锌合金熔化是压铸过程的一个重要环节,熔化过程不仅是获得熔融的金属液,更重要的是得到化学成分符合规定,能使压铸件得到良好的结晶组织以及气体、夹杂物都很小的金属液。在熔炼过程中,金属与气体的相互作用和金属液与坩埚的相互作用使组分发生变化,产生夹杂物和吸气。所以正确的熔化工艺规程,是获得高质量铸件的重要保证。
锌合金压铸最佳的熔化温度:压铸用的锌合金熔点为382 ~ 386℃,合适的温矮度控制是锌合金成分控制的一个重要因素。为保证合金液良好的流动性充填型腔,压铸机锌锅内金属液温度为415 ~ 430℃,薄壁件、复杂件压铸温度可取上限;厚壁件、简单件可取下限。中央熔炼炉内金属液温度为430 ~ 450℃。进入鹅颈管的金属液温度与锌锅内的温度基本一样。通过控制锌锅金属液温度就能对浇注温度进行准确的控制。
(熔化温度过高时)铁质坩埚与锌液反应加快,坩埚表面发生铁的氧化反应生Fe2O3等氧化物;铁元素还会与锌液反应生成FeZn13化合物(锌渣),溶解在锌液中。铝、镁元素烧损, 金属氧化速度加快,烧损量增加,锌渣增加。热膨胀作用会发生卡死锤头现象。铸铁坩埚中铁元素熔入合金更多,高温下锌与铁反应加快。会形成铁-铝金属间化合物的硬颗粒,使锤头、鹅颈过度磨损。铸铁坩埚中铁元素熔入合金更多,高温下锌与铁反应加快。会形成铁-铝金属间化合物的硬颗粒,使锤头、鹅颈过度磨损。燃料消耗相应增加。温度越高,铸件结晶粗大而使力学性能降低。
(熔化温度过低时) 合金流动性差,不利于成形,影响压铸件表面质量。(如何保持温度的稳定) 现在的压铸机熔锅或熔炉都配备温度测控系统,定时检查以保证测温仪器的准确性,定期用便携式测温器(温度表)实测熔炉实际温度,予以校正。有经验的压铸工会用肉眼观察熔液,若刮渣后觉得熔液不太粘稠,也较清亮,起渣不是很快,说明温度合适;熔液过于粘稠,则说明温度偏低;刮渣后液面很快泛出一层白霜,起渣过快,说明温度偏高,应及时调整。最佳方法是采用中央熔炼炉,压铸机熔炉作保温炉,从而避免在锌锅中直接加锌锭熔化时造成大幅度温度变化。集中熔炼能保证合金成分稳定。或者采用先进的金属液自动送料系统,能够保持稳定的供料速度、合金液的温度及锌锅液面高度。如果是在锌锅中直接加料,建议将一次加入整条合金锭改为多次加入小块合金锭,可减少因加料引起的温度变化幅度。
(锌渣的控制) 通过熔化合金从固态变为液态,是一个复杂的物理、化学过程。气体与熔融金属发生化学反应,其中氧的反应最为强烈,合金表面被氧化而产生一定量的浮渣。浮渣中含有氧化物和铁、锌、铝金属间化合物,从熔体表面刮下的浮渣中通常含有90%左右的锌合金。锌渣形成的反应速度随熔炼温度上升成指数增加。正常情况下,原始锌合金锭的产渣量低于1%,在0.3 ~ 0.5%范围内;而重熔水口、废工件等产渣量通常在2 ~ 5%之间。为减低锌渣的产生。
(1) 尽可能避免锌锅中合金液的搅动,任何方式的搅动都会导致更多的合金液与空气中氧原子的接触,从而形成更多的浮渣。
(2)严格控制熔炼温度,温度越高,锌渣越多。
(3)不要过于频繁的扒渣。当熔融的合金暴露于空气中都会发生氧化,形成浮渣,保留炉面一层薄的浮渣有利于锅中液体不进一步氧化。
(4)扒渣时,使用一个多孔(Ф6 mm)盘形扒渣耙,轻轻从浮渣下面刮过,尽可能避免合金液搅动,将刮出的渣盛起,扒渣耙在锌锅边轻轻磕打,使金属液流回锌锅中。
(5)电镀废料中含铜、镍、铬等金属是不溶于锌的,留在锌合金中会以坚硬的颗粒物存在,带来抛光和机加工的困难,避免和水口直接放入压铸机锌锅内重熔回炉再压铸。
(6)水口料表面在压铸成形过程中发生氧化,其氧化锌的含量远远超过原始合金锭,当这些水口料在锌锅中重熔时,由于氧化锌在高温条件下呈粘稠状态,将其从锌锅取出时,会带走大量的合金成分。
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