El conocimiento de fundición de las aleaciones de fundición a presión

Los fenómenos físicos y químicos del proceso de fundición

La fundición de aleaciones es una parte importante del proceso de fundición a presión. El proceso de fundición no es solo para obtener metal fundido, sino más importante, para obtener una composición química que cumpla con los requisitos, de modo que la fundición a presión pueda obtener una buena estructura cristalina y un metal con muy poco gas e inclusiones.

Durante el proceso de fundición, la interacción entre el metal y el gas y la interacción entre el metal fundido y el crisol provocan cambios en la composición, lo que resulta en inclusiones e inhalación. Por lo tanto, formular las normas correctas del proceso de fusión y aplicarlas estrictamente es una garantía importante para obtener piezas fundidas de alta calidad.

1. Interacción entre metal y gas

Durante el proceso de fundición, los gases que se encuentran son hidrógeno (H2), oxígeno (O2), vapor de agua (H2O), nitrógeno (N2), CO2, CO, etc. Estos gases se disuelven en el metal fundido o reaccionan con ellos. efecto.

2. La fuente del gas

El gas puede ingresar al líquido de aleación desde el gas del horno, el revestimiento del horno, las materias primas, el fundente, las herramientas, etc.

3. La interacción entre el metal y el crisol.

Cuando la temperatura de fundición es demasiado alta, el crisol de hierro reacciona rápidamente con el zinc líquido y se produce una reacción de oxidación del hierro en la superficie del crisol para formar óxidos como Fe2O3; Además, el elemento de hierro también reacciona con el zinc líquido para formar el compuesto FeZn13 (escoria de zinc), que se disuelve en el zinc líquido. El espesor de la pared del crisol de hierro se reduce continuamente hasta que se desecha.

Control de temperatura de fusión

1. Temperatura de fundición a presión

El punto de fusión de la aleación de zinc utilizada para la fundición a presión es de 382 ~ 386 ℃, y el control de temperatura adecuado es un factor importante en el control de la composición de la aleación de zinc. Para asegurar la buena fluidez del líquido de aleación para llenar la cavidad, la temperatura del metal fundido en el recipiente de zinc de la máquina de fundición a presión es 415 ~ 430 ℃. Se puede tomar el límite superior de la temperatura de fundición a presión de piezas complejas y de paredes delgadas; se puede tomar el límite inferior de partes simples y de paredes gruesas. La temperatura del metal fundido en el horno de fundición central es de 430 ~ 450 ℃. La temperatura del metal fundido que ingresa al cuello de cisne es básicamente la misma que la temperatura en el recipiente de zinc.

La temperatura de vertido se puede controlar con precisión controlando la temperatura del zinc fundido en la olla de zinc Y lograr:

• ① El metal fundido es un líquido limpio sin óxidos;
• ② La temperatura de vertido no fluctúa.

Daño de temperatura excesiva:

• ① Quema de elementos de aluminio y magnesio.
• ② La velocidad de oxidación del metal aumenta, la pérdida por combustión aumenta y la escoria de zinc aumenta.
• ③ El efecto de la expansión térmica hará que la cabeza del martillo se atasque.
• ④ Se funde más hierro en la aleación en el crisol de hierro fundido y la reacción entre el zinc y el hierro se acelera a altas temperaturas. Se forman partículas duras de compuestos intermetálicos de hierro y aluminio, que provocan un desgaste excesivo en la cabeza del martillo y el cuello de cisne.
• ⑤ El consumo de combustible aumenta en consecuencia.

Temperatura demasiado baja: la aleación tiene poca fluidez, lo que no favorece la formación y afecta la calidad de la superficie de las piezas fundidas a presión.

Los hornos o ollas de fusión de las máquinas de fundición a presión actuales están equipados con sistemas de control y medición de temperatura. En el trabajo diario, las inspecciones periódicas se utilizan principalmente para garantizar la precisión de los instrumentos de medición de temperatura. Los termómetros portátiles (termómetros) se utilizan para medir y corregir la temperatura real del horno de forma regular.

