好文分享,詳細(xì)解讀鋁青銅熔煉及特性
發(fā)布時(shí)間:2022-01-24點(diǎn)擊:2466
鋁青銅是以鋁為主要合金元素的銅合金,有二元鋁青銅和多元鋁青銅之分。
含鋁量小于7.4%的合金在所有溫度均具有單相a固溶體組織。塑性極好,極易加工。
含鋁量為7.4%~9.4%的合金在1036~565℃范圍呈a+β;兩相組織,在生產(chǎn)的冷卻條件下,合金中的β→a相變過(guò)程往往不能全部完成,仍保留一部分β固溶體,隨后發(fā)生共析分解成(a+γ2)共析體,其中γ2是一硬脆性,它的出現(xiàn)會(huì)使硬度、強(qiáng)度升高,塑性下降。
含鋁量為9.4%~15.6%的合金緩慢冷卻到565℃時(shí),會(huì)發(fā)生β→a+Y2轉(zhuǎn)變,形成共析體組織。鋁青銅中的(a+γ2)組織與退火鋼中的珠光體相似,具有極明顯的片層狀特征。但是β相的共析分解比較緩慢,它在快速冷卻時(shí),會(huì)來(lái)不及分解,而產(chǎn)生亞穩(wěn)定組織。
含鋁量為8.5%~11%的鋁青銅在緩慢冷卻時(shí),β相分解為共析體(a+2),并形成連續(xù)、鏈條狀的粗大的γ2顆粒,導(dǎo)致合金變脆,這種現(xiàn)象稱(chēng)為“自行退火”,在生產(chǎn)中應(yīng)當(dāng)避免這種現(xiàn)象。
鋁青銅的性能與鋁含量有關(guān),它力學(xué)性能高,耐蝕、耐磨、耐寒、沖擊時(shí)不生火花,流動(dòng)性好,偏析傾向小,可得到致密的鑄錠和鑄件。它的缺點(diǎn)是凝固時(shí)容易形成柱狀晶粒,容
易被氧化鋁膜所污染,難于焊接,在過(guò)熱的蒸汽中無(wú)足夠的穩(wěn)定性。
二元鋁青銅中加入合金元素鐵、鎳、錳等,可進(jìn)一步提高合金的性能,擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。
鋁青銅中的鋁是強(qiáng)還原劑,在熔煉過(guò)程中極易被氧化,生成高熔點(diǎn)的A203,處理得好,會(huì)在熔體表面自然形成連續(xù)的Al202膜,可以起到防止熔體進(jìn)一步氧化的保護(hù)作用而無(wú)須任
何覆蓋劑覆蓋;如果處理不當(dāng),形成懸浮狀渣,就很不易清除,從而成為鑄件中夾渣缺陷的根源。從有利于改善熔鑄特性和組織、性能方面考慮,磷、砷、鉍、鋅和鉛等都屬于不利影響的元素,應(yīng)當(dāng)加以***。
鐵和錳都是高熔點(diǎn)元素,應(yīng)將它們以Cu-Fe(20%~30%Fe)、Cu-Mn(25%-35%
Mn)、Cu-Al(50%AI)、Cu-Fe-Al、Cu-Fe-Mn、Al-Fe等中間合金形式加入爐內(nèi),以避免長(zhǎng)時(shí)向高溫熔煉所造成的大量吸氣、氧化燒損和能源浪費(fèi)。
熔煉鋁青銅時(shí),通常可使用25%~75%的本合金工藝廢料。含有油、乳液及水分較多的碎屑,應(yīng)該經(jīng)過(guò)干燥處理或重熔處理后再投爐使用。
鋁青銅中各合金元素的熔點(diǎn)溫度從高到低依次為鐵、錳、鎳、銅、鋁。由于鋁和銅熔合
時(shí)伴隨著強(qiáng)烈的放熱效應(yīng),可利用這一特征,預(yù)先留下部分銅料(俗稱(chēng)冷卻料),在熔煉后期加鋁時(shí)再加入爐內(nèi)。這樣既不會(huì)因鋁加入伴隨的放熱效應(yīng)使熔體過(guò)熱,又可節(jié)約能源。鐵不容易在銅中熔解,而錳可以促進(jìn)這一過(guò)程。因此,錳應(yīng)在鐵之前加入熔體。為避免熔體中產(chǎn)生NiO和NiO.Cu2o等夾雜物,應(yīng)注意避免熔體的氧化,必要時(shí)亦可在銅、鎳熔化后先進(jìn)行脫氧。
鋁青銅以在中、工頻無(wú)芯感應(yīng)電爐中熔煉比較合適。而不宜在工頻有芯感應(yīng)電爐內(nèi)熔煉。其根本原因在于熔溝壁上容易粘掛由A203或A203與其他氧化物組成的渣,使得熔溝的有效截面不斷縮小,直至熔溝整個(gè)截面全部被渣子阻斷。
感應(yīng)爐熔煉氣氛容易控制,而且熔化速度快,有利于減少甚至避免熔體大量吸氫和生成難以從熔體中排出的Al2O3的危險(xiǎn)。雖然非常細(xì)小的Al2O3可能有細(xì)化結(jié)晶的作用,但更大的危害是Al2O3有可能成為加工制品層狀斷口缺陷的根源。
必須添加熔劑進(jìn)行處理,熔劑對(duì)A203具有比較好的潤(rùn)濕能力,可以有效地進(jìn)行清渣并因此而減少渣量。
實(shí)際上,在中、工頻無(wú)芯感應(yīng)電爐熔煉時(shí),只要爐料較好,依靠熔池表面上自然形成的
AL203薄膜,也是能夠防止熔體進(jìn)一步氧化和成渣的。
在燃?xì)鉅t中熔煉鋁青銅時(shí),常常在澆注開(kāi)始之前對(duì)熔體進(jìn)行吹氮?dú)馍踔翚铓馓幚恚匀コ垠w在熔煉過(guò)程中所吸收的氫。氮吹入量視熔體質(zhì)量而定,例如氮的吹人量為20L/100kg熔體。鋁青銅的熔煉溫度一般不超過(guò)1200℃。
來(lái)源:銅合金熔鑄