Rasprava o problemu usisavanja bakra
1. Otapanje plina
Plinovi koji se mogu otopiti u bakru uglavnom su vodik i kisik. Dvoatomni molekularni plinovi ne mogu se izravno otopiti u metalnim talinama. Proces otapanja plina je: atomi adsorbirani na površini metala - atomi disocirani u elementarni plin - difundiraju u metalnu rešetku tvoreći čvrste otopine i spojeve. Vodik i kisik su štetni elementi u bakru. Oni ne samo da mogu smanjiti učinkovitost bakra, već također mogu dovesti do pojave "vodikove bolesti". Bakreni ingoti sadrže određenu količinu kisika, ali ako se otopi prekomjerna količina kisika ili vodika, to će biti glavni uzrok nesreća u kvaliteti ingota. Stoga se kod taljenja bakra moraju poduzeti mjere za blokiranje izvora plina i izbjegavanje ili minimiziranje kontakta zraka, vlage, ulja i raznih onečišćujućih tvari s talinom. Proces otapanja plina eliminira stanje "adsorpcije", čime se proces otapanja ne može uspostaviti.
Pod određenim uvjetima adsorpcije, stupanj topljivosti plina u metalu uglavnom ovisi o:
(1) Vezna sila između plina i metala.
Atom vodika elementarnog plina ima najmanji radijus i izuzetno je reaktivan element. Može se otopiti u gotovo svim metalnim tekućinama i krutinama. U mnogim metalima vodik čini 60% do 90% ukupnog sadržaja plina, pa se apsorpcija metala često naziva "apsorpcija vodika". Kisik također ima jak afinitet s bakrom u tekućini, a postoji i apsorpcija kisika ili oksidacija, tako da se Cu2O stvara i otapa u bakrenoj tekućini.
(2) Temperatura i vrijeme
Što je viša temperatura metala i što je duže vrijeme kontakta između plina i metala, to će više plina biti otopljeno. Topljivost će se postupno smanjivati samo ako nastavimo povećavati temperaturu i sam rastaljeni metal ima vrlo visok tlak pare.
(3) Brzina difuzije plina u tekućem bakru
Indukcijska peć za rad frekvencije uvelike povećava brzinu difuzije zbog automatskog miješanja elektromagnetske sile.
(4) Odnos između vodika i kisika u rastaljenom bakru
Odnos između sadržaja vodika i kisika u tekućem bakru je obrnuto proporcionalan manje kisika i više vodika, više kisika i manje vodika. To može objasniti zašto je TP2, koji je potpuno deoksigeniran, osjetljiviji na oštećenja vodikom od T2.
2. Taljenje bakra
Taljenje bakra u električnim pećima koristi elektrolitski bakar kao sirovinu. Elektrolitski bakreni materijal sam po sebi sadrži plin, a stanje njegove površine ima važan utjecaj na usis rastaljene posude.
Drveni ugljen se često koristi kao pokrivač i deoksidans pri taljenju bakra. Njegova deoksidacija se vrši samo na površini koja je u kontaktu s tekućim metalom, pa se naziva površinski dezoksidator. Za deoksidirani bakar (kao što je TP1, TP2), dok se za deoksidaciju koristi drveni ugljen, fosforni bakar također se koristi za konačnu deoksidaciju prije izlaska iz peći. Fosforni bakar može potonuti u rastaljenu i otopiti se u cijeloj rastaljenoj posudi te stupa u interakciju s oksidacijom rastaljenog metala. Interakcija materijala, učinak deoksidacije je značajan.
U gornje dvije reakcije redukcije deoksidacije nastaju plinovi, naime CO, CO2 i P2O5. Ovi plinoviti proizvodi mogu donijeti vodik sa sobom kako bi pobjegao s površine tekućine kada se talina diže. Ali u usporedbi s deoksigenacijom, ova dehidrogenacija je sekundarna ili ograničena.
Međutim, drveni ugljen zapravo sadrži plin i vlagu, osobito drveni ugljen koji nije dobro kalciniran. Stoga je teško izbjeći oksidaciju i apsorpciju vodika u uvjetima prekrivanja ugljenom. Tijekom taljenja, oksidacije i dehidrogenacije, procesi apsorpcije vodika i deoksidacije često postoje zajedno. Pitanje je koja je dominantnija, korisna ili štetna strana. To zahtijeva kontrolu uvjeta procesa kako bi se dale prednosti i izbjegli nedostaci.
3. Utjecaj plina na lijevanje ingota
U rutinskoj proizvodnji, mjehurići na bakrenim materijalima mogu biti uzrokovani ekstruzijom ili lijevanjem ingota, a predstavljaju slučajne nedostatke u tehničkom otpadu. Odgovornost za kvalitetu dugotrajnog i nenormalno velikog broja mjehurića leži u prethodnom procesu - lijevanju, što je uzrokovano porama u bakrenom ingotu.
