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关于熔炼与铸造除气和脱氧方面的知识汇总 ,,, ,,,,涉及气体来源、除气方法、脱氧过程等

发布时间:2021-11-18点击:5567

1.气体的来源

能溶解于金属中的气体 ,,, ,,,,主要是氢和氧。。。。。在熔炼过程中 ,,, ,,,,气体的主要来源有:

1)炉气:非真空熔炼时 ,,, ,,,,炉气是金属中气体的主要来源。。。。。在炉气中除含有氧、氮外 ,,, ,,,,还含有水汽、氢、一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫和碳氢化合物等。。。。。炉气的成分随使用的燃料和燃烧的情况的不同而变化;;;;; ;;;如以重油或煤气做燃料的反射炉或坩埚炉中 ,,, ,,,,常含有5-10%的水汽和较多的氢、一氧化碳等。。。。。
  (2)炉料:电解金属表面大都有残留电解液 ,,, ,,,,加工车间返回料大都含有油、水、乳液等。。。。。外来废料大都有水腐蚀物、锈蚀等。。。。。特别是露天堆放和潮湿季节 ,,, ,,,,炉料表面吸附有水分。。。。。这些都会使金属在熔炼过程中吸收较多的氢。。。。。
  (3)耐火材料:耐火材料中所含水分也能促使金属吸气 ,,, ,,,,新炉开始生产时尤为严重。。。。。
  (4) 熔剂:许多熔剂都带有水分 ,,, ,,,,其中一些(如木炭、米糠等)含有吸附的水分 ,,, ,,,,有些熔剂(如硼砂)本身带有结晶水。。。。。为减少熔炼过程中气体的来源 ,,, ,,,,熔剂应进行干燥或脱水处理。。。。。
  (5)操作工具:操作工具预热不彻底 ,,, ,,,,也会增加金属的含气量。。。。。

2.气体的溶解过程及溶解度

气体在金属中溶解度:金属在固体时 ,,, ,,,,气体的溶解度很小 ,,, ,,,,随着温度的上升溶解度缓慢增加 ,,, ,,,,到熔点温度时溶解度急剧增加 ,,, ,,,,继续提高熔融金属的温度 ,,, ,,,,气体溶解度继续增加 ,,, ,,,,到某一***大点后开始下降 ,,, ,,,,到金属的沸点温度时 ,,, ,,,,气体溶解度几乎等于零。。。。。
  不同的合金元素对气体在合金中的溶解度的影响也不同 ,,, ,,,,某些元素如镍等与气体有较大的结合力 ,,, ,,,,使合金中的气体的溶解度增加。。。。。另上些元素如铝、锡等能使气体在合金中的溶解度降低。。。。。铜合金中合金元素对氢气溶解度的影响如下:
    Cu+Ni > Cu+Pb > Cu+Ag > Cu+Au > Cu+Sn > Cu+Al

3.除气方法

1)气体除气法:一种为惰性气体(如N2等) ,,, ,,,,另一种是活泼气体(如Cl2等)气泡越小 ,,, ,,,,数量越多 ,,, ,,,,对除气是有益的。。。。。但由于气泡上浮的速度大 ,,, ,,,,通过熔体的时间短 ,,, ,,,,且气泡不可能均匀分布于整个熔体中 ,,, ,,,,故用此法除气不容易彻底;;;;; ;;;随着熔体中含氢量的减少 ,,, ,,,,去气效果显著降低。。。。。
  (2) 熔剂除气法:熔剂除气是利用熔盐的热分解或与金属进行置换反应 ,,, ,,,,产生不溶于熔体的挥发性气泡而将氢除去。。。。。如铝青铜常用冰晶石熔剂除气 ,,, ,,,,白铜镍合金常用萤石、硼砂、碳酸钙等熔剂除气。。。。。熔剂精炼时 ,,, ,,,,一般将干燥的熔剂用带孔罩压入熔池中。。。。。为了提高除去效果 ,,, ,,,,也可采用干燥氮气将粉状熔剂吹入熔池中。。。。。熔剂在除气的同时 ,,, ,,,,还可去渣。。。。。
  (3)沸腾除气:在工频炉熔炼高锌黄铜时常用的一种方法。。。。。但需具备两个条件:一是高锌黄铜的沸腾温度较低 ,,, ,,,,二是熔沟部分熔体温度较高。。。。。铜锌合金的沸腾温度随锌含量的增加而降低。。。。。
     由于工频炉中熔沟部分熔体温度***高 ,,, ,,,,首先形成锌的蒸汽泡随即上浮。。。。。伴着熔池温度的升高 ,,, ,,,,炉膛内的蒸汽压也随逐渐提高;;;;; ;;;当温度升高到整个熔池接近锌的沸点时 ,,, ,,,,甚至使整个熔池表面出现冒泡。。。。。当熔池上面的蒸汽压升高到超过大气压时 ,,, ,,,,锌蒸汽便向炉口喷出 ,,, ,,,,被氧化燃烧 ,,, ,,,,形成沸腾的喷火现象。。。。。次数越多 ,,, ,,,,除气效果越好 ,,, ,,,,一般2-3次即可。。。。。含锌量小于20%的黄铜 ,,, ,,,,不能利用沸腾除气。。。。。缺点在于低沸点金属元素(如锌等)损耗较大。。。。。
  (4)其他除气法:1)冷凝除气;;;;; ;;;2)振荡除气;;;;; ;;;3)直流电解除气

4.脱氧过程

使金属熔体中的氧化物还原而除去氧的过程称为脱氧。。。。。熔融金属及合金中的脱氧过程属于置换反应 ,,, ,,,,凡在操作条件下 ,,, ,,,,能从熔融金属中取得氧的任何物质 ,,, ,,,,即氧化物的分解压比被脱氧金属氧化物的分解压为低的元素 ,,, ,,,,一般都可作为脱氧剂。。。。。

5.脱氧剂

脱氧剂分为表面脱氧剂和溶解于金属的脱氧剂两种。。。。。
  表面脱氧剂基本上不溶于金属 ,,, ,,,,脱氧作用仅在与金属接触的表面进行 ,,, ,,,,脱氧速度较慢。。。。。它的优点不溶于金属 ,,, ,,,,脱氧剂不会影响金属的质量。。。。。常用的表面脱氧剂有:碳化钙、硼化镁、木炭、硼 (B2O3)等。。。。。
  溶于金属的脱氧剂 ,,, ,,,,能在整个熔池中与熔融金属中的氧化物相互作用 ,,, ,,,,脱氧效果好得多。。。。。缺点是剩余的脱氧剂将留于金属中而影响金属的性能。。。。。常用的脱氧剂有:磷、硅、锰、铝、镁、钙、钛、锂等。。。。。这些元素可以中间合金的形式加入。。。。。脱氧反应所产生的细小固体氧化物 ,,, ,,,,使金属的粘度增大 ,,, ,,,,或成为金属中分布不均匀的夹杂物 ,,, ,,,,故应控制加入量。。。。。

对脱氧剂的要求:
  1.对金属或合金的性能无害。。。。。
  2.脱氧产物***好不溶于熔融金属 ,,, ,,,,且容易除去。。。。。
  3.脱氧剂应足够活泼 ,,, ,,,,即脱氧产物应与熔融金属在比重和熔点上有较大的差别。。。。。
  铜磷中间合金除能脱氧外 ,,, ,,,,并能改善合金的流动性 ,,, ,,,,在铜合金生产中应用较广。。。。。

来源:热加工论坛

 


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