Smeltningspraksis for kobberlegering: rent kobber, messing og bronze

Hvorfor smeltekontrol bestemmer støbekvalitet

Smeltning er ikke kun et spørgsmål om at omdanne fast kobberlegering til flydende metal. Måden en smeltedigel forvarmes på, rækkefølgen i hvilken ladningen fyldes, det øjeblik, hvor deoxidation udføres og den tid, badet tilbringer over sin likvidus, efterlader alle permanente mærker på den færdige støbning. Gasporøsitet, oxidindeslutninger, zinktab og hårde pletter begynder i ovnen, ikke i formen. Denne vejledning beskriver praktisk smeltningspraksis for tre familier, der opfører sig meget forskelligt: ​​rent kobber, messing og støbt bronze.

Smeltende rent kobber

Forvarm diglen, indtil den lyser mørkerød, og lad derefter et tørt kuldæksel 30-50 mm tykt i bunden. Oplad skrot, blokke og stænger i rækkefølge, og afslut med elektrolytisk kobber på toppen, så det højeste renhedsmateriale kommer sidst i badet. Forvarmningstilskud kan placeres på ovnmundingen, men koldt materiale må aldrig skubbes ind i flydende metal. Hold ladningen i bevægelse under smeltning for at forhindre brodannelse og lokal overophedning.

Bring badet til fuld smeltning ved 1200-1220 grader og afoxider med phosphorkobber ved 0,3-0,4% af badets vægt. Deoxidationsreaktionen er:

5Cu2O + 2P → P2O5 + 10Cu

P2O5 forlader som gas, mens resterende fosfor danner en fosfatslagge, der flyder og skummes af inden udhældning. Den ofte kopierede bireaktion Cu2O + P2O5=2CuPO3 er kemisk forkert og bør ikke gengives i træningsmateriale. Skum slaggen og hæld ved 1100-1200 grader.

Smeltende messing

Messing er kobberlegeret hovedsageligt med zink. Almindelige binære Cu-Zn-legeringer bruges til smedebearbejdning, mens specialmessing indeholder silicium, aluminium, mangan, bly, jern eller nikkel; de fleste støbte messinger er specialmessinger.

Lad makeup-:sigt efter mindst 30 % nyt materiale og ikke mere end 70 % afkast efter vægt. Godt-sorterede afkast kan nå op på 90 % eller mere med fremragende resultater, når spektrografisk verifikation bekræfter sammensætningen, men et højt afkastindhold kræver nøje opmærksomhed på urenhedsakkumulering.

Renhed:hvert stykke ladning skal være tørt og rent; sandblæs snavs og rust af inden opladning. Metalstykker bør ikke overstige en tredjedel af diglens diameter eller fire femtedele af dens dybde.

Værktøjer:digler skal være-fri for revner, nye digler opvarmes langsomt, brugte digler renses for slagger. Når du skifter legeringsfamilie, skal du vaske diglen med en smeltemasse af samme serie først. Omrørerstave er grafit- eller ildfastbelagte, aldrig almindeligt jern, som forurener smelten. Ingotforme renses, coates og forvarmes til 100-150 grader.

Forvarm diglen til mørkerød, læg 20-40 mm trækul, tilsæt elektrolytisk kobber og smelt hurtigt. Tilføj masterlegeringer med det højeste smeltepunkt først, og returner derefter, og hold badet dækket med trækul. Deoxider med phosphorkobber ved 0,04-0,06% P af kobbervægten ved 1150-1200 grader; deoxiderede støbegods viser målbart bedre overfladekvalitet. Tilføj legeringselementer efter kvalitet: aluminium-kobber masterlegering ved 1100-1120 grader ; zink og aluminium i partier ved 1100-1150 grader med strømmen slukket under omrøring. Til siliciummessing tilsættes silicium før zink; for bly messing tilføje zink før bly. Tilsæt aldrig zink over 1200 grader, hvor tabet af fordampning bliver alvorligt.

