות מוט פחמן. יסודות מסוימים בסגסוגות נחושת, כגון ברזל ועופרת, קיימים בצורה של תערובות מכניות כאשר הם נמסים. ישנם גם אלמנטים הנוטים לייצר הפרדה וריבוד של משקל סגולי עקב צפיפויות שונות. הפרקטיקה הוכיחה שאלמנטים אלה יכולים בקלות לגרום להרכב כימי לא מוסמך ולתכונות מכניות בלתי מסויגות במהלך תהליך ההיתוך והיציקה. כדי להתגבר על תופעה זו, עלינו להשתמש בערבוב, שהוא חלק בלתי נפרד מההתכה והמזיגה. עם זאת, ערבוב בדרך כלל אינו נדרש במהלך מדידת טמפרטורה וקירור. הרכב החומר של הבוחש המשמש הוא בדרך כלל גרפיט. הסיבה לכך היא שאם נעשה שימוש בחומרי ערבוב אחרים כגון מוט ברזל, מוט הברזל יימס במהלך תהליך הערבול, וישפיע על ההרכב הכימי של הסגסוגת. יחד עם זאת, אם מוט הברזל מחומם מראש בטמפרטורה גבוהה יותר בכבשן או זמן הערבול ארוך יותר, התחמוצות על מוט הברזל ייכנסו לנוזל הסגסוגת ויהפכו לזיהומים; אם מוט הברזל מחומם מראש בטמפרטורה נמוכה יותר, הסגסוגת תערבל במהלך הערבול. כדי להיצמד למוט הברזל, ניתן לראות זאת בייצור.
(3) בעיות בשימוש בחומר כיסוי במהלך ההתכה. בהתכת סגסוגות נחושת, כמות חומר הכיסוי היא בדרך כלל: 0.8%-1.2% ממשקל המטען בעת שימוש בזכוכית ובבורקס, מכיוון שעובי שכבת הכיסוי חייב להיות נשמר ב-10- 15ס"מ; בעת שימוש בפחם, המינון הוא בערך 0.5%-0.7% ממשקל המטען, ויש לשמור על עובי שכבת הכיסוי ב-25-35 ס"מ. זמן ההסרה של חומר הכיסוי מתבצע בדרך כלל לפני המזיגה. אם נעשה מוקדם מדי, זה יגביר את החמצון וספיגת האוויר של סגסוגת הנחושת. אם משתמשים בפחם כחומר הכיסוי ואפקט חוסם הסיגים טוב, אין צורך להסיר את חומר הכיסוי, כך שהוא יכול למלא תפקיד חוסם סיגים גם בתהליך היציקה, והאפקט אידיאלי יותר.
