Trong sản xuất đúc nhôm đồng lớn, lò cảm ứng là sự lựa chọn ưu tiên do khả năng khuấy điện từ mạnh của chúng, sưởi ấm nhanh chóng, và khả năng đảm bảo tính đồng nhất hóa học. Tuy nhiên, xu hướng của đồng nhôm (chẳng hạn như ZCuAl10Fe3) để oxy hóa và hấp thụ khí dễ dàng đặt ra những thách thức đáng kể.
Phân tích kỹ thuật kiểm soát độ xốp và tối ưu hóa quy trình trong luyện đồng nhôm
TÔI. Cơ chế độ xốp và quy trình tinh chế/khử khí
Độ xốp trong đồng nhôm chủ yếu là do hydro gây ra (H₂) và alumina bị mắc kẹt (Al₂O₃) phim. Ở nhiệt độ gần điểm nóng chảy, nhôm phản ứng dễ dàng với hơi nước:
2Al + 3H₂O → Al₂O₃ + 6[H]
1. Tinh chế và khử khí động
Trong khi khuấy điện từ đảm bảo sự tan chảy đồng đều, nó cũng có thể kéo các màng oxit bề mặt vào sâu trong khối nóng chảy.
- Làm sạch khí trơ: Đến cuối quá trình nóng chảy, sử dụng ống than chì để bơm argon có độ tinh khiết cao (Ar) hoặc nitơ (N₂) vào đáy lò. Bong bóng nổi lên mang đi hydro hòa tan thông qua chênh lệch áp suất riêng phần.
- Tinh chế thông lượng: Sử dụng chất phủ bao gồm clorua và florua (ví dụ.,NaCl, KCl, Na₃AlF₆). Điều này cô lập sự tan chảy khỏi không khí và sử dụng tác động hóa lý để làm ướt và hấp thụ xỉ alumina trôi nổi..
2. Giữ tĩnh
Trước khi đổ, nên cắt điện hoặc giữ ở mức công suất thấp trong thời gian ngắn. Điều này cho phép các bong bóng nhỏ và tạp chất nổi lên bề mặt do sự khác biệt về mật độ.
Ii. Lựa chọn lớp lót lò và tích tụ xỉ (Xỉ treo) phòng ngừa
nhôm (Al₂O₃) sự tích tụ là một vấn đề khét tiếng trong quá trình nấu chảy đồng nhôm. Xỉ “đóng vảy” bám vào thành lò, giảm khối lượng lò, giảm hiệu suất điện, và có khả năng gây ra độ xốp nghiêm trọng liên quan đến tạp chất nếu sự tích tụ bong ra vào khối nóng chảy.
1. Tài liệu được đề xuất
- Lớp lót trung tính hoặc cơ bản: Tránh tính axit (dựa trên silica) lớp lót vì nhôm sẽ giảm SiO₂. Vật liệu được đề xuất bao gồm nhôm cao (Al₂O₃) hoặc Spinel nhôm magie (MgO · Al₂O₃) hỗn hợp đầm khô.
- Yêu cầu về mật độ: Sự phân bố kích thước hạt của vật liệu lót phải được phân loại chính xác để giảm thiểu sự xâm nhập vật lý của chất tan chảy.
2. Kỹ thuật chống tích tụ
- Độ mịn bề mặt: Đảm bảo thành trong của lò càng mịn càng tốt trong quá trình lót.
- Thông lượng chống dính: Sử dụng chất trợ dung chuyên dụng làm thay đổi sức căng bề mặt của xỉ oxit, giữ nó ở trạng thái lỏng hoặc lỏng để loại bỏ dễ dàng hơn.
- Ổn định nhiệt: Giảm thiểu sự dao động nhiệt độ mạnh mẽ, có thể gây ra các vết nứt nhỏ trong lớp lót nơi xỉ oxit có thể “bén rễ.”
Iii. Chiến lược kiểm soát nhiệt độ
Nhiệt độ là đòn bẩy trực tiếp nhất để kiểm soát độ xốp.
| Giai đoạn | Điểm kiểm soát | logic |
| tan chảy | tan chảy nhanh; tuyệt đối tránh quá nóng | Giảm thời gian tiếp xúc ở nhiệt độ cao và giảm tốc độ hấp thụ khí. |
| tinh chế | 1150°C – 1200°C | Đảm bảo hoạt động từ thông và tạo điều kiện tách xỉ-kim loại. |
| Rót | 1100°C – 1150°C | Điều chỉnh dựa trên độ dày thành đúc; tránh nhiệt độ cao để ngăn chặn sự hấp thụ khí thứ cấp. |
Nguyên tắc cốt lõi: “tan nhanh, Kiểm soát nhiệt độ, Đổ nhanh.” Tận dụng mật độ năng lượng cao của Lò nung cảm ứng để giảm thiểu thời gian kim loại dành ở trên 1200°C.
IV. Hướng dẫn toàn diện để ngăn ngừa độ xốp
- Phí tiền xử lý: Phí lò (bao gồm cả lợi nhuận) phải sạch sẽ, khô, và không có dầu. Làm nóng trước điện tích ở trên 200°C loại bỏ độ ẩm bề mặt một cách hiệu quả.
- Thời gian bổ sung nhôm: Vì nhôm dễ bị oxy hóa, nó thường được thêm vào muộn trong quá trình nóng chảy và ngay lập tức được phủ chất trợ dung.
- Hệ thống cổng: Đối với các bộ phận bằng đồng nhôm lớn, sử dụng một đổ từ dưới lên hệ thống cổng để duy trì quá trình làm đầy trơn tru và ngăn chặn sự nhiễu loạn làm bẫy không khí.
- Chuẩn bị khuôn: Khuôn cát phải được sấy khô thật kỹ. Nếu sử dụng khuôn kim loại, phủ một lớp phủ đều và làm nóng chúng trước.
Lưu ý của chuyên gia: Quá trình oxy hóa và hấp thụ khí trong đồng nhôm có mối liên hệ chặt chẽ với nhau. Nếu nắp thông lượng không đủ, màng oxit bị vỡ sẽ mang hơi ẩm vào trong chất tan chảy, tạo ra hydro cục bộ. Vì thế, duy trì một lớp phủ thông lượng hoàn chỉnh trên bề mặt nóng chảy là ưu tiên hàng đầu.