Pore u bakrenom polugu ispunjene su plinom. Manje pore mogu se stisnuti zajedno nakon obrade, ali mogu biti izložene kao površinski defekti - ljuštenje tijekom sljedećih koraka obrade. Kada ima mnogo pora u bakrenom ingotu, bit će i veće pore u isto vrijeme. Tada će se pojaviti mjehurići u središnjem i stražnjem dijelu uloška iz ekstrudirane cijevi. Mjehurići se uglavnom kontinuirano raspoređuju duž smjera ekstruzije i postaju ozbiljniji prema stražnjem kraju (preostalom kraju ekstruzije). , a distribucija mjehurića u smjeru oboda je nepravilna. Oni s jakim mjehurima ne mogu se popraviti i mogu se samo odbaciti, dok će se oni s blažim mjehurima popraviti i zatim ući u proces istezanja. Međutim, ljuštenje i inkluzije su izložene tijekom rastezanja, što ima veći utjecaj na prinos. Prilikom ekstrudiranja manjih sirovih cijevi s vodenom brtvom, zbog visokog intenziteta hlađenja i malih mjehurića (plin se nema vremena skupiti i proširiti), mnogi nedostaci kao što su ljuštenje i inkluzije su izloženi tijekom naknadnog proizvodnog procesa hladnog valjanja i izvlačenja, i cijev završava. Došlo je do djelomičnog cijepanja. Nakon žarenja, nacrtana cijev će pokazivati veliku količinu mjehurića nalik osipu. Razlika od mjehurićavosti ekstrudirane gredice je u tome što su mjehurići uglavnom diskontinuirani i manji. Veliki mjehurići su poput zrna riže, a mali poput vrhova igala. Nije ih lako otkriti golim okom. Mora biti Možete ga otkriti opipavanjem.
Stvaranje mjehurića rezultat je reagregacije i ekspanzije plina pod utjecajem temperature i vremena nakon kompresije pora.
Gotova cijev (bez mjehurića) ima lošu otpornost na pritisak, svojstva ekspanzije i izravnavanja, što odražava gubitak plastičnosti materijala.
Drugi razlog za stvaranje mjehurića na bakrenim cijevima je taj što je ingot prezasićena čvrsta otopina bakra, koja iskrivljuje kristalnu rešetku, uzrokujući treću vrstu stresa i smanjujući plastičnost. Tijekom ekstruzije ili žarenja, zbog temperaturnih promjena, vodik se taloži na sučeljima kao što su granice zrna ili inkluzije koje se protežu duž smjera ekstruzije i stvaraju mjehuriće.
Usisavanje bakra uzrokuje stvaranje mjehurića u ekstruzijskom trupcu. Karakteristika mjehurića u žarenim cijevima je da u osnovi svaka cijev ima mjehuriće, što rezultira naglim padom iskorištenja i raskidanjem serija. Ovo se jako razlikuje od drugih uzroka mjehurića.
Prijedlozi mjera za sprječavanje aspiracije
Prekomjerni sadržaj plina u bakrenim ingotima uzrokovan je kombinacijom čimbenika kao što su proizvodne operacije koje ne zadovoljavaju zahtjeve procesa taljenja i lijevanja bakra, kao i loše sirovine, sredstva za prekrivanje i zaštitni plinovi. Sve nepovoljne čimbenike treba maksimalno eliminirati kako bi se proizvodnja temeljila na sigurnosti i kvaliteti. Proces usavršavanja i poboljšanja pokazuje da bazen rastaljene tvari (primarni usis) ima najveći utjecaj na usis. Nakon što je ova poveznica načelno riješena, mjehurići bakrene cijevi su značajno smanjeni (mjehurići su sve manji i manji). Samo kada se problemi s usisom sekundarnog zraka, bazom vretena i brtvilom riješe u isto vrijeme, može se u potpunosti eliminirati mjehurić u bakrenoj cijevi.
Ključ za sprječavanje aspiracije je blokiranje "izvora zraka". Glavne mjere su:
(1) Elektrolitski bakar mora biti u skladu sa standardima; reciklirani materijali iz cijevi s mjehurićima ne koriste se za proizvodnju crvenog bakra.
(2) Materijali za punjenje (materijali trebaju biti "bez ulja, bez vode i ne miješani") moraju se puniti više puta i potpuno napuniti kako bi se u potpunosti eliminirala vodena para adsorbirana punjenjem. Koncentrirajte se na punjenje peći u 2 do 3 puta, a nemojte stavljati previše puta.
(3) Drveni ugljen mora biti suh (poželjan je kalcinirani ugljen). ***Ugljen se mora dodati odmah nakon utovara, s debljinom pokrivanja od 100mm~150mm kako bi se ispunili zahtjevi za sprječavanje udisanja zraka, deoksidaciju i očuvanje topline.
(4) Vrata peći moraju se zatvoriti na vrijeme nakon taljenja šarže.
(5) Kalcijev klorid (sredstvo za dehidraciju) ugrađen je u sušač sustava za proizvodnju plina i zamijenjen na vrijeme da apsorbira vlagu u plinu. Plinska napa treba biti pravilno pokrivena, a plin treba uključiti 5 do 10 minuta prije pražnjenja kako bi se u potpunosti uklonio izvorni zrak iz nape.
(6) Baza vretena treba biti osušena i prethodno zagrijana plinom. Koristiti suho
Kao podlogu treba koristiti bakrene blokove, a kao podlogu ne treba koristiti piljevinu.
