การควบคุมความพรุนของการถลุงอลูมิเนียมบรอนซ์และการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการ

ในการผลิตงานหล่ออลูมิเนียมบรอนซ์ขนาดใหญ่, เตาเหนี่ยวนำเป็นตัวเลือกที่ต้องการเนื่องจากมีการกวนด้วยแม่เหล็กไฟฟ้าแรงสูง, ความร้อนอย่างรวดเร็ว, และความสามารถในการรับประกันความเป็นเนื้อเดียวกันของสารเคมี. อย่างไรก็ตาม, แนวโน้มของอลูมิเนียมบรอนซ์ (เช่น ZCuAl10Fe3) การออกซิไดซ์และดูดซับก๊าซได้ง่ายทำให้เกิดความท้าทายที่สำคัญ.

การวิเคราะห์ทางเทคนิคของการควบคุมความพรุนและการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการในการถลุงอะลูมิเนียมบรอนซ์

ฉัน. กลไกความพรุนและกระบวนการกลั่น/กำจัดแก๊ส

ความพรุนในอะลูมิเนียมบรอนซ์มีสาเหตุหลักมาจากไฮโดรเจน (ฮ₂) และอลูมินาที่ติดอยู่ (อัล₂O₃) ภาพยนตร์. ที่อุณหภูมิใกล้จุดหลอมเหลว, อลูมิเนียมทำปฏิกิริยากับไอน้ำได้ง่าย:

2อัล + 3H₂O → อัล₂O₃ + 6[ชม]

1. การกลั่นและการกำจัดแก๊สแบบไดนามิก

ในขณะที่การกวนด้วยแม่เหล็กไฟฟ้าช่วยให้มั่นใจว่ามีการหลอมละลายสม่ำเสมอ, นอกจากนี้ยังสามารถดึงฟิล์มออกไซด์ของพื้นผิวให้ลึกเข้าไปในการหลอมละลายได้.

• การล้างก๊าซเฉื่อย: เข้าสู่ช่วงสิ้นสุดกระบวนการหลอมละลาย, ใช้หลอดกราไฟท์เพื่อฉีดอาร์กอนที่มีความบริสุทธิ์สูง (อาร์) หรือไนโตรเจน (น₂) ลงไปที่ก้นเตา. ฟองอากาศที่เพิ่มขึ้นจะพาไฮโดรเจนที่ละลายออกไปผ่านความแตกต่างของความดันบางส่วน.
• การกลั่นฟลักซ์: ใช้ฟลักซ์เคลือบที่ประกอบด้วยคลอไรด์และฟลูออไรด์ (เช่น,โซเดียมคลอไรด์, เคซีแอล, นา₃อัลเอฟ₆). วิธีนี้จะแยกของเหลวที่ละลายออกจากอากาศและใช้การกระทำทางเคมีกายภาพเพื่อทำให้เปียกและดูดซับขี้เถ้าอลูมินาที่ลอยอยู่.

2. การถือครองแบบคงที่

ก่อนเท, ควรตัดไฟหรือคงไว้โดยใช้พลังงานต่ำเป็นระยะเวลาสั้นๆ. ซึ่งช่วยให้ฟองอากาศและสารเจือปนขนาดเล็กลอยขึ้นสู่พื้นผิวได้เนื่องจากความหนาแน่นต่างกัน.

ครั้งที่สอง. การเลือกซับในเตาเผาและการสะสมตะกรัน (ตะกรันแขวน) การป้องกัน

อลูมินา (อัล₂O₃) การสะสมตัวเป็นปัญหาที่ฉาวโฉ่ในการหลอมอลูมิเนียมบรอนซ์. ตะกรัน “เปลือกโลก” ยึดติดกับผนังเตาหลอม, การลดปริมาตรเตา, ลดประสิทธิภาพทางไฟฟ้า, และอาจก่อให้เกิดความพรุนที่เกี่ยวข้องกับการรวมตัวอย่างรุนแรงหากสิ่งสะสมหลุดลอกออกไปในการหลอมเหลว.

