순수 구리, 황동, 청동 등을 포함한 다양한 범주의 구리 합금 제련을 설명하는 심층 기사입니다.
1. 순동의 제련
(1) 먼저 도가니를 암적색으로 예열한 후, 도가니 바닥에 마른 숯이나 피복제를 두께 30-50cm 정도의 층으로 얹는다. 그런 다음 남은 재료, 폐 블록 및 막대를 순서대로 추가하고 마지막으로 전해 구리를 추가합니다.
(2) 예열을 위해 추가 합금 원소를 스토브 위에 놓을 수 있습니다. 액체 금속에 차가운 물질을 첨가하는 것은 엄격히 금지되어 있습니다. 브리징을 방지하려면 전체 용융 과정 동안 충전물을 자주 움직여야 합니다.
(3) 합금이 완전히 녹을 때까지 온도를 올린다. 합금이 완전히 용해되고 온도가 1200-1220도에 도달한 후, 합금액 중량의 0.3%-0.4%를 첨가하여 인동을 탈산시킨다. 인과 산화제1동 사이에는 다음과 같은 반응이 일어납니다: 5Cu2O+2P=P2O5+10Cu 및 Cu2O+P2O5= 2CuPO3, 생성된 오산화인 가스가 합금에서 빠져나갑니다. 인산구리는 액체 표면에 떠 있을 수 있고 슬래그가 제거되어 탈산 목적을 달성합니다.
(4) 마지막으로, 슬래그가 노에서 제거되고, 합금액의 주입온도는 일반적으로 1100-1200도이다.
2. 황동 제련
아연을 주합금으로 하는 구리계 합금은 황동으로 일반 황동과 특수 황동으로 구분됩니다. 일반 황동은 구리와 아연으로 구성된 이원 합금으로 주로 압력 가공에 사용됩니다. 특수황동은 일반황동에 다른 합금원소(규소, 알루미늄, 망간, 납, 철, 니켈 등)를 첨가하여 만들어집니다. 주조 황동은 대부분 특수 황동입니다.
(1) 합금 성분 및 금속 전하 요구 사항. 구리 합금의 화학 조성은 주요 성분의 변동 범위가 크기 때문에 성분 계산 과정에서 성능 요구 사항에 따라 적절한 성분을 선택해야 합니다. 합금의 화학적 조성은 GB1176-87를 준수해야 합니다. 일반적으로 사용되는 여러 가지 황동 제련 재료의 성분은 표 1에 나열되어 있습니다.
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로 재료는 건조하고 깨끗해야 하며 먼지와 녹은 모래를 불어서 청소해야 합니다.
(2) 장입비율 일반적인 주조관례에 따라 신재료의 조성은 장약 전체중량의 30% 이상, 재활용재료의 비율은 70% 이하로 한다. 그러나 실제 생산에서는 구리합금에 재활용 소재가 많이 포함되어 있다는 점을 고려하고 있습니다. 재활용 재료의 질량 비율이 용광로 재료의 비율에서 90% 이상이면 용융 품질은 여전히 매우 좋습니다. 화학적 스펙트럼 분석은 주물의 구성이 적합하다는 것을 증명합니다. 재활용 물질이 많은 경우에는 합금에 포함된 불순물이 기준을 초과하는지 여부를 고려해야 합니다.
