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收藏词条   编辑词条 重有色金属材料铸造

创建时间:2008-08-02

将熔炼后的重有色金属材料熔体浇铸成要求形状和尺寸的过程。按铸造产品的形状可分为铸件和锭坯,冶金工业常用的是锭坯铸造。

铸造方法    

选择铸造生产方法不仅取决于金属及合金的铸造性能,还必须从压力加工的生产方法、设备能力以及产品的最终性能等方面综合考虑。锭坯的铸造方法大致可分为锭模铸造和连续铸造两类,前者包括金属模铸造、水冷模铸造等;后者包括卧式连续铸造、上引式连续铸造、立式连续铸造和半连续铸造等。此外,还有一些适用于某些合金的特殊铸造方法,如真空铸造、真空吸铸等。

金属模和水冷模铸造  

分为立模和水平模两种,是比较陈旧的铸造方法。目前广泛应用于铸造锌、铅、锡、镉等低熔点金属及其合金,在大型企业铸造铜、镍915zhon9重及其合金时已很少采用。

立式半连续铸造  

在铸造过程中可采用气体、炭黑、熔剂、矿物油等保护和润滑,锭坯质量较好,且铸造的规格范围广,是目前铸造铜和铜合金广泛采用的生产方法。

立式连续铸造      

成品率高,劳动条件好,但锭坯的断面尺寸不宜太大,适用铸造大批量生产的铜、锌及其合金。

卧式连续铸造      

设备投资少,但对铸造的合金有一定的局限性,大量应用于铸造铜合金棒、线坯和冷轧开坯的板坯。

上引式连续铸造  

仅限于生产无氧铜小直径锭坯,由于铸造过程中熔体不与炉内气氛接触,锭坯的内部质量好、生产效率高。

铸造工艺参数      

在铸造过程中需要控制的工艺参数主要有铸造温度、铸造速度、冷却强度、涂料、覆盖剂和润滑剂等。

铸造温度     

根据金属或合金的性质、锭坯尺寸和铸造方法来确定铸造温度,总的原则是在保证锭坯质量的前提下,尽量采用较低的铸造温度。对铜、镍及其合金而言,铸造温度大都选用高于液相线100~150℃。

铸造速度   

在锭模铸造时,铸造速度利用改变漏斗的孔径和孔数来调节。在半连续或连续铸造时,铸造速度通过引锭速度来控制。为了提高生产率,在确保锭坯质量的前提下,应选用较快的铸造速度。

冷却强度    

半连续或连续铸造中影响锭坯质量的重要因素之一。冷却强度大,则锭坯的晶粒细,对中、小规格锭坯的效果尤为显著。增加冷却强度的方法有:保证足够的二次冷却水;在保证锭坯内部质量的前提下,选用短结晶器;采用上限铸造速度和较低的铸造温度;降低冷却水的进水温度等。

涂料     

在锭模铸造时,使用涂料可以防止金属熔体粘模、模壁受急热或磨损以及在铸造过程形成还原性气氛。常用的涂料有干涂料和油质涂料两类,前者有骨粉、炭黑等;后者有各种矿物油和植物油。

覆盖剂和润滑剂     

在半连续或连续铸造时,为了防止金属熔体二次氧化以及克服由于锭坯和结晶器间相对运动而产生的摩擦阻力,在结晶器内要采用覆盖剂或润滑剂,常用的有炭黑、鳞片状石墨、盐类熔剂、矿物油和植物油等。对某些铜合金也可采用气体保护,如煤气、氮气等。

铜镍合金铸造        

铜在高温有强烈的氧化性和吸气性,在铸造过程中要及时排除或防止,以避免在锭坯内造成气孔。为了提高半连续铸造铜扁锭的表面质量,可采用镶有石墨内衬的结晶器。黄铜中锌有强烈的氧化性和较高的蒸气压,在铸造过程中析出锌或氧化锌,增加了锭坯与结晶器之间的摩擦,造成结晶器内壁磨损,因此铸造时结晶器要采用润滑剂,如变压器油、锭子油等。复杂黄铜具有热裂倾向大、氧化渣多等特点。由于多元合金成分复杂,某些合金元素易形成较脆的β相和γ相,使锭坯裂纹倾向显著增加。例如铅黄铜中存在较多的游离铅;中国牌号HAL66—6—3—2为单相G相黄铜,热脆性较大。这些因素都易使锭坯产生裂纹。为了防止锭坯裂纹,在工艺方面要尽量避免产生导致锭坯开裂的铸造应力,对锡黄铜、铝黄铜等可采用慢速铸造,减小锭坯的内外温差等措施。但对铅黄铜以及HAL59—3—2、HAL66—63—2等裂纹倾向更大的合金,为了进一步减小锭坯的内外温差,可采用红锭铸造法,铸造过程具有铸造速度快、冷却强度小等特点,不但可以防止内裂,同时能提高锭坯的表面质量。锡青铜具有凝固范围大。合金元素扩散速度低等特点,合金的偏析倾向大,在锭坯的边部出现富锡的低熔点相,形成含锡量外高内低的反偏析,造成表面裂纹或影响压力加工。为了减少反偏析倾向,多数工厂选用铸铁模或卧式连续铸造,采用较慢的铸造速度。在立式半连续铸造时,采用振动铸造消除反偏析能取得一定的效果。铝青铜凝固范围小,凝固收缩大,导热性能差,锭坯易产生裂纹及氧化铝夹渣。根据上述特点,铝青铜通常采用短结晶器敞开式半连续铸造。短结晶器加强了二次冷却作用,不仅有利于细化晶粒,同时使液穴变浅,有利于从液穴排除夹杂物。白铜、镍及镍合金熔点高,吸气性强,热裂倾向大,锭坯易产生气孔和内部裂纹。为了消除气孔,除在熔炼过程要认真脱氧、除气外,铸造过程也要注意保护,防止二次充气。白铜和镍铜合金可采用半连续铸造,为防止锭坯内裂,应使用较高的结晶器和较慢的铸造速度。大多数镍及镍合金则采用真空熔铸,真空铸造时使用铸铁模。此外,镍铜合金和部分白铜还可采用电渣重熔工艺。

锌、锡、铅、镉合金铸造锌和锌合金扁锭大多采用倾斜水冷模铸造,模子的倾斜由机械传动,以机油或石蜡作涂料,线坯则采用水平式铸铁模铸造。在大型企业,锌合金也可采用立式连续铸造。锌和锌合金锭坯都在铸造后趁热轧制,铸造过程不采用二次冷却。锡、铅、镉及其合金熔点低,铸造性好,一般都选用水平式铸铁模,不用漏斗,直接铸造。

 

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