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锌合金的熔化和处理

2020-09-10 08:46:52 佛山市鸿玥五金制品有限公司 阅读

一、合金 (Alloying )
压铸企业可以采购准备熔化和铸造的锌合金。 或者也可以采购纯锌(符合ASTM B6的特殊高精度锌)棒、锌锭或锌块和制造锌合金。 合金成分铝、铜、镁可以单独得到或者根据ASTM B327-98作为标准合金。 标准合金作为颗粒、棒材、锭或大锭块供应。 通常, 压铸操作一定要从制造合金中获取大量经济效益。 其它方法包括使用截断的EC(导电)级铝线和纯镁。
如果压铸企业自己制造合金, 他们必须有设备并要培训相应人员。 设备包括一台单独的熔炉, 用它熔化锌并混合合金成分。 一般是先熔化纯锌, 然后添加标准合金。 也可以把合金元素, 主要是镁单独添加。 用一把长手柄, 翻转并多孔的锥形工具把固体镁浸入锌熔化炉中。 此工具要人搅动, 而且一直到镁熔化都要浸在熔化金属表面以下。
注意事项: 熔化金属使用的任何工具都必须涂有陶瓷层, 保证熔化的锌和由铁制成的工具不接触。 如果铁和熔化的锌接触, 就会有铁解进熔化的锌槽中。
熔化炉中的熔化金属必须在熔炉中保持足够长的时间, 使金属完全熔化并使其形成合金, 在熔炉中要保留一些待用金属液, 帮助加料时给固体合金锭传递热量。 这样的待用金属液应保持熔炉总量的30%左右, 合金程序是:
给熔炉中的待用金属液里添加纯锌并使其熔化。
熔化槽内添加标准合金或合金元素并让其熔化。
熔化槽内慢慢搅动, 把混合物搅匀。
让熔化槽静置15分钟。
如必要的话, 撇取表面浮渣。
检查合金成分, 使其符合规格。
为进一步得到锌合金制造的详细信息, 要和金属供货商咨询。 而且获得一份合适的ASTM规格总是有用的。
合金必须得到测试以保证其满足规格。 测试合金时, 要从熔炉中舀出一部分合金并浇进模中制成试样。 ASTM标准E-634-78 “锌和锌合金光辐照光谱分析的抽样标准实践, 制作试样的模具类型和实际程序”。
控制在合金炉中新的合金料要加工成试样并测试其化学成分, 在这段时间里, 液体合金料要控制到理想的温度。 如果光谱化学测试表明此合金与规格不一致, 就必须给欠量元素添加到充足的数量。 如果发现次要合金元素或杂质超过其限量, 那么整个液体熔化金属都必须通过添加大量的纯锌加以纠正(也就是用纯锌稀释)。
一旦新的合金在适当的温度条件下其化学成分得到纠正, 那么它就可以从合金炉中出炉了, 有一种方法是把合金从合金炉中泵入混合保温炉, 接着再分配到各个压铸机上。 有时, 液体合金料也可以从合金炉中泵入大型烧包中, 此浇包可以分配液体金属到各个保温炉中。 除过残留的待用金属液外, 一旦金属液被排空, 合金炉就可以用来准备另外一批合金液了。 另外一种方法是把合金炉既作为熔化炉又作为混合保温炉使用, 并简单地把新熔化的合金在熔炉中保存, 然后就直接从这儿分配到各个压铸机上。 最后这种方法要求有多个合金炉, 以便持续给压铸机供料。
如果压铸企业自己制造合金, 那么他们一定会回收到 “脏”的废品。 脏的废品是那种已喷油、电镀的废铸件, 或者这些废铸件装有其它材料如塑料、橡胶、钢制铆钉或铸进钢制镶件的可能性。 含有任意数量的铅、镉或锡的废品都不应当回收。 这样的废品必须要被熔化, 化渣并在各个熔炉中检查其正确的合金成分。 冲水口料、直浇口和批锋一般是 “干净”的废料可以再熔化。
二、熔化和管理 (Melting & Holding )
新的合金锭和清洁的废品(基本上都是冲水口料)都可以在压铸机的熔炉中熔化。 这样熔化之时, 压铸机上的保温炉必须要有足够的加热能力, 既要维持热量的损失又要熔化新的合金。 新的合金(及冲水口料)必须定期加入熔炉中。 建议经常添加少量新的合金和/或废料。 添加大量的固体合金会降低熔炉的温度, 而且一直到熔炉温度返回到正确的温度为止都有可能产生有缺陷的铸件。 如果冲水口的料也通过这样的熔化炉和保温炉再循环, 那么必须定期测试合金, 保证合金维持正确的化学成分。 上面描述过的合金熔炉用同样的方法实施此测试。 在压铸机上熔化合金的实践对于压铸机台数少(例如, 小于10台机)的压铸操作来讲最为经济, 而且压铸机上还能使用不同的合金。
