Выплавка бронзы и латуни
Плавка оловянных бронз.
Плавку производят в
тигельных горнах, электрических дуговых и индукционных печах.
В качестве шихтовых
материалов применяют
медь М0, Ml, М2 (ГОСТ 859—66);
цинк Ц1, Ц2, Ц3 и
Ц4 (ГОСТ 3640—65);
олово не ниже марки
03 (ГОСТ 860—60);
медь фосфористую
всех марок (ГОСТ 4515—48);
свинец C1, С2 (ГОСТ
3778—65);
никель HIи Н2 (ГОСТ 849—70);
оборотные отходы
собственного производства гарантированного химического состава;
чушки переплава
известного химического состава, полученного из стружки; олово для сплава
ОЦС8-4-3 применяют только для подшихтовки паспортной чушки.
Литники и отходы
собственного производства разрешается вводить в шихту в количестве не более
40%, чушки переплава из стружки- до 30%.
Все шихтовые
материалы перед введением их в расплав нагревают до температуры 100—150° С.
Если в составметалла предыдущей плавки входили вредные для оловянной бронзы элементы
(например, кремний в кремнистой или алюминий в алюминиевой бронзах),
необходимо провести промывную плавку.
Состав шихты в %
Сплав | Sn | Zn | Pb | Ni | Сu | Всего |
ОЦСНЗ-7-5-1 | 3,0 | 9,5 | 4,5 | 1,0 | 82,0 | 100 |
ОЦСб-6-3 | 5,5 | 7,0 | 3,0 | — | 84,5 | 100 |
ОЦ10-2 | 9,5 | 4,0 | — | — | 86,5 | 100 |
ОЦ10-5 | 9,5 | — | 4,0 | — | 86,5 | 100 |
ОЦС8-4-3 | 7,5 | 5,0 | 3,0 | — | 84,5 | 100 |
После проведения
первых плавок расчет шихты корректируют. Перед загрузкой печь тщательно
очищают от шлака, остатков металла и нагревают до температуры 600—700° С (до
вишнево-красного каления футеровки). В печь загружают медь. Если все количество
меди в печь загрузить нельзя, то оставшуюся ее часть загружают по мере
расплавления предыдущей.
Расплав нагревают
до температуры 1200° С и раскисляют фосфористой медью в количестве 0,3—1,0%
веса меди (в зависимости от степени окисленности металла). Затем расплав
тщательно перемешивают, удаляют шлак и в несколько приемов вводят в него отходы
и чушки переплава из стружки, входящие в состав шихты. Каждую новую порцию
отходов и чушки переплава из стружки вводят после расплавления предыдущей.
После расплавления
отходов температуру расплава доводят до 1160— 1200° С и вводят в печь цинк,
предварительно подогретый до температуры 150° С. Ванну тщательно перемешивают,
вторично подогревают сплав и вводят в него предварительно подогретое олово.
Свинец, если он входит в состав шихты, загружают вместе с оловом. Затем
подогревают ванну до температуры 1250—1280° С, выдерживают расплав в течение
5—10 мин и берут технологическую
пробу на излом. При температуре 1220—1250° С сплав выпускают в предварительно
подогретый ковш. При заливке тонкостенных деталей рекомендуется добавить в
ковш фосфористую медь в количестве 0,1—0,2% веса металла для увеличения его
жидкотекучести.
При разливке сплава
окислы и шлак придерживают у носка ковша графитовой счищалкой, чтобы не
допустить их попадания в форму.
Заливку форм
производят ровной струей при температурах, указанных в технологических картах.
Плавка алюминиевых бронз.
Алюминиевые бронзы
можно изготовлять в индукционных и дуговых электрических печах, а также в
нефтяных, газовых, коксовых печах и горнах и в графитовых тиглях.
В качестве исходных
шихтовых материалов применяют:
марганец
металлический всех марок (ГОСТ 6008—51);
мягкое железо (обрезки
листов, проволоки или дробленая стружка, очищенная от масла, эмульсий и т.
д.);
алюминий первичный Al, А2 и A3 (ГОСТ
11069—64 и 11070—64);
лигатуры,
содержащие железо, марганец, никель и алюминий (Си—Fe, Си—Mn, Са—Niи Сu—А1) собственного производства или поставляемые извне;
медь фосфористую
всех марок (ГОСТ 4515—48);
оборотные отходы
литейного цеха (чистые литники, выпоры, сплески);
отходы
кузнечно-прессовых цехов соответствующих марок и стружку алюминиевых бронз,
получаемую после механической обработки слитков и отливок;
чушки, переплава
известного химического состава, полученного из стружки.
Никель, железо и
марганец рекомендуется вводить в сплав в виде лигатур: медь-железо (20—25% Fe), медь-марганец (20—25%
Мп), медь-никель марки МН33 (ГОСТ 1067—41);
медь-алюминий (50% Сu, 50% А1).
Допускается
применение тройных лигатур, содержащих, кроме железа, марганца и никеля, до
200% А1. В исключительных случаях указанные элементы можно вводить в составшихты в чистом виде, без лигатур.
