10-3铝青铜熔炼工艺

 

一、           熔炼前期的准备工作

1.      原材料和回炉料的准备

原材料：电解铜及金属铝、铁、锰、镍，要求表面干净无油污；

回炉料：回炉料主要有浇道和废件，浇道现场回炉，废件要求处理干净油污。

2.      中间合金的准备

10-3中间合金（Al-Fe合金）熔炼工艺，按照10：3的比例加上两次烧损后入炉熔炼。Al理论烧损4%～10%、Fe理论烧损1～2%，取上限10%和2%。考虑到二次熔炼，故铝铁的理论烧损应该按16%和4%预置，即熔炼中间合金时应该加入的量如下表1所示

表1. 10-3中间合金每炉按120kg计算，Al、Fe的入炉质量计算

入炉成分	假定铝铁的质量（kg）	理论烧损百分含量（%）	理论烧损质量（kg）	计入二次烧损后假定入炉质量（kg）	每炉中间合金实际该加入的铝、铁质量（kg）
Al	10	10%	1.00	12.00	95.23
Fe	3	2%	0.06	3.12	24.77

注：每炉的入炉质量计算方式为：实际单炉总质量（120）×(计入二次烧损后假定入炉质量／各合金计入二次烧损后假定入炉质量和（Fe+Al））

3.      熔剂

铝青铜熔炼过程中所需溶剂按其目的不同分为：除渣剂、精炼剂。

除渣剂的选择：张家港溶剂A；

精炼剂的选择：张家港熔剂M，用量为入炉重量的0.3%~0.5%；

各熔剂的加入剂量一定要符合规范，以免影响合金力学性能及各项成分。

4.      熔炼设备

I.          油炉 

（1）    使用前检查油炉坩埚的状况，及时更换坩埚，新坩埚应该进行预热；

（2）    点火前及时检查油嘴有无故障，燃烧通道有无阻塞,若有焦炭状烧结物，必须清理干净；

（3）    更换坩埚时应保证坩埚底部与雾化喷嘴上沿平齐；

（4）    油炉进油开关应该先小后大，慢慢调节以保证燃料充分燃烧。

II.       工具

（1）    熔化工具，如钢钎、样勺、渣勺、搅拌扒子、炉料钳子、钟罩等应备齐并刷好涂料放在炉旁预热；

（2）    准备取样（成分鉴定）所需的金属样模在炉旁预热；

（3）    提前准备好力学性能鉴定试棒所需砂型在炉旁预热；

（4）    测温工具：套管式钨-铼热电偶测定中频炉及油炉温度。

5.      浇注设备

I.          离心浇铸机

（1）    浇注前及时检查离心浇铸机的电路、保护壳、盖板、模具夹具等是否完好，有问题及时解决，重大问题及时向车间报告进行整改；

（2）    浇注前检查冷却水系统是否正常，以保证顺利浇注；

（3）    浇注前保证浇注场地整洁，以防绊倒烫伤；

（4）    浇注前及时清理干净浇道并对准浇道口，保证安全浇注；

（5）    离心机必须完全停稳后方可脱模。

II.       浇包

（1）    新浇包采用50%石英砂（10～20目），50%石英粉（180目）外加适量的水玻璃(大约6%-10%)搅拌均匀进行砌筑；

（2）    搪好的浇包先预烘一定温度，等阴干24小时后再刷好涂料烘干方可使用。

二、           熔炼

1.      化学成分范围

表1.10-3铝青铜合金所要求加入的元素百分含量

化学成分	Al（%）	Fe（%）
行业标准成分	8.5～11	2.0～4.0
实际配料比例	9.8	3.4

 

2.      熔炼过程

       由于铝同氧的亲和力大，易氧化生成在铜溶液中呈悬浮状的氧化物（Al₂O₃）并在液面上形成致密的氧化膜。铜液不应该过分搅动以防止液面上氧化膜的破坏而导致铜液过多的氧化和吸气，且铝块后加为宜。一般加料次序为先高温金属后低温金属，先难氧化后易氧化铝青铜铜套。

熔炼步骤：

（1）    使用前应检查油炉中坩埚的状况，及时更换坩埚；

（2）    检查油嘴有无故障，燃烧通道有无阻塞,若有焦炭状烧结物，必须清理干净；

（3）    点火，预热坩埚到200-300℃；

（4）    加入Al-Fe中间合金及电解铜升温熔化，直到电解铜熔清；

（5）    熔清之前不搅拌，熔清后适当略作搅拌，尽量减少搅拌以免破坏覆盖层导致合金吸气；

（6）    完全熔清后及时测温并根据温度调节油炉火焰强度，保持温度在1250℃～1300℃左右；

（7）    在油炉中加入质量1%的除渣剂(A)进行除渣，保温镇静10分钟；

（8）    镇静完成后不允许搅拌，直接扒渣；

（9）    取鉴定成分所需试样；

（10）浇注铸件，对于不同壁厚和浇注模型铸件浇注温度见下表2，要求浇筑过程中要严格称量铜液，防止浪费。

（11）严禁离心浇注后立刻水冷，要等铸件自然冷却到暗红色（500℃-600℃）再浇水急冷。

表2.不同壁厚铸件对应的浇注温度

浇注类型	浇注温度（℃）
＜30	1140～1200
≥30	1110～1150

        备注：以上浇注温度根据实际生产所得。

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