有些压铸企业有单独的熔炉, 从这个单独的熔炉可以把熔化金属分配给各个压铸机上的混合保温炉。 这样的安排通常对于大、中型压铸作业是有利的。 新的合金锭和所有由一排压铸机产生的冲水口料一起加到中央熔炉中。 金属的熔化和熔化金属分配给每一台压铸机都是一个连续的过程。 如前面章节所述, 合金炉中的新熔化合金可以交给(例如: 泵入)这样一个中央熔化炉。
中央熔炉有很多优点。 首先是在更高的温度条件下熔化得更充分。 尽管锌不能承受过高的温度, 但是最佳的熔化温度会比单个压铸机上理想的控制温度更高一些。 其次合金的化学成分会得到更好地控制。 中央熔炉中日常的化学成分检查会使一排十台压铸机更满意。 而且熔炉温度的升降不会影响各台压铸机的操作。 中央熔炉还避免了各台压铸机超出它自身熔化能力的可能性。 如果是在压铸机上熔化金属, 那么一台快速铸造大型铸件的压铸机就会超过其熔化能力。
熔化金属必须从中央熔炉分配给各台压铸机的保温炉。 分配熔化金属最常用的方法是使用大型浇包, 由高架单轨起重机/升降机运输到各个压铸机上。 各台压铸机的保温炉重新被浇包填满。 非常重要的是加料数量每次要少, 加料频次要多, 而不是每次加料多, 频率少。因为, 大型浇包中熔化金属的温度几乎与压铸机上保温炉的温度都有差异。 在不同的温度条件下大量添加新的金属会改变保温炉中的温度, 而且还会导致压铸机制造出有缺陷的铸件, 加料频率不均匀会大大改变保温炉中熔化金属的高度。 热室压铸工艺对保温炉中熔化金属的高度很敏感, 因此应尽可能把此高度保持为一个常数。
熔化金属从中央熔炉分配到各压铸机保温炉的另一种方法是采用导轨式输送,也称自动配汤方式。自动配汤方式,有轨道悬挂式、中轨式和地轨台车式。目前采用最多的是轨道悬挂式,它具有自动化水平高、配汤效果好、节省厂房空间、美观气派之特点。
将中央熔炉中的合金液自动、快速、准确、安全地供给压铸机。中央熔炉集中熔炼,压铸机熔炉只用于保温,温度稳定,从而减少不合格品,提高产品质量。减轻工人劳动强度,改善工厂工作环境,提高劳动生产率。
把熔化合金从中央熔炉分配给各台压铸机保温炉的另外一种体系叫流槽。 流槽基本上是一个导槽。 流槽必须衬有与锌合金兼容的耐火材料, 而且必须控制其温度。 而且还应使合金上形成的氧化物最少, 流槽有不用人操作的优点。 从这个意义上讲它是非常有效的。 它还会排除熔化金属的飞溅和渗漏。 流槽还排除了使用浇包在厂内传送熔化金属。
流槽有很多缺点。 缺点之一是限制了人员和压铸机周围设备的移动。 这个系统还要求更多的加热能量以及比大型浇包更多的维护。 流槽的其它一些限制是要求所有的单个保温炉都处于同一高度。 流槽还会限制大型浇包把中央熔炉中的金属交付给任意一台压铸机的灵活性。 最后一点是, 流槽系统上的所有压铸机都必须铸造同样的合金。
三、安全
安全与金属熔化和作业操作相比应是最重要的, 作业期间熔化金属会飞溅, 而且偶然溢出还会威胁到人的生命安全。 金属熔化还要求有大量的热量, 金属的熔化伴随着空气、油、丙烷或电, 任意一种都需要很多, 而且如果管理不当所有这些能源都有危险。
所有熔化, 保温和作业设备都必须按照制造商规格标准中的最佳操作条件进行维护。 有关能量供应的所有安全系统都必须定期检查并在操作条件下保持正常状况, 所有熔炉的衬里和结构都必须定期检查和维护。 燃气炉的燃烧火焰必须正确调节。
如果水被带进熔炉或混合(保温)炉中的熔化金属里, 由于水蒸气是液体水体积的1700倍, 而这样的水蒸汽又不能带走太多, 因此水会产生爆炸反应。 水可以依一种不在意的潮气存在于浇包或合金锭上。 冬天从室外拿进的合金锭上会有一点儿霜。 因此 合金锭在加入熔化炉之前都要预热。 工具, 浇包以及合金锭在接触熔化金属之前都应充分预热。

浇铸熔化金属以及给熔化金属加合金锭材料时都应有防飞溅保护装置。 大部分熔炉都应完全密封, 防止热量散失。 但是开口处都应安装防飞溅保护装置。