Лигатуры можно
изготовлять в тех же печах, что и алюминиевые бронзы.
Оборотные отходы
литейного цеха и переплав стружки известного химического состава разрешается
вводить в шихту до 30—40% ее веса.
Если в печи до
приготовления алюминиевых бронз выплавляли другие сплавы, содержащие олово,
свинец, кремний или цинк, то необходимо провести промывную плавку медью.
После получения
химического анализа этой меди ее можно частично использовать в составе шихты
при выплавке других сплавов.
Расчет шихты
проводят по среднему химическому составу выплавляемого сплава в соответствии с
ТУ или ГОСТами. После проведения первых плавок расчет шихты корректируется.
До начала плавки
печь тщательно очищают от остатков металла и шлака и нагревают до температуры
не ниже 700° С (до вишнево-красного каления футеровки).
На под печи
загружают медь и железо (для сплавов Бр.АЖ9-4, Бр.АЖМц 10-3-1,5 и Бр.АЖН
10-4-4). Если все количество меди нельзя одновременно загрузить в печь,
оставшуюся часть вводят по мере расплавления предыдущей.
В качестве
покрытия, предохраняющего металл от окисления, рекомендуется применять хорошо
просушенный древесный уголь, который засыпают после загрузки меди и добавляют в
процессе плавки для того, чтобы не открывалось зеркало металла.
Вместо древесного
угля применяют флюс, содержащий 90% битого стекла и 10% плавикового шпата.
Расплавление шихты ведут с максимальной интенсивностью.
После расплавления
около 2/3 загруженного металла производят покачивание
печи для ускорения процесса плавки и уменьшения износа футеровки.
В расплавленную и
подогретую до 1200° С медь вводят фосфористую медь в количестве 0,3—1,0% (веса
меди и лигатуры) в зависимости от степени окис-ленности металла.
Лигатуры вводят в
следующей последовательности. При изготовлении любого сплава в последнюю
очередь вводят медноалюминиевую лигатуру (или чистый алюминий), а перед ней —
медножелезную или медноалюминиевожелезную лигатуру и лигатуру медь — марганец
или металлический марганец.
Если никель, железо
и марганец добавляют в сплав без лигатур, то последовательность их загрузки
следующая: железо, марганец, никель. Чистые металлы (кроме алюминия) вводят
перед лигатурами.
Все лигатуры перед
применением подогревают. Возвраты и чушки переплава стружки можно загружать
одновременно с медью (отдельными порциями), при этом температуру ванны доводят
до 1200° С.
Алюминий,
подогретый предварительно до 150° С, вводят в несколько приемов, перемешивая
сплав после введения каждой порции. При повышенном содержании газов в сплаве,
что определяется по технологической пробе, производят выдержку и охлаждениерасплава до температуры начала кристаллизации.
Рекомендуемые
температуры разливки сплавов для Бр.АЖ9-4 и Бр.АЖМц 10-3-1,5 1100—1150° С, для
Бр.АМц9-2 и Бр.АЖН10-4-4 1140—1170° С.
Если слитки
отливают методом сифонного заполнения, то температуру разливки повышают на
30—50° С.
Плавка кремнистой латуни.
В качестве шихтовых
материалов применяют:
чушки паспортной
кремнистой латуни (ГОСТ 1020—68);
цинк Ц2, ЦЗ, Ц4
(ГОСТ 3640—65);
возврат и отходы
собственного производства (брак, литники, прибыли);
переплав стружки
ЛК80-ЗЛ;
медь М2, МЗ, М4
(ГОСТ 859—66);
кремний
кристаллический (ГОСТ 2169—69).
Химический состав
всех шихтовых материалов, поступающих на плавку, должен быть предварительно
проверен. Стружку кремнистой латуни предварительно переплавляют, а ее
химический состав проверяют в центральной лаборатории завода.
Состав шихты: 39%
паспортной чушки, 12% переплава стружки ЛК80-ЗЛ и 49% возвратов собственного
производства.
Перед началом
плавки печь тщательно очищают от остатков металла предыдущей плавки. Если в
печи была плавка сплавов, содержащих вредные примеси для данного сплава
(например, алюминий в алюминиевой или олово в оловянной бронзах), то необходимо
провести промывочную плавку.
В очищенную и
разогретую до вишнево-красного каления печь загружают чушки паспортной латуни и
расплавляют их. Счищают шлак и загружают отходы собственного производства и
переплав стружки ЛК90-ЗЛ. После расплавления отходов сплав нагревают до
температуры 1120—1150° С.
Сплав тщательно
перемешивают, счищают шлак и берут технологические пробы на излом. Подшихтовкусплава по кремнию в случае необходимости производят вводом меднокремниевой
лигатуры.
Излом
технологической пробы должен иметь мелкокристаллическое плотное строение со
светлым оттенком, угол изгиба должен быть не менее 30°.
Рекомендуемая
температура заливки форм 980—1080° С, пробных фасонных образцов 1000—1020° С.