所用的熔炼设备:中频感应电炉、热电偶、浇包、石墨坩埚等。
3.青铜的熔炼
铸造青铜按成分可分为锡青铜和不含锡青铜。锡青铜是以锡为主要合金元素的铜基合金,具有良好的耐磨性、耐蚀性,较好的强度和塑性。不含锡青铜有铝青铜、铅青铜、硅青铜等,含有的主要元素不同,如铝青铜是以铝为主要合金元素的铜基合金。
(1)合金的配料及金属炉料要求几种常用青铜合金熔炼配料成分按表2进行。
要求:在ZCuAl10Fe3合金内允许配入0.7%~0.9%Ni,0.3%~0.4%Mn以提高合金力学性能。
(2)炉料配比新料成分占炉料的总重量应≥30%,回炉料≤70%。
(3)熔炼前的准备青铜熔炼前的准备工作与黄铜熔炼的准备工作相同。木炭应装入密封的烘烤箱内,在不低于800℃烘烤4小时,待用时要防止吸潮。稻草灰应研碎成粉末状,除去水分,彻底烘干,待用时也要注意防潮。覆盖剂均要求干燥并去除其中的杂物。
(4)合金熔炼工艺过程铸造青铜的种类较多,这里仅讨论几种典型的合金,同类其他铜合金可以参考使用。
ZCuSn10Pb1、ZCuPb10Sn10的熔炼:①先将坩埚预热至暗红色,并在其底部加入20厘米-40厘米厚木炭。②加入电解铜,迅速升温熔化后再加入回炉料,同时补加木炭,以保证合金液面不暴露在空气中。③回炉料熔化后,加入磷铜(一般加占炉料重0.5%,熔化磷锡青铜时使用的磷铜可全部加入)。④依次加入锌、锡、铅(按配料成分),前一种炉料熔化完全后,再加入下一种,并不断搅拌合金液。⑤调整合金液温度在1100-1150℃之间。⑥出炉打渣,再加磷铜(一般加炉料重的0.1%),进行脱氧,均匀搅拌,并在合金液表面上撒一层稻草灰,调整合金液至铸件工艺卡片要求温度(一般为1130-1180℃)后,迅速出炉浇注。
ZCuAl10Fe3、ZCuAl10Fe3Mn2的熔炼:①不能用熔化过别的牌号合金的坩埚熔化这两种合金。②把坩埚预热至暗红色,加入配制好的熔剂。(熔剂成分:冰晶石20%(质量百分比),氟化钠60%,氟化钙20%)。③将预热至200℃左右的低碳薄钢片和回炉料同时加入,熔化后搅拌合金,升温至1150-1180℃。④加入合金重量0.3%的磷铜脱氧,并补加熔剂。⑤将预热至200℃的纯铝和纯锰(按配料成分)分批加入,每加入一批,即用搅拌棒将其压入,使迅速熔融,并不断搅拌使其成分均匀,调整合金液的温度在1120-1220℃之间。⑥用稻草灰覆盖打渣,按铸件工艺卡片调整合金温度(一般为1160-1200℃)后迅速调整出炉浇注。
4.安全事项
安全生产是铸造行业的基本要求,纯铜及铜合金的熔炼都必须做到:
(1)操作者应穿戴好防护用品,工作场地保持整洁,不允许有积水和杂物。
(2)开炉前应检查所用设备是否完好,如有不安全因素应及时排除。
(3)应仔细检查并确认炉料中无易爆及危险物等后,方能进行预热。
(4)熔炼浇注工具,如搅拌棒、铁勺、除渣工具等,未经预热不得与合金液接触。
(5)浇注时剩余的合金液要倒入经过预热的锭模中,不允许直接浇在地面上或倒回炉中。