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鎂合金的熔化工藝
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設(shè)備：壓鑄工場內(nèi)，一套典型的熔化設(shè)備包括下列項目 1． 可將鎂錠預(yù)熱到150℃以上的預(yù)熱熔爐 2． 加錠到熔化爐中的設(shè)備 3． 一個熔化系統(tǒng) 4． 熔爐的坩堝為中碳鋼，外包一層耐熱鋼； 5． 料液的傳輸采用電加熱的不含鎳耐熱鋼管完成 6． 將料液加入壓鑄機內(nèi)可通過下列各設(shè)備進行，如手動給湯、虹吸管、氣泵、活塞泵、電磁泵等； 7． 熔爐上配有蓋子。上面有必需的溫度測量、液面控制、輸料管、給湯泵、保護氣體系統(tǒng)，以及用來檢查及清潔熔爐的開口 鎂合金的熔化前的準(zhǔn)備工作 壓鑄界的朋友都知道，熔融金屬接觸到或與水混合時，不論何種金屬，水立即變成蒸汽，引起所謂的井噴式爆炸。鎂不僅與水反應(yīng)，同時產(chǎn)生熱量和氫氣，根據(jù)水量的多少，反應(yīng)還可以引起氫氣爆炸，導(dǎo)致嚴(yán)重災(zāi)難，因此，必須小心讓鎂錠干燥和注意可能與熔融鎂發(fā)生接觸的物品，壓鑄時保持作業(yè)點干燥。為此，鎂錠在未預(yù)熱到150℃前，切不可放入熔融的鎂合金中。毫不夸張地說，以下講到的壓鑄處理中的安全問題，完全取決于水清除的控制情況。 鎂合金的預(yù)熱溫度為150℃~350℃。水的沸點為100℃，所以最低為150℃，隨著溫度的升高，鎂合金的化學(xué)性質(zhì)越來越活躍，很容易發(fā)生化學(xué)變化（氧化）。當(dāng)鎂合金加熱到350℃時，應(yīng)加保護氣體保護。 鎂合金熔爐：鎂合金可在用電熱絲、油或氣加熱的熔爐中熔化。因氣價低廉，美國普遍使用氣熱爐。然而，因為氣熱爐上垢塊會導(dǎo)致坩堝磨損及水氣形成的弊端，正大量使用電熱爐。在歐洲，電熱爐占主導(dǎo)地位。電熱爐操作簡單，能精確控制溫度。在熔爐內(nèi)部和發(fā)熱元件附近都安裝了熱電偶來防止過度加熱。 一．新開爐裝料 1. 現(xiàn)在鎂壓鑄合金主要有AZ91D、AM60B、AM50A、AS41B等種類，以AZ91D鎂合金料為常用，鎂合金錠料一般規(guī)格為4~12公斤/錠，這里以每錠7公斤的AZ91D壓鑄鎂合金料為例，介紹新開爐裝料的方法。 首先取30塊干燥的鎂合金錠料，其中十五塊料以1/3，2/3的比例切開，另外十五塊料以1/2的比例切開。將料錠表面異物（油、水、鎂粘等）清理干凈。 2．將熔爐坩堝清理干凈，不得有銹跡，油跡和水跡及異物。 3. 先用整料將坩堝底部墊平。 4. 用2/3料沿著鍋壁逐一排放。 5. 料與料的小間隙或料壺與鍋壁之間用1/2料和1/3料填塞，最重要的是將合金料塊整齊的擺實，減小間隙，且能使合金料與爐壁完全接觸，保證熱量傳遞效果。 6. 裝放完畢后，清理爐蓋口上的異物，蓋上爐蓋清理熔爐表面異物，保持熔爐表面的干凈。 加保護氣體： 到達350℃時，熔爐自動供保護氣體，保護氣體為SF6和N2， 鎂合金的熔化 熔爐從350~400℃的加熱功率比率為17% 熔爐從400~550℃的加熱功率比率為21% 熔爐550℃以上的加熱功率比率為100% 鎂合金從350℃到650℃需6小時。 爐渣清理 每班開機前下班時的熔爐清渣步驟： 1. 將清渣工具表面清潔干凈，在熔爐上預(yù)熱10分鐘； 2. 廢渣收集箱中要干燥，沒有易燃物； 3. 在清理熔爐前N2流量計值保持在100，把SF6流量計值調(diào)到20，混氣流量計值保持在80，在此流量下保持通氣5分鐘后，即可開始清渣。 4. 穿上防護服及戴上面罩和防熱手套打開爐蓋，用鏟子將坩堝、料壺及探熱針保護套四周的廢渣清除并聚在一起，這個動作必須在3分鐘內(nèi)完成，如3分鐘尚不能完成，也必須蓋上爐蓋； 5. 關(guān)閉爐蓋，等待大約10-15分鐘；（爐內(nèi)無白煙為準(zhǔn)） 6. 打開廢渣收集箱蓋； 7. 用漏勺將廢渣取出倒在廢渣收集箱內(nèi)，注：必須在3分鐘內(nèi)完成； 8. 如果3分鐘內(nèi)不能完全清理爐渣，則可關(guān)閉熔爐蓋，停留10-15分鐘后再繼續(xù)清理； 此時不得有異物或合金料粘附在蓋上，如有則必先清除后再蓋蓋子。 9. 清理熔爐表面； 10. 蓋上廢渣收集箱蓋；清理掉落在地上的合金料； 11. 十五分鐘后，調(diào)節(jié)各表的比率正常,N2流量值為100，SF6流量值為7-8，混氣流量值為70-80。 