(3) 제련 전 준비 ① 금속 장입물의 준비 : 재활용 장입물은 동일 브랜드의 스크랩 캐스팅, 타설 라이저, 재용해 잉곳 등으로, 화학적 조성이 명확해야 합니다. 용광로에 들어가기 전에 모래 불기를 사용하여 표면 먼지를 제거하고 예열 후 용광로를 로드합니다(차가운 용광로 용융물의 첫 번째 배치는 용광로로 예열할 수 있습니다). 전해 구리는 모래를 불어서 먼지를 제거하고 500-550도에서 예열하여 수분을 제거합니다. (차가운 용광로 용융물의 첫 번째 배치는 용광로로 예열할 수 있습니다. 순수 금속 원소는 용광로에 들어가기 전에 용광로에서 예열할 수 있습니다. 금속 충전물의 최대 크기는 도가니 직경의 1/3을 초과할 수 없으며, 길이는 도가니 깊이의 4/5를 초과할 수 없습니다. ② 도가니 및 제련 장비 및 도구의 준비: 도가니는 사용하기 전에 안전에 영향을 미치는 균열 및 기타 손상이 없어야 합니다. 새 도가니는 균열을 방지하기 위해 저온에서 천천히 가열해야 합니다. 새 흑연 도가니를 사용하거나 교체할 때는 슬래그를 청소하십시오. 제련 합금의 종류에 따라 도가니는 제련 및 세척 전에 동일한 계열의 합금으로 녹여야 합니다. 내화 재료와 흑연으로 만든 교반 막대는 잔류 페인트와 녹을 철저히 청소하고 내화 재료 층을 도포해야 합니다. 페인트를 칠한 후 건조하고 따로 보관해 두십시오. 잉곳 몰드는 사용하기 전에 철저히 청소해야 하며, 페인트를 칠한 후에는 100-150도까지 예열하여 사용해야 합니다.
(4) 피복재 및 플럭스의 제조
①숯은 밀폐된 오븐에 넣고 800도 이상에서 4시간 동안 구워야 합니다. 사용 준비가 완료되면 습기를 흡수하지 않도록 해야 합니다. ② 피복재, 마른 숯도 피복재로 사용할 수 있습니다. 피복재는 건조 및 잔해 제거가 필요합니다.
(5) 합금 제련 공정
① 먼저 도가니를 진한 빨간색으로 예열한 후 바닥에 20-40cm 두께의 숯을 추가합니다.
②전해동을 첨가하고 급격하게 가열하여 녹인 후, 융점이 가장 높은 중간합금, 융점이 가장 낮은 합금(첨가하는 경우) 순으로 첨가하고 마지막으로 용광로 장입물에 다시 첨가하고 첨가한다. 합금 액체 수준이 공기 중에 노출되지 않도록 동시에 숯을 사용합니다.
③ 황동 제련에는 일반적으로 탈산 과정도 필요합니다. 구리가 모두 녹은 후 온도가 1150-1200에 도달하면 인동(용해된 구리 중량의 0.04%-0.06%를 차지하는 P로 계산)을 첨가합니다. 탈산 정도. 탈산과 비탈산을 실제적으로 비교한 결과, 탈산된 주물의 표면 품질은 탈산이 없는 주물의 표면 품질보다 우수합니다.
④각 합금 등급의 조성 요구 사항에 따라 합금 원소를 추가합니다. 알루미늄-구리 모합금을 1100-1120도에 추가하고, 정전 시 순수 아연과 순수 알루미늄을 1100-1150도에 일괄 첨가하고 교반합니다. 실리콘 황동을 녹일 때 실리콘을 먼저 첨가한 다음 아연을 첨가해야 합니다. 납황동을 녹일 때에는 아연을 먼저 첨가한 후 납을 첨가해야 합니다. 아연원소의 첨가온도를 조절해야 한다. 아연 첨가 후 온도가 떨어지면 중간에 전력을 보낼 수 있습니다. 합금액의 온도가 1200도보다 높을 때 아연 첨가는 허용되지 않습니다.
⑤ 로에서 슬래그를 제거하고 합금액을 주조 공정 카드에서 요구하는 온도로 조정한 후 신속하게 로에서 배출하여 붓는다. 합금의 주입 온도는 주조 성능에 영향을 미치는 요소 중 하나입니다. 일반적인 노 온도는 ZCuZn38: 1100-1130 도입니다. ZCuZn40Pb2: 1080-1100도 ; ZCuZn31Al2: 1120-1140도 ; ZCuZn16Si4: 1100-1140도 .
