有色合金及其熔炼(2)

2019-03-15 20:35

3.2.5为什么铸造铜合金熔炼时一般都需要脱氧?常用哪几种脱氧方法?

答:铜合金熔化后,在高温下容易被炉气所氧化生成Cu2O。因此,熔炼纯铜、锡青铜、铝青铜等必须彻夜脱氧,清除Cu2O后再加入合金元素。

脱氧方法:1)沉淀脱氧(加P-Cu脱氧,应用广泛);2)扩散脱氧(加脱氧溶剂);3)沸腾脱氧(又称青木脱氧)。 3.2.6锡青铜熔炼的原则是什么?它和铝青铜、黄铜有什么区别?

答:基本原则:1)准确配料,严格控制化学成分;2)净化合金液,防止铜液氧化、吸气;3)高温熔炼,快速熔化,低温浇铸。锡青铜需要脱氧除气而铝青铜中含铝、硅,黄铜中含锌;它们本身是强脱氧剂,因此都不必脱氧。 3.2.7如何对铜合金熔炼质量进行控制?

答:气体含量的检查、弯角及断口检查、成分分析、温度检测与控制。

3.2.8用燃烧炉熔炼铜合金一般将炉气控制为何气氛(还原性、氧化性或其它)?为什么? 答:氧化性或弱氧化性气氛。

3.3铝合金铸件主要热处理工艺的特点及其热处理常见缺陷和防止方法。

答:热处理工艺:退火、固溶处理、时效处理和循环处理四类。主要是固溶处理与人工时效。固溶处理:将铸件加热到接近固相线温度(530℃左右),并保持足够长的时间后快速冷却,以获得成分均一的过饱和α(Al)固溶体,致使合金力学性能(特别是塑性)提高,耐蚀性能改善。人工时效:经固溶处理得到的过饱和固溶体,加热到某一较低的温度并保持一定时间。 热处理常见缺陷:1)力学性能不合格;2)过烧;3)变形和裂纹;4)表面腐蚀。防止措施:制订合理的热处理工艺并严格执行。

3.4影响镁合金铸件生产安全的主要因素及其有关的安全防护措施。

3.4.1铸造镁合金主要有哪几类合金?各有何特点?

答:1)Mg-Al-Zn合金:为工业常用合金,特点为强度高,塑性好,铸造性能好;

2)Mg-Zn-Zr合金;特点为强度高,致密性好,壁厚效应小,工艺性较差;

3)Mg-RE-Zr 合金:为耐热Mg合金,添加RE可提高α固溶体和RE化合物的稳定性,提高耐热性,可在250-300℃下长期工作。 3.4.2为防止镁合金熔炼燃烧和氧化主要采取哪些措施? 答:1)用熔剂熔炼;2)无熔剂熔炼;3)硫磺保护剂或SF6与N2或干燥空气混合气体保护熔炼。

3.4.3镁合金铸件生产时如何确保生产安全?

答:1)加料前炉料必须预热,至少达到150℃以上,以防止带入水分,

发生事故;2)熔炼工具使用前必须充分预热干燥,使用后应放置

在密闭空气中,或放入专用熔剂炉中,以防残留金属燃烧;3)应定期检查热电偶,以有效控制熔体温度,以防过热,产生燃烧危险;4)熔炼作业时,操作人员须穿戴作业衣、安全帽、安全鞋、

安全眼镜等。

3.4.4常用铸造锌合金有哪几类?其应用范围如何?

答:铸造锌合金的分类:第一类为Zn-4%Al合金,主要用于热室压铸机中铸造;第二类是含Al量为8%、12%和27%的合金,它也能重力铸造(金属型、砂型)。

3.4.5何谓锌合金“老化”现象?产生的原因是什么?如何防止?

答:锌合金的老化现象:因合金中杂质元素Pb、Cd、Sn超过标准,集中于晶界,促使晶间化学腐蚀,致使铸件变脆,变形、膨胀,甚至发生开裂。

产生原因:通常认为主要是晶间腐蚀引起的:当合金成分中杂质元素铅、镉、锡超过标准时,铅、镉、锡在锌合金中溶解度很小,因而集中于晶粒边界成为阴极,富铝的固溶体成为阳极,在水蒸气(电解质)存在的条件下,促使晶间电化学腐蚀。压铸件常因晶间腐蚀而老化。

防止措施:1)避免使用熔炼铜(Cu)合金的坩埚,减少Pb、Sn、Cd夹杂物;2)避免在高温或低温(0℃以下)的工作环境下使用;

3)添加微量的Mg,固溶于α、β相,提高强度,降低共析转变

温度,抑制α分解,可防止“老化”。

3.4.6简述铸造轴承合金的分类和特点及其应用。 答:主要是锡基、铅基、铜基和铝基四大类。

锡基轴承合金:主要为Sn-Sb合金,再添加适量Cu(克服密度偏析),组织为软基体上均匀分布着硬质点。它具有较高的减摩性能和很好的表面性能(顺应性、嵌入性)和耐腐蚀,但力学性能较低,适用于汽车、拖拉机等高速轴承。

铅基轴承合金:Pb-Sb-Sn合金,添加价格较低的Sb替代部分Sn,其组织与锡基轴承合金类似,也具有较好的塑性、较低的强度。适应于高速、低载荷或静载下工作的中载荷机械设备。 铜基轴承合金:(ZCuSn5Pb5Zn5 ZCuSn10Pb ZCuPb30等),其组织是在较硬的Cu基体上分布着相对较软的质点相,具有较高的强度、耐磨性和耐蚀性。不同的牌号可分别适用于中载、中速或高速工况下的汽车、机床等用的轴承。

铝基轴承合金:合金密度小,承载能力和疲劳强度高、导热性好并有优良的耐磨性和耐蚀性。适用于高速、高载荷下工作的轴承。 3.4.7分析锡及铅基轴承合金的组织特征及其对性能的影响。 答:锡基轴承合金其组织特征是在软的α固溶体基体上分布着具有硬脆性能的β相,因而具有相对应的力学性能特点,即较好的塑性较低的强度。

铅基轴承合金的组织特征:基体为Pb与固溶体Sn(Sb)的共晶体。其性能与锡基轴承合金类似,也具有较好的塑性、较低的强度。 3.4.8巴氏合金熔炼时如何防止合金液过热?举例说明。 答:巴氏合金(锡基、铅基合金)强度低,一般均浇注在钢壳(钢背)上。为防止合金液过热并使成分均匀,宜用预制合金锭重熔,并升温到规定的温度后浇注轴瓦。举例见书本281页锡基轴承合金熔炼工艺三和282页铅基轴承合金熔炼工艺二。


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