Uniones de fundición a presión experimentadas observan la fusión a simple vista. Si la masa fundida no es demasiado viscosa y clara después del raspado, la escoria no sube rápidamente, lo que indica que la temperatura es adecuada; si la masa fundida es demasiado viscosa, indica que la temperatura es baja; Aparece una capa de escarcha en la superficie del líquido después de la escoria, y la escoria sube demasiado rápido, lo que indica que la temperatura es demasiado alta y debe ajustarse a tiempo.

2. Cómo mantener estable la temperatura

• ① Uno de los mejores métodos: utilice un horno de fusión central y un horno de máquina de fundición a presión como horno de retención para evitar grandes cambios de temperatura cuando el lingote de zinc se agrega directamente a la olla de zinc para fundir. La fundición concentrada puede garantizar la estabilidad de la composición de la aleación.
• ② El segundo mejor método: el uso de un sistema de alimentación automático de líquido metálico avanzado puede mantener una velocidad de alimentación estable, la temperatura del líquido de aleación y el nivel de líquido de la olla de zinc.
• ③ Si las condiciones de producción actuales son alimentación directa en la olla de zinc, se recomienda agregar todo el lingote de aleación de una vez para agregar lingotes de aleación pequeños varias veces para reducir el cambio de temperatura causado por la alimentación.

3. Generación y control de escoria de zinc

Es un proceso físico y químico complicado fundir la aleación de sólido a líquido. El gas reacciona químicamente con el metal fundido, y la reacción del oxígeno es la más fuerte, y la superficie de la aleación se oxida para producir una cierta cantidad de espuma. La escoria contiene óxidos y compuestos intermetálicos de hierro, zinc y aluminio. La escoria raspada de la superficie de la masa fundida normalmente contiene alrededor del 90% de aleación de zinc. La velocidad de reacción de la formación de escoria de zinc aumenta exponencialmente a medida que aumenta la temperatura de fusión.

En circunstancias normales, la producción de escoria del lingote de aleación de zinc original es inferior al 1%, que está en el rango de 0.3 ~ 0.5%; mientras que la producción de escoria de las boquillas de refundición y las piezas de trabajo de desecho suele estar entre el 2 y el 5%.

Control de la cantidad de escoria de zinc

• ① Controle estrictamente la temperatura de fusión, cuanto mayor sea la temperatura, más escoria de zinc.
• ② Evite agitar el líquido de aleación en la olla de zinc tanto como sea posible, cualquier forma de agitar hará que más líquido de aleación entre en contacto con los átomos de oxígeno en el aire, formando así más espuma.
• ③ No escoria con demasiada frecuencia. Cuando la aleación fundida se expone al aire, se oxida y forma espuma. Mantener una fina capa de espuma en la superficie del horno ayudará a que el líquido de la olla no se oxide más.
• ④ Cuando esté escoriando, use un rastrillo rastrillo de escoria en forma de disco poroso (-6 mm) para raspar suavemente debajo de la espuma para evitar la agitación del líquido de aleación tanto como sea posible, y recoger la escoria raspada. Golpea ligeramente para que el metal fundido vuelva a entrar en la olla de zinc.

