التركيز على المحتوى: خصيصا للنحاس النقي (النحاس الأحمر) صهر. يناقش هذا الدليل قابلية النحاس المنصهر لامتصاص الهيدروجين والأكسجين في بيئات أفران الحث ويشارك وصفات عملية لعزل الهواء وإزالة الأكسدة.
تحليل نقطة الألم الأساسية: لماذا يكون صهر النحاس النقي في أفران الحث عرضة لامتصاص الغاز?
النحاس النقي حساس للغاية للغازات (الهيدروجين والأكسجين) عندما تكون في حالة سائلة:
- امتصاص الهيدروجين: الهيدروجين هو السبب الرئيسي للمسامية (ثقوب الغاز). في حين أن تأثير التحريك الكهرومغناطيسي لفرن الحث يضمن درجة حرارة موحدة, كما أنه يقوم باستمرار بتدوير السطح المصهور إلى الداخل. إذا كانت التغطية ضعيفة, هذا بشكل فعال “يثير” رُطُوبَة (مصدر الهيدروجين) من الهواء مباشرة إلى سائل النحاس.
- امتصاص الأكسجين: يتفاعل الأكسجين مع النحاس لتكوين أكسيد النحاسوز. على الرغم من أن هذا لا يسبب المسامية بشكل مباشر, فهو يتفاعل مع الهيدروجين لتكوين بخار الماء. هذا هو رد الفعل الأساسي الذي يؤدي إلى “هشاشة الهيدروجين” وضعف الكثافة في المسبوكات.
أنا. عملية تغطية الفحم: بناء الحواجز الفيزيائية والكيميائية
في فرن الحث, لا يعمل الفحم كغطاء مادي فحسب، بل يعمل أيضًا كعامل اختزال. لكن, باستخدام الفحم الخطأ (على سبيل المثال, رطبة أو مسحوقة) سوف يعرض الغاز بدلا من منعه.
1. اختيار الفحم ومعالجته (مهم!)
- يجب أن تكون مكلسة / مخبوزة: يحتوي الفحم العادي على رطوبة ومواد متطايرة. نصيحة: يجب عليك استخدام الفحم المكلس في درجات حرارة عالية (حالة ساخنة حمراء) أو خبزها لفترة طويلة (فوق 150 درجة مئوية ل 2 ساعات). إذا لم يجف, الفحم نفسه يصبح مصدرا هائلا للهيدروجين.
- التحكم في التفاصيل:
- تجنب المسحوق: تتميز أفران الحث بالتحريك الكهرومغناطيسي القوي. يتم امتصاص الفحم المسحوق الناعم بسهولة في سائل النحاس, تسبب شوائب الخبث.
- الحجم الموصى به: استخدم كتلة الفحم حجم الكستناء (10مم – 30مم). يتم تعبئة هذا الحجم بإحكام بما يكفي لعزل الهواء ولكنه كبير بما يكفي للاعتماد على الطفو للبقاء على السطح دون تحريكه تحته..
2. المهارات التشغيلية للتغطية
- توقيت: لا تنتظر حتى يذوب النحاس بالكامل لإضافة الفحم. يجب إضافة الدفعة الأولى من الفحم بمجرد ذوبان الشحنة الأساسية وتشكيل بركة منصهرة.
- سمك التغطية: غالباً, يحدث امتصاص الغاز بسبب الغطاء “رقيقة جدا.” سمك 30مم – 50مم يوصى به. تأكد من عدم تعرض السطح السائل النحاسي أبدًا أو توهجه باللون الأحمر; يجب أن تقدم دائمًا طبقة تغطية سوداء.
- قشط الخبث: عند القشط الخبث قبل التنصت, تعمل بسرعة. قم بتقشير جزء ثم صبه على الفور أو قم بقياس درجة الحرارة لتقليل وقت التعرض.
الثاني. عملية إزالة الأكسدة الفوسفور والنحاس: صيغة دقيقة وتوقيت
الفوسفور والنحاس (عادة باستخدام مع-14%ف أو مع-15%ف سبيكة رئيسية) هو مزيل الأكسدة الأكثر فعالية للنحاس النقي. يتفاعل مع Cu2O لتكوين غاز خامس أكسيد الفوسفور أو الخبث, والذي يتم طرده بعد ذلك.
1. صيغة الجرعة العملية
للنحاس النقي القياسي, لا يمكن تخمين كمية مزيل الأكسدة. القليل جدًا لن يزيل الأكسجين; الكثير سوف يقلل بشدة من التوصيل الكهربائي.
- الجرعة الموصى بها:0.1% ~ 0.15% من إجمالي وزن النحاس.
- صيغة الحساب:
- إضافة الفوسفور والنحاس (ز) = إجمالي وزن النحاس (كلغ) * 1.5
- دراسة حالة: للصهر 100 كلغ من النحاس النقي, فمن المستحسن أن تضيف 150 ز ل 15% الفوسفور والنحاس.
- ملحوظة: إذا كانت نسبة العودة الخردة (مواد النفايات) مرتفع والأكسدة شديدة, يمكنك زيادة هذا ل 0.2% (200ز), ولكن انتبه إلى أن الموصلية قد تنخفض.
2. التوقيت الذهبي للإضافة
- لا تضيف في وقت مبكر جدا: سوف يحترق الفوسفور ويتطاير عند درجات حرارة عالية.
- أفضل لحظة: يضيف 1-2 دقائق قبل النقر/الصب.
- التقنية التشغيلية:
- قطع الطاقة أو تقليل القوة الكهربائية.
- ادفع جانبًا منطقة محلية من طبقة الفحم.
- استخدم أ الجرس الغطاس (جرة الجرس) للضغط على كتلة الفوسفور والنحاس في عمق قاع الفرن (لا ترميها على السطح; خلاف ذلك, سوف يطفو الفوسفور ويحترق دون إزالة الأكسدة).
- يقلب بلطف (باستخدام المغناطيسية المتبقية أو يدويا) لضمان رد فعل موحد.
- دعونا نقف ل 1-2 دقائق للسماح لخبث الأكسيد بالطفو, اقشط الخبث, وتصب على الفور.
ثالثا. ملخص تدفق العملية
لسهولة تشغيل الورشة, يمكنك الرجوع إلى سير العمل البسيط هذا:
- تحضير: الزيوت الجافة/الملوثات من المواد النحاسية; قم بتسخين الفحم مسبقًا وخبزه في مكان قريب.
- ابدأ بالذوبان: أضف كمية صغيرة من النحاس إلى قاع البوتقة و أضف الدفعة الأولى من الفحم الجاف مع الشحنة.
- أثناء الذوبان: كما يتم إضافة المواد, قم بتجديد الفحم باستمرار للحفاظ على أ 30-50مم سماكة. يمنع منعا باتا الكشف عن سائل النحاس.
- بعد ذوبان كامل: رفع لدرجة حرارة صب (على سبيل المثال, 1150-1200درجة مئوية) وقم بإزالة خبث الفحم القديم الذي امتص الشوائب.
- إزالة الأكسدة (خطوة حاسمة):
- تحضير الفوسفور-النحاس بنسبة 1.5غرام لكل كيلوغرام.
- اضغط عليه بعمق في سائل النحاس باستخدام أداة.
- يقلب بسلاسة وبشكل متساو.
- تسوية & صب: دعونا نقف لمدة 2 دقائق, رش طبقة من عامل التغطية (مثل البيرلايت أو الفحم الطازج الجاف) للعزل, وتصب بسرعة.
