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熔炼与铸造除气和脱氧技术

来源:本站整理 秩名 2016-06-06 浏览次
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文章摘要:熔炼与铸造除气和脱氧技术 ,干瘦粒子金耳环,离异令人喷饭亚洲。

在铸造中会产生气体,网上电子游戏:主要来炉气、炉料、耐火材料、熔剂以及操作工具等所产生,在铸造过程中需要对气体进行除气处理,本文将就熔炼与铸造除气和脱氧技术进行讨论。

熔炼

一、气体的来源

能溶解于金属中的气体,主要是氢和氧。在熔炼过程中,气体的主要来源有:

1、炉气:非真空熔炼时,炉气是金属中气体的主要来源。在炉气中除含有氧、氮外,还含有水汽、氢、一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫和碳氢化合物等。炉气的成分随使用的燃料和燃烧的情况的不同而变化;如以重油或煤气做燃料的反射炉或坩埚炉中,常含有5-10%的水汽和较多的氢、一氧化碳等。

2、炉料:电解金属表面大都有残留电解液,加工车间返回料大都含有油、水、乳液等。外来废料大都有水腐蚀物、锈蚀等。特别是露天堆放和潮湿季节,炉料表面吸附有水分。这些都会使金属在熔炼过程中吸收较多的氢。

3、 耐火材料:耐火材料中所含水分也能促使金属吸气,新炉开始生产时尤为严重。

4、 熔剂:许多熔剂都带有水分,其中一些(如木炭、米糠等)含有吸附的水分,有些熔剂(如硼砂)本身带有结晶水。为减少熔炼过程中气体的来源,熔剂应进行干燥或脱水处理。

5、操作工具:操作工具预热不彻底,也会增加金属的含气量。

二、气体的溶解过程及溶解度

气体在金属中溶解度:金属在固体时,气体的溶解度很小,随着温度的上升溶解度缓慢增加,到熔点温度时溶解度急剧增加,继续提高熔融金属的温度,气体溶解度继续增加,到某一最大点后开始下降,到金属的沸点温度时,气体溶解度几乎等于零。

不同的合金元素对气体在合金中的溶解度的影响也不同,某些元素如镍等与气体有较大的结合力,使合金中的气体的溶解度增加。另上些元素如铝、锡等能使气体在合金中的溶解度降低。铜合金中合金元素对氢气溶解度的影响如下:

Cu+Ni > Cu+Pb > Cu+Ag > Cu+Au > Cu+Sn > Cu+Al

三、除气方法:

1、 气体除气法:一种为惰性气体(如N2等),另一种是活泼气体(如Cl2等)气泡越小,数量越多,对除气是有益的。但由于气泡上浮的速度大,通过熔体的时间短,且气泡不可能均匀分布于整个熔体中,故用此法除气不容易彻底;随着熔体中含氢量的减少,去气效果显著降低。

2、 熔剂除气法:熔剂除气是利用熔盐的热分解或与金属进行置换反应,产生不溶于熔体的挥发性气泡而将氢除去。如铝青铜常用冰晶石熔剂除气,白铜和镍合金常用萤石、硼砂、碳酸钙等熔剂除气。熔剂精炼时,一般将干燥的熔剂用带孔罩压入熔池中。为了提高除去效果,也可采用干燥氮气将粉状熔剂吹入熔池中。熔剂在除气的同时,还可去渣。

3、 沸腾除气:在工频炉熔炼高锌黄铜时常用的一种方法。但需具备两个条件:一是高锌黄铜的沸腾温度较低,二是熔沟部分熔体温度较高。铜锌合金的沸腾温度随锌含量的增加而降低。

由于工频炉中熔沟部分熔体温度最高,首先形成锌的蒸汽泡随即上浮。伴着熔池温度的升高,炉膛内的蒸汽压也随逐渐提高;当温度升高到整个熔池接近锌的沸点时,甚至使整个熔池表面出现冒泡。当熔池上面的蒸汽压升高到超过大气压时,锌蒸汽便向炉口喷出,被氧化燃烧,形成沸腾的喷火现象。次数越多,除气效果越好,一般2-3次即可。含锌量小于20%的黄铜,不能利用沸腾除气。缺点在于低沸点金属元素(如锌等)损耗较大。

4、 其他除气法:1)冷凝除气;2)振荡除气;3)直流电解除气

四、脱氧过程

使金属熔体中的氧化物还原而除去氧的过程称为脱氧。熔融金属及合金中的脱氧过程属于置换反应,凡在操作条件下,能从熔融金属中取得氧的任何物质,即氧化物的分解压比被脱氧金属氧化物的分解压为低的元素,一般都可作为脱氧剂。

五、脱氧剂

分为表面脱氧剂和溶解于金属的脱氧剂两种。表面脱氧剂基本上不溶于金属,脱氧作用仅在与金属接触的表面进行,脱氧速度较慢。它的优点不溶于金属,脱氧剂不会影响金属的质量。常用的表面脱氧剂有:碳化钙、硼化镁、木炭、硼 (B2O3)等。

溶于金属的脱氧剂,能在整个熔池中与熔融金属中的氧化物相互作用,脱氧效果好得多。缺点是剩余的脱氧剂将留于金属中而影响金属的性能。常用的脱氧剂有:磷、硅、锰、铝、镁、钙、钛、锂等。这些元素可以中间合金的形式加入。脱氧反应所产生的细小固体氧化物,使金属的粘度增大,或成为金属中分布不均匀的夹杂物,故应控制加入量。

对脱氧剂的要求:

1. 对金属或合金的性能无害。

2. 脱氧产物最好不溶于熔融金属,且容易除去。

3. 脱氧剂应足够活泼,即脱氧产物应与熔融金属在比重和熔点上有较大的差别。

铜磷中间合金除能脱氧外,并能改善合金的流动性,在铜合金生产中应用较广。

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