Wissenszusammenfassung über Präzisionsgussschmelzen und Gussentgasung

Die Luftdurchlässigkeit ist ein wichtiger Leistungsindex von Präzisionsguss-Formschalen. Bei Präzisionsgussteilen hat die Luftdurchlässigkeit der Formschale einen großen Einfluss. Beispielsweise wird häufig festgestellt, dass das unzureichende Gießen von Gussteilen (einschließlich unvollständiger Form und abgerundeter Ecken) durch eine schlechte Luftdurchlässigkeit der Formschale verursacht werden kann. Darüber hinaus ist auch die Luftdurchlässigkeit der Formschale ein wichtiger Faktor, der die Entparaffinierungsqualität beeinflusst.

Die Gasquelle

Gase, die in Metallen gelöst werden können, hauptsächlich Wasserstoff und Sauerstoff. Während des Schmelzprozesses sind die Hauptgasquellen:

• Ofengas:Während des Schmelzens ohne Vakuum ist Ofengas die Hauptgasquelle in Metall. Ofengas enthält neben Sauerstoff und Stickstoff auch Wasserdampf, Wasserstoff, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, Schwefeldioxid und Kohlenwasserstoffe. Die Zusammensetzung des Ofengases variiert mit dem verwendeten Brennstoff und den Verbrennungsbedingungen; Beispielsweise enthält der mit Schweröl oder Gas befeuerte Hallofen oder Tiegelofen oft 5–10 % Wasserdampf und mehr Wasserstoff, Kohlenmonoxid usw.
• Ofenladung:Die meisten elektrolytischen Metalloberflächen bleiben Restelektrolyte, und die meisten der zurückgegebenen Materialien aus der Verarbeitungswerkstatt enthalten Öl, Wasser, Emulsion usw. Die meisten Fremdabfälle kommen mit Wasserkorrosiven, Rost usw. vor allem Beim Stapeln im Freien und in der Regenzeit wird Feuchtigkeit an der Oberfläche der Charge adsorbiert. Dadurch nimmt das Metall während des Schmelzprozesses mehr Wasserstoff auf.
• Feuerfestmaterial:Die im Feuerfestmaterial enthaltene Feuchtigkeit kann auch das Einatmen von Metall fördern, insbesondere wenn der neue Ofen die Produktion aufnimmt.
• Flussmittel:Viele Flussmittel enthalten Feuchtigkeit, einige von ihnen (wie Holzkohle, Reiskleie usw.) enthalten adsorbierte Feuchtigkeit und einige Flussmittel (wie Borax) enthalten Kristallwasser. Um die Gasquelle im Schmelzprozess zu reduzieren, sollte das Flussmittel getrocknet oder entwässert werden.
• Operationswerkzeuge:Eine unvollständige Vorwärmung von Operationswerkzeugen erhöht ebenfalls den Gasgehalt des Metalls.

Auflösungsprozess und Löslichkeit von Gas

Löslichkeit von Gas in Metall:Wenn das Metall fest ist, ist die Löslichkeit von Gas sehr gering. Mit dem Temperaturanstieg nimmt die Löslichkeit langsam zu, und die Löslichkeit nimmt stark zu, wenn sie die Schmelzpunkttemperatur erreicht. Steigt die Temperatur des geschmolzenen Metalls weiter an, steigt die Gaslöslichkeit weiter an, bis sie die Grenze erreicht. Dann beginnt es zu fallen, und wenn die Temperatur den Siedepunkt des Metalls erreicht, ist die Gaslöslichkeit fast gleich Null.

Cu+Ni> Cu+Pb> Cu+Ag> Cu+Au> Cu+Sn> Cu+Al

Unterschiedliche Legierungselemente wirken sich unterschiedlich auf die Löslichkeit des Gases in der Legierung aus. Einige Elemente wie Nickel haben eine größere Bindungsfähigkeit mit dem Gas, was die Löslichkeit des Gases in der Legierung erhöht. Andere Elemente wie Aluminium und Zinn können die Löslichkeit des Gases in der Legierung verringern. Bei Kupferlegierungen wirken sich die Legierungselemente wie folgt auf die Wasserstofflöslichkeit aus:Cu+Ni> Cu+Pb> Cu+Ag> Cu+Au> Cu+Sn> Cu+Al

Entgasungsmethoden

Gasentgasungsverfahren:Inertgas (z. B. N2) oder Aktivgas (z. B. Cl2) verwenden. Je kleiner die Blasen, desto größer die Anzahl und desto vorteilhafter für die Entgasung. Aufgrund der hohen Schwebegeschwindigkeit der Blasen ist die Zeit zum Passieren der Schmelze jedoch kurz, und die Blasen können nicht gleichmäßig in der gesamten Schmelze verteilt werden, so dass es nicht einfach ist, durch dieses Verfahren vollständig zu entgasen. Mit abnehmendem Wasserstoffgehalt in der Schmelze nimmt die Entgasungsleistung deutlich ab.

Flussentgasungsverfahren:Flussmittelentgasung ist die Verwendung der thermischen Zersetzung von geschmolzenem Salz oder einer Austauschreaktion mit dem Metall, um flüchtige Blasen zu erzeugen, die in der Schmelze unlöslich sind, um Wasserstoff zu entfernen. Kryolith-Flussmittel wird beispielsweise üblicherweise zum Entgasen von Aluminiumbronze verwendet; Fluorit, Borax, Calciumcarbonat und andere Flussmittel werden üblicherweise zum Entgasen von Kupfernickel- und Nickellegierungen verwendet. Um die Entgasung zu verbessern, kann trockenes Stickstoff verwendet werden, um das pulverförmige Flussmittel in das Schmelzbad zu blasen, das Flussmittel kann die Schlacke während des Entgasens entfernen.

Weitere Entgasungsverfahren:Kondensationsentgasung, Oszillationsentgasung, elektrolytische Gleichstromentgasung.