Kryds-kontaminering fortjener særlig pleje. Efter smeltning af aluminium-bærende legeringer, må digler og værktøj ikke bruges til tinbronze uden en vaskesmelte. Aluminium er uskadeligt, endda ønskeligt, i aluminiumsbronze, men det er den mest skadelige urenhed i tinbronze.

Smeltende støbt bronze

Støbte bronzer opdeles i tinbronzer, hvor tin er det vigtigste legeringselement og giver god slid- og korrosionsbestandighed plus nyttig styrke og plasticitet, og tin-fri bronzer såsom aluminium-, bly- og siliciumtyperne.

For tinbronzer som ZCuSn10Pb1 og ZCuPb10Sn10, forvarm diglen, tilsæt 20-40 mm trækul, smelt elektrolytisk kobber hurtigt, tilføj afkast under låg, og tilsæt derefter fosforkobber ved omkring 0,5 % af ladningen for bronzefosfortin. Tilsæt zink, tin og bly i rækkefølge under konstant omrøring, juster til 1100-1150 grader, skum, tilsæt ca. 0,1% fosforkobber til endelig deoxidation, drys halmaske på overfladen og hæld ved 1130-1180 grader.

Til aluminiumsbronzer som ZCuAl10Fe3 og ZCuAl10Fe3Mn2 må du aldrig bruge en digel, der har smeltet andre legeringer. Forvarm, tilsæt flux, og forvarme derefter lav-kulstofstålplade ved ca. 200 grader sammen med retur. Rør og hæv badet til 1150-1180 grader, deoxider med 0,3% fosforkobber og tilsæt flussmiddel. Tilsæt forvarmet aluminium og mangan i portioner, pres hver batch under overfladen med omrøreren, juster til 1120-1220 grader, dæk med halaske og hæld ved 1160-1200 grader.

Aluminiumsbronze og siliciumbronze har tendens til at danne Al2O3- og SiO2-film med højt-smeltepunkt-, der forårsager slaggeindeslutninger, så hold badet dækket og undgå voldsom omrøring tæt på overfladen.

Kryds-Skæringsregler: Tid, omrøring og dækning

Forkort smeltetiden:en længere smeltning betyder mere elementudbrænding og mere gasopsamling. Forvarm ladningen og hold ovndriften kompakt.

Rør med grafitstænger:jernstænger opløses i badet og frigiver oxidindeslutninger, mens grafitomrørere holder sammensætningen ensartet uden forurening.

Dækmidler:glas eller borax ved 0,8-1,2 % af ladningen med et 10-15 mm dæksel, eller trækul ved 0,5-0,7 % med et 25-35 mm dæksel. Fjern kun dæksler lige før hældning; trækul kan efterlades på plads for at fungere som en hældedæmning.

FAQ

Spørgsmål: Hvorfor bruges et kuldæksel overhovedet?
Dækslet udelukker luft fra badet, hvilket begrænser oxidation af kobber og tab af flygtige elementer som zink, og det hjælper også med at holde på varmen i diglen.

Q: Hvor meget fosforkobber skal der bruges til rent kobber?
Tilsæt 0,3-0,4% af badets vægt ved 1200-1220 grader, skum derefter fosfatslaggen, før den hældes ved 1100-1200 grader.

Q: Hvorfor må zink aldrig tilsættes over 1200 grader?
Zink fordamper hurtigt ved den temperatur, så en stor del af tilsætningen går tabt som røg, kvaliteten afviger fra specifikationerne og arbejdsmiljøet forringes.

Q: Kan messing smeltes fra 100 % afkast?
Godt-sorterede afkast over 90 % kan fungere, men kun når spektrografisk verifikation bekræfter, at sammensætningen og urenhedsniveauerne overvåges nøje mellem heatene.

Q: Hvorfor har aluminiumsbronze brug for sin egen digel?
Aluminium efterladt i en digel er gavnligt i aluminiumsbronze, men er den mest skadelige urenhed i tinbronze, hvor det nedbryder duktiliteten og fremmer indeslutninger.

Q: Hvorfor undgå jernrørestave?
Jern opløses i kobberbadet og frigiver oxidindeslutninger; grafit eller ildfaste-stænger holder smelten ren og sammensætningen ensartet.