알루미늄 황동
알루미늄 황동은 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 하나는 불순물을 제거하고 유동성을 높이기 위해 주조 황동에 소량의 알루미늄을 추가하는 것입니다. 복잡한 주조물의 경우 합금의 과도한 알루미늄은 0.5%를 초과하지 않습니다. 다른 하나는 내식성을 높이기 위해 단조 황동에 알루미늄을 추가하는 것입니다. 종종 콘덴서로 사용됩니다. 일반적인 구성 범위는 Al1~6%, Zn24~42%, Cu55~71%입니다.
알루미늄 황동의 등급과 유형은 많지 않습니다. 국가 표준에는 알루미늄 황동의 등급이 6개 있습니다. 주로 알루미늄 황동에 망간, 철 및 기타 원소를 추가하여 합금의 강도, 내마모성 및 기타 종합적 특성을 개선하는 것입니다. 더 일반적인 알루미늄 황동은 HAl77-2, HAl66-6-3-2, HAl64-3-1이고 다른 것은 HAl60-10-1, HAl59-3-2 등입니다.
황동은 성능이 우수하고 응용 분야가 넓어 선호도가 높습니다. 그 중 다성분 복합 알루미늄 황동은 강도가 높고 내마모성이 좋기 때문에 오일 프리 윤활 베어링으로 만들어져 기존의 주석 청동, 납 황동, 납 안티몬 주석 구리 및 기타 베어링 재료를 대체합니다. 다성분 복합 알루미늄 황동은 윤활 및 교체가 어려운 베어링 및 슬리브에 널리 사용됩니다 [1]. 다성분 복합 알루미늄 황동의 높은 아연 당량으로 인해 상 외에도 상이 많고 소량의 상이 생성되어 합금 제련 및 주조가 매우 어렵습니다.
특히 연속 주조를 사용할 경우 잉곳 표면에 균열이나 거칠기가 발생하기 매우 쉽고, 이는 다음 압출 공정에서 더 큰 마찰을 일으키고 압출이 가열되어 제품 품질에 심각한 영향을 미칩니다. 따라서 산업 생산에서 복잡한 알루미늄 황동의 생산 비용을 줄이고 우수한 성능의 합격 제품을 생산하는 방법에 대한 관심이 크게 증가했습니다.
1. 재료
전해 구리, 순수 알루미늄, 전해 망간, 전해 아연, 주석도금, 고순도 미세 합금 원소. 모든 성분은 오일, 물, 불순물이 없어야 합니다. Mn과 Fe를 첨가하는 순서는 황동에서의 용해 특성에 따라 결정됩니다.
2. 장비
전력 주파수 코어드 유도로는 제련에 사용됩니다. 이 용광로는 가열을 위한 와류를 생성하기 위해 재료 자체에 의존하기 때문에 빠른 용융 속도, 낮은 작업 환경 온도, 균일한 구리 액체 온도 및 강력한 전자기 교반력의 특성을 가지고 있어 재료 구성을 균일하게 만들고 재료의 화학 구성을 제어하기 쉽습니다.
3. 제련
비용 절감과 생산 효율성을 높이기 위해 제련이 어려운 원소를 직접 첨가하여 제련합니다.
제련 과정은 다음과 같습니다. 전기분해 구리를 용광로에 넣고, 용해가 시작되면 건조 피복제를 넣고, 모든 용해가 끝난 후 탈산제를 넣고, 매번 완전히 피복한 후 1300도까지 가열하고 Mn을 넣고, Mn이 용해되면 Fe를 넣습니다. Fe가 용해되면 나머지 구리를 넣어 냉각 처리한 다음 아연과 알루미늄을 넣어 용해하고, 가열한 후 주석과 희토류를 넣어 교반하고, 온도가 분무되면 용광로에서 꺼내 반연속 주조를 합니다.
1. 망간 및 철 원소
망간과 철의 녹는점은 매우 높기 때문에 녹는점 온도에 도달하기 어렵습니다. 첨가한 후에는 확산을 통해서만 구리에 용해될 수 있습니다. 망간은 구리에 대한 용해도가 높고 고온에서 구리에 쉽게 용해됩니다. 구리에 대한 철의 고체 용해도는 매우 작지만 Cu-Mn 합금에 대한 고체 용해도는 비교적 크고 쉽게 첨가할 수 있습니다. 따라서 이 공정은 고온에서 먼저 Mn을 첨가한 다음 철을 첨가하여 Mn과 Fe 원소를 첨가하는 방법을 채택하여 합금의 조성을 보장할 뿐만 아니라 중간 합금을 만드는 과정을 피하여 생산 비용을 줄이고 생산 효율을 향상시킵니다. Mn은 대량으로 구리에 용해되어 고용체 강화에 역할을 하며 황동의 "탈아연화"를 효과적으로 방지하여 황동의 내식성을 향상시킬 수 있습니다. Fe는 실온에서 고체 용해도가 낮고 Fe가 풍부한 상이 침전됩니다. 철이 풍부한 상은 재료의 윤활성, 매트릭스의 강도, 합금의 내마모성을 향상시킵니다.
2. 아연 및 알루미늄 원소
아연과 알루미늄은 녹는점이 매우 낮고 쉽게 산화됩니다. 합금 용융물의 온도가 높을 때 알루미늄과 아연을 첨가하면 쉽게 산화되고 타 버립니다. 이러한 이유로 Mn과 Fe를 용해한 후 냉각 재료(Cu 또는 폐기물)를 첨가하여 냉각한 다음 알루미늄과 아연을 첨가하는 방법을 채택합니다. Al과 Zn은 Cu에 큰 고체 용해도를 가지므로 구리에 쉽게 용해되어 합금의 화학 조성을 보장합니다. 알루미늄의 아연 당량 계수는 상당히 높습니다(n=6). 소량의 알루미늄은 이중 황동의 상을 증가시킬 수 있습니다. 복잡한 알루미늄 황동에서는 취성 상조차 생성되어 합금의 강도와 경도를 높이는 반면 가소성과 인성을 크게 감소시킵니다.
3. 미세 합금 원소
마지막 공정에서 미세 합금 원소를 첨가하여 화염 분사로에서 가열합니다. 주석을 첨가하면 재료의 매트릭스를 강화하고, SnO2 보호 필름을 생성하여 내식성을 개선하고, "탈아연화" 발생을 방지할 수 있습니다. 그러나 주석을 너무 많이 첨가하면 재료의 취성 화합물이 증가하고 재료 성능에 영향을 미칩니다. 희토류 원소를 첨가하면 입자를 정제하고, 매트릭스를 강화하고, 재료의 냉간 및 열간 가공 특성을 개선할 수 있습니다.