1. วัสดุที่แนะนำ

• วัสดุบุผิวที่เป็นกลางหรือพื้นฐาน: หลีกเลี่ยงกรด (ที่ใช้ซิลิกา) วัสดุบุผิวเพราะอลูมิเนียมจะลดลง SiO₂. วัสดุที่แนะนำ ได้แก่ อลูมินาสูง (อัล₂O₃) หรือ แมกนีเซียมอลูมิเนียมสปิเนล (เอ็มจีโอ · อัล₂O₃) ส่วนผสมแบบแห้งกระแทก.
• ข้อกำหนดด้านความหนาแน่น: การกระจายขนาดอนุภาคของวัสดุซับในจะต้องได้รับการจัดลำดับอย่างแม่นยำเพื่อลดการแทรกซึมทางกายภาพจากการหลอม.

2. เทคนิคต่อต้านการสะสมตัว

• ความเรียบเนียนของพื้นผิว: ตรวจสอบให้แน่ใจว่าผนังด้านในของเตาหลอมเรียบที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ในระหว่างกระบวนการซับใน.
• ฟลักซ์ป้องกันการเกาะติด: ใช้ฟลักซ์พิเศษที่จะเปลี่ยนแรงตึงผิวของตะกรันออกไซด์, เก็บไว้ในสถานะของเหลวหรือหลวมเพื่อให้ถอดออกได้ง่ายขึ้น.
• เสถียรภาพทางความร้อน: ลดความผันผวนของอุณหภูมิที่รุนแรงให้เหลือน้อยที่สุด, ซึ่งอาจทำให้เกิดรอยแตกขนาดเล็กในเยื่อบุที่ตะกรันออกไซด์สามารถ “หยั่งราก”

III. กลยุทธ์การควบคุมอุณหภูมิ

อุณหภูมิเป็นตัวกำหนดทิศทางโดยตรงที่สุดในการควบคุมความพรุน.

หลักการสำคัญ: “ละลายเร็ว, ควบคุมอุณหภูมิ, เทอย่างรวดเร็ว.” ใช้ประโยชน์จากความหนาแน่นพลังงานสูงของ เตาหลอม เพื่อลดเวลาที่โลหะจะอยู่ด้านบนให้เหลือน้อยที่สุด 1200° C.

IV. แนวทางที่ครอบคลุมสำหรับการป้องกันรูพรุน

1. ชาร์จก่อนการรักษา: ค่าเตา (รวมถึงผลตอบแทน) จะต้องสะอาด, แห้ง, และปราศจากน้ำมัน. กำลังอุ่นประจุไว้ด้านบน 200° C ขจัดความชื้นบนพื้นผิวได้อย่างมีประสิทธิภาพ.
2. ไทม์มิ่งการเติมอลูมิเนียม: เนื่องจากอลูมิเนียมออกซิไดซ์ได้ง่าย, โดยทั่วไปแล้วจะถูกเติมเข้าไปในช่วงปลายกระบวนการหลอมและถูกเคลือบด้วยฟลักซ์ทันที.
3. ระบบประตู: สำหรับชิ้นส่วนอะลูมิเนียมบรอนซ์ขนาดใหญ่, ใช้ ด้านล่างเท ระบบ gating เพื่อรักษากระบวนการเติมให้ราบรื่นและป้องกันความปั่นป่วนที่ดักจับอากาศ.
4. การเตรียมแม่พิมพ์: แม่พิมพ์ทรายต้องแห้งสนิท. หากใช้แม่พิมพ์โลหะ, ทาเคลือบให้เรียบและอุ่นก่อน.

หมายเหตุจากผู้เชี่ยวชาญ: การดูดซับออกซิเดชันและการดูดซับก๊าซในอลูมิเนียมบรอนซ์มีความเชื่อมโยงกันอย่างแยกไม่ออก. หากฝาครอบฟลักซ์ไม่เพียงพอ, ฟิล์มออกไซด์ที่แตกจะนำความชื้นไปละลาย, สร้างไฮโดรเจนเฉพาะที่. ดังนั้น, รักษาฟลักซ์ปกคลุมไว้อย่างสมบูรณ์บนพื้นผิวหลอมเหลว คือความสำคัญสูงสุด.