在(zài)
精密鑄銅生產過程中,溫度的精確操控至(zhì)關重要,它貫穿於整個工藝流程,從熔煉到澆注等多個環節都需要嚴格把控溫度。
熔煉環節
選擇合適的熔爐(lú):
根據鑄銅的生產規模、銅合金的種類等因素選(xuǎn)擇熔爐。例如(rú),對於小批量生產和實驗性的鑄銅,可(kě)以采用小型的(de)中頻感應電爐。這種熔爐加熱速度快,能精(jīng)確(què)控製溫度,並(bìng)且熱效率(lǜ)高。而對於大(dà)量生產(chǎn)的情(qíng)況,可(kě)能會使用大型的反射爐,但反射(shè)爐的溫(wēn)度控製相對複雜一些。
不同熔爐的溫度控(kòng)製原理有所不同。中頻(pín)感應電(diàn)爐是通過電磁感應原理,在銅料內部產生渦流使其發熱,其溫度可以通過調節電源的功率(lǜ)來(lái)控製。反射爐則主要是通過燃料燃燒產(chǎn)生的火焰加熱(rè),通過(guò)調節燃料的(de)供應量和空氣(qì)的配比來控製溫度(dù)。
裝料順序與預熱:
正確的裝料順序有助於溫度的均勻上(shàng)升。一般先(xiān)裝入熔點高、不易氧化(huà)的爐料,如銅錠等,再裝入其他合金元素。裝料前,對爐料進(jìn)行預熱,可以減少熔煉過程中的溫度(dù)波動。例如,在熔煉黃銅時,將銅錠(dìng)預熱到一定溫度後裝入熔(róng)爐,再加入鋅等合金元素,這樣可以使合金熔煉過程更加平穩。
預熱爐料的溫(wēn)度(dù)一般根(gēn)據爐料的性質和熔爐的類型而定(dìng),通常在 200 - 500℃之間。預熱可以在專門的預熱爐中(zhōng)進行,也(yě)可以利用熔爐的餘熱進行。
熔煉過程(chéng)中的溫度監測與調整:
使用熱電偶等溫度檢測(cè)設備對熔爐內(nèi)的溫度進行實時監測。熱電偶(ǒu)要(yào)安裝在(zài)能夠準確反映熔池溫(wēn)度的位置,並且要定期進(jìn)行校準。根據鑄銅的種(zhǒng)類和工藝要求設定合適的熔煉溫度。例(lì)如(rú),純銅的熔煉溫度一般在 1083 - 1200℃左右,青銅(如錫青銅(tóng))的熔煉溫度約為 1150 - 1250℃,黃銅的熔煉溫度在 900 - 1050℃之間。
在熔煉過(guò)程中,根據溫(wēn)度監測結果及時調(diào)整加熱功(gōng)率或(huò)燃料供應量。如果溫度過高(gāo),適當降低(dī)加熱強度;如果溫度過低,增加(jiā)加熱(rè)功率,但要注意避免溫度急劇變化導(dǎo)致銅液(yè)成分不均勻或吸氣等問題。
澆注環節
澆注溫(wēn)度的確定:
澆注溫度主要根據鑄銅的成分(fèn)、鑄(zhù)件的形狀和尺寸等因素來確定。一般來說,澆注溫度要高於合金的液相線溫度一定數值,以保證銅液(yè)具有良好的流動性。對於形狀複雜、薄壁的鑄件,澆注溫度要相對高一些,以(yǐ)確保銅(tóng)液能(néng)夠順利充(chōng)滿型腔。例如,對於(yú)一些精細的銅(tóng)質工藝品,澆注溫度可能(néng)會比(bǐ)普通鑄件高 30 - 50℃。
不同銅合金的澆注溫度(dù)也有所不同。如錫(xī)青銅的(de)澆(jiāo)注溫度一般在 1050 - 1150℃,鋁青銅的澆注溫度約為 1100 - 1200℃,黃銅的澆注溫度在 950 - 1050℃之間。
澆注過程中的溫度保持:
在澆注前,要對盛有銅液的澆包進行適當的保溫處(chù)理(lǐ),防止銅液在澆注前溫(wēn)度下降過多。常(cháng)用的保溫方(fāng)法有使用保溫材料覆蓋澆包,如陶(táo)瓷(cí)纖維氈(zhān)等。這些保溫材料能(néng)夠有效減少熱量散失,保持銅液的溫度。
澆注時,要盡量縮短澆注(zhù)時間,以減少銅液在空氣中的停留時(shí)間,避免溫度降低和氧化。對於大型鑄件,可(kě)能需要采用多個澆口(kǒu)或分層澆注的方式,確保銅液在澆注過程中溫度均勻,能夠充分填充型腔。
凝固和冷卻環節
控製凝固速度(dù):
凝固速度對鑄件的質量有(yǒu)很大影響,而溫度是控製凝固速度的關鍵(jiàn)因素之一。可以通過(guò)調節鑄型的溫度來控製凝固速度(dù)。例(lì)如,對(duì)於一些(xiē)要求組織致密的鑄銅件(jiàn),采用金屬型鑄造時,可以對金屬型進行預(yù)熱,使鑄件在較高的溫度梯度下凝固,有利於(yú)細化晶粒。
對於砂型鑄造,砂型的含水量和透(tòu)氣性也會影響鑄件的(de)凝固速度和溫度分布。通過控製砂型的烘(hōng)幹程度(dù)和添加適當的添加劑,可以調節(jiē)砂(shā)型(xíng)的散熱性(xìng)能,從而控製鑄件的凝固溫度和速度。
冷卻過程(chéng)中的溫度控製:
在鑄件凝固後(hòu),冷(lěng)卻(què)過程同樣需(xū)要控製溫度。避免鑄件冷卻過快導致內(nèi)部產生應力、裂紋等缺陷。對於大(dà)型或複雜的鑄銅件(jiàn),可以采(cǎi)用緩冷措施,如將鑄件(jiàn)放在保溫坑或爐內,隨爐冷卻。
冷卻速度要根據鑄銅的(de)成(chéng)分和鑄件的(de)形狀來確定。例如,一些(xiē)高錫青銅鑄件冷卻速度要相對較慢,一般在 10 - 50℃/h 之間,以防止因錫的偏析而產生的質量問題。