根据气体来源、气孔特性和铝青铜的熔炼特点,我们有针对性地设计了一些工艺方案,以探索高铝青铜的成形工艺方案和消除铸件气孑L缺陷的有效措施。
采用石墨坩埚、中频感应电炉。原材料为纯铜(wcu>99.7%),铝锭(wAI=99.7%)、纯镍(wNi=99.5%)、纯锰(wMn =99.5%)、纯锌(wZn=99.7%)、铁(洁净度好并往油污)、纯钴(wco=99.5%)、RE和六氯乙烷,用稻草灰集渣覆盖。操纵方法为:先将电石放进炉底,然后依次装进用铜块两面包住铝块一起压进熔炉的深处,再将Co、Ni、h、Mn等少量或微量合金的金属碎块夹存其中,尽量装实,剩余少量的铝板和锌作调节温度和预脱氖之用。装料后将炉体连同合金料一起小功率预热5~8min,然后加大功率快速熔化,待所有炉料化清后,用石墨棒充分搅拌,使熔体内各种合金元素混合均匀并吹气精炼后,压进剩余的铜板和铝板,保温至1250℃,预脱氧后进进合金的精炼阶段。
清除气孔缺陷,一般都是从“放”、“熔”和“排”三方面着手。具体采取如下方法:
(1)吹氮(氩)联合化学精炼除气。全部合金熔炼后,在浇注之前先吹氮(氩)对合金进行物理净化,待吹气5~8min、静置2~3min后,用钟罩压进六氯乙烷进行深层净化处理,取样进行观察后,在合金液面覆盖草木灰,静置3~5min后,扒开渣子,在1160~1200℃进行浇注。此方法可使氢气和氧化物夹渣被氮气或氩气泡吸附而逸出合金液面。
(2)预脱氧与稀土终脱氧。吹氮(氩)结束后,先向合金液中加人预留的Cu和Al,以调整温度和预脱氧,然后加稀土进行终脱氧。稀土能与氢结合天生密度小的氢化物,并上浮至铜液表面,在高温下重新分解,排出氧气,或被氧化进进渣相而被往除。
高铝青铜合金在铸造过程中易氧化,因此在浇注系统设计时应特别留意其撇渣效果,不但要求对二次氧化渣有挡渣作用,而且还要求在浇注过程中合金液活动平稳,不产生涡流和飞溅现象,使合金液表面的AI2O3,保护膜不至于破碎而卷进合金形成二次氧化渣。另外,采用半封闭、半开放式浇注系统,各组元截而积之比为F直:F横:F内=1:1.7:1.2,它具有封闭开放式的优点,浇注初期平稳,不冲洗铸型,也不会产生涡流和飞溅现象,避免了气体的卷进。