l 注意：爐蓋的密封面處不能有廢渣，清渣時不小心掉下，要清除；否則會造成熔爐密封性不好，加速料液氧化。 12. 鎂合金的料渣不能直接投入垃圾場，必須先將料渣燃燒以后才能將氧化完全的料渣投入垃圾場，否則是十分危險的。 停爐 鎂合金從680℃降到室溫需36小時，680℃~350℃用24小時，此時關(guān)閉保護氣。 舀料的方法 1.將舀料工具料勺預(yù)熱十分鐘，并將料勺表面清理干凈； 2. 將鎂錠模從預(yù)熱約150℃的烘箱中取出，放在地上在舀料和加料前，將N2流量計值保持在100,把SF6流量計值調(diào)到20-30，混氣流量值保持在80，在此流量下保持通氣5分鐘后方可； 3.穿上防護服及戴上面罩和防熱手套，掀起爐蓋，將料勺傾斜30度，緩緩的放入料液中，將3/4料勺容量的料液，慢慢提出液面，平緩的將料液倒入鎂錠模內(nèi)，并將鎂錠模蓋蓋上； 4. 開蓋之后，最長的開蓋時間為3分鐘，否則會引起著火，必須及時關(guān)上爐蓋； 5. 取料后，關(guān)上爐蓋，如要再取料，則要等待10～15分鐘； 6. 取料時，掉在地面上燃燒的料液需及時用干沙將其撲滅，并將地面清理干凈； 7. 取料結(jié)束五分鐘后調(diào)節(jié)SF6的比例為正常，N2流量值為100，SF6流量值為7～8，混氣流量值為70～80。 注：爐蓋的密封面處不能有廢渣，取料時不小心掉下，必須先清除；否則會造成熔爐密封性不好，加速料液的氧化。 坩堝： 使用的坩堝必須用焊接鋼或鑄鋼制成。切忌使用石墨坩堝。因為它會吸收溶劑而變得易碎。也不可使用鑄鐵坩堝，它易于產(chǎn)生許多瑕疵，例如吹孔，并且因抗高溫蠕變性能低令其使用壽命短。 熔爐在使用一段時間后可能出現(xiàn)沉淀，沉淀包括氧化鎂起絕熱材料的作用，沉淀在坩堝底部堆積在表面形成氧化物，增加了污染熔融金屬的可能。此外，必須定期刮除氧化物以防熔化速度降低，尤其是間斷地進行壓鑄時，堆積于坩堝底部的含鋁、鎂、錳和鎂的化合物固化。更加厲害的是，即使是坩堝受熱這些金屬化合物也不會熔化，半成品壓鑄的重復(fù)使金屬化合物日益增厚，明顯降低導(dǎo)熱率和金屬化合物與鐵的反應(yīng)而導(dǎo)致質(zhì)量下降 坩堝主要由可鑄的或能彎曲的低碳鋼或不含鎳低合金鋼制成。為防止熔化，坩堝外表面使用抗熱材料。為防止金屬垢塊生成，可使用抗熱不銹鋼做外層。除了延長坩堝的使用壽命外還可以防止金屬垢塊在爐底的堆積。處理外包鋼的一個辦法是使用前將坩堝侵入鋁液中進行侵鍍 應(yīng)對坩堝進行定期檢查，一般每季度一次。應(yīng)建立棄用坩堝的標(biāo)準(zhǔn)，一般作法是當(dāng)坩堝壁厚減少至原厚度的一半以下時，一般都應(yīng)放棄使用。目測應(yīng)包括對坩堝的內(nèi)、外表面是否有裂縫。檢查前應(yīng)先除去所有金屬垢。每個坩堝應(yīng)有一份使用記錄卡，記錄其使用期限、壁厚尺寸及維修記錄等具體內(nèi)容。 可采用氬弧焊接修補坩堝 1． 首先焊接最深層，然后磨平 2． 在焊接一層后，磨平，重復(fù)操作，直到腐蝕孔焊滿磨平為止，焊絲名稱EMK6。 設(shè)備的清洗 所有用于鎂合金熔化的坩堝從使用中除下時均含有金屬殘渣。金屬液中用到的工具亦如此。殘渣可用鹽酸1：10比例稀釋于水來去除。料管通常通過泵送酸液來清除。用鹽酸清洗會產(chǎn)生氫氣，必須有順暢的通風(fēng)條件。 熔爐的安全操作 1.未經(jīng)過培訓(xùn)人員不得進入設(shè)備區(qū)。 2.在有鎂塵、鎂粉或鎂屑處點明火或吸煙有爆炸危險。 3.設(shè)備零件帶電，不正確維修保養(yǎng)電器，接地線未緊固，會造成人身傷害或死亡。 4.隨意改裝設(shè)備會降低設(shè)備的安全，有可能導(dǎo)致傷人或死亡。 5.對設(shè)備進行危險及錯誤操作，有可能導(dǎo)致傷人或死亡。 6.將潮溫或臟的鎂錠及鎂塵、鎂粉、鎂渣加入熔爐有爆炸危險。所以，加入坩堝的鎂合金應(yīng)干燥、無油、無臟、預(yù)熱不低于150℃。 7.坩堝中熔化鎂溢出來，可造成人燒傷、死亡，所以鎂合金熔化或加料時要穿保護服。 8.安全設(shè)備，需備足以下設(shè)備且易取和防火處： A.滅火器（D級滅火器） B.干鹽或干沙 C.無塵石棉墊防止燒著衣服 D.安全衣及安全鞋耐700℃以上的高溫 E.安全手套 F.護眼硬帽 9.急救設(shè)備： A.通氣及防毒罩 B.醫(yī)藥箱 10.未經(jīng)指導(dǎo)的人使用設(shè)備可能導(dǎo)致傷害、死亡。 |
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