⑥ 서로 다른 등급의 두 가지 합금을 제련하여 화학성분에 영향을 줄 경우에는 중간에 용광로를 세척해야 합니다. 예를 들어, 알루미늄 청동을 녹일 때 사용했던 도가니와 도구를 사용하여 주석 청동을 녹이는데, 도가니와 도구에는 알루미늄이 들어 있어야 합니다. 알루미늄은 알루미늄 청동의 적격 구성 요소이지만 주석 청동에서 가장 유해한 요소입니다. .
일반 구리합금을 탈산한 후에 적합한 주물을 얻을 수 있습니다. 그러나 알루미늄 청동, 알루미늄 황동, 실리콘 청동 등은 쉽게 산화되어 고융점 산화물인 Al2O3, SiO2를 형성하여 주물에 슬래그 혼입을 유발합니다.
3. 청동 제련
주조청동은 조성에 따라 주석청동과 무주석청동으로 구분됩니다. 주석 청동은 주석을 주 합금 원소로 하는 구리 기반 합금입니다. 내마모성, 내식성, 강도 및 가소성이 우수합니다. 무주석 청동에는 알루미늄 청동, 납 청동, 실리콘 청동 등이 포함되며 서로 다른 주요 원소를 포함합니다. 예를 들어, 알루미늄 청동은 알루미늄을 주 합금 원소로 하는 구리 기반 합금입니다.
(1) 합금 성분 및 금속 전하 요구 사항. 일반적으로 사용되는 여러 가지 청동 합금을 제련하는 데 사용되는 성분은 표 2에 나열되어 있습니다.
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요구 사항: 기계적 특성을 향상시키기 위해 ZCuAl10Fe3 합금에 {{0}}.7%~0.9%Ni 및 0.3%~0.4%Mn을 첨가하는 것이 허용됩니다. 합금의.
(2) 용광로 장입 비율: 용광로 장입 총 중량 중 신재료의 비율은 30% 이상, 재활용 재료는 70% 이하로 한다.
(3) 제련 전 준비 청동을 제련하기 전 준비는 황동 제련과 동일하다. 숯은 밀봉된 베이킹 오븐에 넣고 800도 이상에서 4시간 동안 구워야 합니다. 사용 준비가 완료되면 습기를 흡수하지 않도록 해야 합니다. 짚재를 가루로 내어 수분을 제거한 후 잘 말려야 합니다. 사용 전 방습에 주의하세요. 피복재는 건조 및 잔해 제거가 필요합니다.
(4) 합금 제련 공정 주조 청동에는 여러 종류가 있습니다. 여기서는 몇 가지 일반적인 합금에 대해서만 설명합니다. 동일한 유형의 다른 구리 합금을 기준으로 사용할 수 있습니다.
ZCuSn10Pb1 및 ZCuPb10Sn10 제련: ① 먼저 도가니를 진한 빨간색으로 예열한 후 바닥에 20cm-40cm 두께의 숯을 추가합니다. ②전해동을 첨가하고 빠르게 가열하여 녹인 후 재활용재료를 첨가하고 동시에 숯을 첨가하여 합금액층이 공기에 노출되지 않도록 한다. ③반환된 전하를 녹인 후 인동을 첨가한다(일반적으로 전하 중량의 0.5%, 인주석청동을 녹일 때 사용하는 인동은 모두 첨가할 수 있다). ④아연, 주석, 납을 순서대로 첨가한다(성분에 따라). 이전 충전물이 완전히 녹은 후 다음 충전물을 추가하고 합금액을 계속 저어줍니다. ⑤합금액 온도를 1100-1150도 사이로 조정합니다. ⑥로에서 슬래그를 파쇄하고 인동(일반적으로 장입량의 0.1%)을 첨가하고 탈산하고 균일하게 교반한 후 합금액 표면에 짚재를 뿌린 후 합금액을 요구되는 온도로 조정한다. 주조 공정 카드(보통 1130 -1180 도)를 넣은 다음 용광로에서 빠르게 부어냅니다.