Tratamiento de escoria de zinc

• ① Véndalo al proveedor de materia prima o planta de procesamiento especial, porque el costo del autoprocesamiento puede ser mayor.
• ② La planta de fundición a presión lo maneja por sí misma. Se requiere un horno separado y la temperatura de refundición de la escoria de zinc está en el rango de 420 a 440 ° C. Agregue fundente al mismo tiempo. Para fundir 100 kg de escoria, se deben agregar 0.5 ~ 1.5 kg de fundente, que primero se distribuye uniformemente sobre la superficie del metal y luego se mezcla uniformemente con el metal fundido con un agitador (aproximadamente 2 ~ 4 minutos). Después de mantenerlo durante 5 minutos, la superficie producirá una capa. La capa es más como suciedad, así que quítela.
• ③ Los materiales de las boquillas, las piezas de desecho, los materiales de las boquillas de refusión, los materiales de desecho, los lugares de basura, las piezas de trabajo desechadas, etc., no deben colocarse directamente en la olla de zinc de la máquina de fundición a presión para su refusión. La razón es que la superficie de estos materiales de la boquilla se oxida durante el proceso de formación de fundición a presión, y el contenido de óxido de zinc es mucho más alto que el del lingote de aleación original. Cuando estos materiales de la boquilla se vuelven a fundir en la olla de zinc, debido a que el óxido de zinc está en un estado viscoso en condiciones de alta temperatura, cuando se saca de la olla de zinc, se eliminará una gran cantidad de componentes de aleación. El propósito de volver a fundir el material de la boquilla y otros materiales es separar eficazmente el óxido de zinc de la aleación líquida. Se debe agregar algo de solvente durante la fundición y usarse después de ser fundido en un lingote.

4. Refusión de desechos de galvanoplastia

Los desechos de galvanoplastia deben fundirse por separado de los desechos que no son de galvanoplastia, porque el cobre, níquel, cromo y otros metales en los desechos de galvanoplastia son insolubles en zinc y existirán como partículas duras en la aleación de zinc, lo que provocará dificultades en el pulido y el mecanizado.

Durante la refundición de chatarra de galvanoplastia, preste atención a separar el material de recubrimiento de la aleación de zinc. Primero, coloque la chatarra de galvanoplastia en el crisol que contiene la aleación de zinc fundida. En este momento, no revuelva la masa fundida ni agregue fundente. Utilice el material de recubrimiento para que tenga un alto punto de fusión. No se fundirá con la aleación, sino que flotará en la superficie de la masa fundida durante el primer período de tiempo. Cuando esté completamente derretido, deje reposar el crisol durante 15 a 20 minutos para ver si hay espuma en la superficie y raspe la espuma para limpiarla. Después de este proceso, veremos si es necesario agregar un agente de refino.

5. Asuntos que requieren atención en la operación de fundición

• 1. Crisol: Debe limpiarse antes de su uso para eliminar aceite, óxido, escoria y óxido en la superficie. Para evitar que el elemento de hierro en el crisol de hierro fundido se disuelva en la aleación, el crisol debe precalentarse a 150 ~ 200 ℃, rociar una capa de pintura sobre la superficie de trabajo y luego calentar a 200 ~ 300 ℃ para eliminarlo por completo. el agua en la pintura.
• 2. Herramientas: Antes de utilizar las herramientas de fundición, se debe eliminar la suciedad de la superficie, y las partes en contacto con el metal deben precalentarse y pintarse. La herramienta no debe mojarse, de lo contrario provocará salpicaduras y explosión de la masa fundida.
• 3. Material de aleación: limpie y precaliente antes de fundir para eliminar la humedad adsorbida en la superficie. Para controlar la composición de la aleación, se recomienda utilizar 2/3 del material nuevo y 1/3 del material reciclado.
• 4. La temperatura de fusión no debe superar los 450 ° C.
• 5. Limpie la escoria en la superficie del líquido en la olla de zinc a tiempo, reponga el material de zinc a tiempo y mantenga la altura normal del nivel de fusión (no menos de 30 mm en la superficie del crisol), porque demasiada escoria y nivel de líquido demasiado bajo es fácil La escoria de material entra en el cilindro de cuello de cisne, deforma la rienda de acero, la cabeza del martillo y el cilindro mismo, lo que provoca el atasco de la cabeza del martillo, el cuello de cisne y los restos de la cabeza del martillo.
• 6. La espuma de la masa fundida se agita suavemente con un raspador de escoria para acumularla y eliminarla.

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