ZCuAl10Fe3 및 ZCuAl10Fe3Mn2 용융: ① 이 두 합금을 용융하기 위해 다른 합금을 녹인 도가니를 사용하지 마십시오. ② 도가니를 검붉은색이 될 때까지 예열하고 준비된 플럭스를 첨가한다. . ③200도 정도 예열된 저탄소 박강판과 재생재료를 동시에 투입하고, 용융 후 합금을 교반하여 온도를 1150-1180도까지 올린다. ④탈산용 인동합금 중량의 0.3%를 첨가하고 플럭스를 첨가한다. ⑤200도로 예열한 순수알루미늄과 순수망간(성분에 따라)을 일괄 첨가한다. 각 배치를 첨가한 후 빠르게 녹이기 위해 교반봉으로 눌러주고, 계속 저어 주어 재료가 균일하게 되도록 한다. **마지막으로 합금액의 온도를 1120-1220도 사이로 조절한다. ⑥슬래그를 짚재로 덮고 주조 공정 카드에 따라 합금 온도(보통 1160-1200 도)를 조정한 후 신속하게 주조 공정을 조정합니다.
4. 제련 시 주의해야 할 몇 가지 문제
(1) 녹는 시간을 조절해야 한다. 용해 시작부터 용해 종료(합금이 용광로 밖으로 나오는)까지의 시간을 용해 시간이라고 합니다. 용융 시간의 길이는 생산성에 영향을 미칠 뿐만 아니라 주조 부품의 품질에도 큰 영향을 미칩니다. 용융 시간이 증가하기 때문에 합금의 원소 연소 속도가 증가하고 가스 흡수 가능성이 증가합니다. 따라서 용해작업은 최단시간 내에 완료되어야 한다. 가능한 경우 충전물의 예열 온도를 최대한 높여야 하며 작업은 컴팩트하고 신속해야 합니다.
(2) 제련에 사용되는 교반봉은 탄소봉이어야 한다. 철, 납과 같은 구리 합금의 특정 원소는 녹을 때 기계적 혼합물 형태로 존재합니다. 또한 밀도가 다르기 때문에 비중 분리 및 층화가 발생하는 경향이 있는 일부 요소도 있습니다. 실습을 통해 이러한 요소는 제련 및 주입 과정에서 부적합한 화학적 조성과 부적합한 기계적 특성을 쉽게 유발할 수 있음이 입증되었습니다. 이러한 현상을 극복하기 위해서는 녹이고 붓는 과정에서 빼놓을 수 없는 부분인 교반을 이용해야 합니다. 그러나 일반적으로 온도 측정 및 냉각 중에는 교반이 필요하지 않습니다. 사용되는 교반기의 재료구성은 일반적으로 흑연이다. 철봉과 같은 다른 교반 재료를 사용하면 교반 과정에서 철봉이 녹아 합금의 화학적 조성에 영향을 미치기 때문입니다. 동시에, 철 막대가 노에서 더 높은 온도에서 예열되거나 교반 시간이 길어지면 철 막대의 산화물이 합금 액체에 들어가 불순물이 됩니다. 철 막대가 더 낮은 온도에서 예열되면 합금은 교반 중에 교반됩니다. 쇠막대를 접착하는 것은 생산 과정에서 관찰할 수 있습니다.
(3) 제련시 피복재 사용상의 문제점. 구리합금 제련시 피복제의 양은 일반적으로 유리, 붕사 사용 시 투입물 중량의 0.8%-1.2%로 피복층의 두께가 일정해야 하기 때문이다. 10- 15cm로 유지; 숯을 사용할 경우 사용량은 충전물 중량의 약 0.5%-0.7%이며 피복층의 두께는 25-35cm를 유지해야 합니다. 피복제의 제거 시간은 일반적으로 붓기 전에 수행됩니다. 너무 일찍 수행하면 구리 합금의 산화 및 공기 흡수가 증가합니다. 피복제로 숯을 사용하고 슬래그 차단효과가 좋으면 피복제를 제거할 필요가 없으므로 타설시 슬래그 차단 역할도 할 수 있어 효과가 더욱 이상적이다.
