(1)鋅合金壓鑄的熔煉特點(diǎn)
鋅合金的化學(xué)成分、雜質(zhì)含量、含氣量等都會影響鋅合金壓鑄件的力學(xué)性能、鑄件的縮松及鋅液的表面張力。雜質(zhì)元素極大降低鋅合金壓鑄件的表面張力,而表面張力影響充型過程氣體擴(kuò)散,從而影響產(chǎn)生氣孔的分布。
1)氧化。
鋅合金對氧有很大的親和力,鋅及其合金液與空氣接觸很容易生成一層氧化膜。熔體表面的氧化膜雖有保護(hù)作用,但如因攪拌、翻滾而被破壞時,氧氣進(jìn)入熔體中,不易去除,一則氧化膜不易還原,二則它的比重和熔體差不多,懸浮在熔體中,容易隨熔體進(jìn)入鋅合金壓鑄件中。
2)吸氫。
鋅液很容易從大氣、合金錠或工具表面濕氣、燃燒的油氣中吸氫。氫在固態(tài)鋅中的溶解度非常低,因此當(dāng)吸氫過多在凝固時處于飽和狀態(tài),氫氣會析出,使鋅合金壓鑄件產(chǎn)生氣孔、縮松。隨著溫度升高,鋅液中氫含量升高。
3)雜質(zhì)。
鋅合金熔體中常見夾雜物是氧化硅、氧化鎂等,會造成金屬液的不純凈。夾雜物影響熔體流動性,在鋅合金壓鑄件中聚合產(chǎn)生氣泡,影響縮松程度。
4)結(jié)渣。
鋅合金液對鐵坩堝爐襯之間發(fā)生反應(yīng)而產(chǎn)生結(jié)渣。在鋅合金壓鑄件的切削面上肉眼看到一些芝麻大小的黑色、灰色粒子。有非金屬氧化物、金屬性渣(硅)或金屬化合物、復(fù)合性結(jié)渣、偏析性結(jié)渣。
5)增鐵。
鋅液與坩堝、澆勺、壓鑄模具有一定的熔蝕作用,導(dǎo)致增鐵,因爐料中含鐵量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于新料規(guī)定的含鐵量。
(2) 鋅合金壓鑄的熔煉工藝
1)鋅合金錠成分符合標(biāo)準(zhǔn)、表面干凈、干燥,防止鋅合金料或熔化工具表面吸附的濕氣溶入鋅液中轉(zhuǎn)化為氫。新料與回爐料搭配時,回爐料不超過50%。回爐料是指澆口溢流槽、報廢的鋅合金壓鑄件。而飛邊和殘屑必須重新熔煉鑄成錠后才使用,否則直接用會帶來大量氧化物。回爐料上的水分和雜質(zhì)會增加熔體的含氣量,因此投入熔煉爐之前,必須清理干凈和進(jìn)行烘干處理。合理控制投料量、投料時間、料塊大小。
2)熔煉溫度:控制在670 -760°C范圍內(nèi)。過高溫度會發(fā)生氧化或吸氣,過低溫度不易分離爐渣。
3)溶劑作用:
覆蓋劑:可在熔煉過程構(gòu)成一層液態(tài)保護(hù)層使鋅合金不氧化、不吸氫。
造渣劑:吸收氧化物和非金屬物質(zhì)聚集在金屬液面清除。
凈化劑:利用上浮過程把金屬液中的非金屬雜質(zhì)除掉。
變質(zhì)劑:加入鈉鹽,改善微觀組織。
利用熔劑進(jìn)行精煉、除氣、除渣。可采用鋅合金熔劑噴吹綜合處理裝置,使精煉、變質(zhì)、晶粒細(xì)化一步完成。可采用旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子法吹氮(氬)、噴射熔劑法等高效精煉方法精煉鋅液。
4)熔煉過程保持液面平穩(wěn)。合理控制出料溫度、時間、減少保溫時間。
5)為得到更加純凈的合金液,可對從熔煉爐出來的鋅合金液,經(jīng)過陶瓷過濾網(wǎng),把夾雜物濾掉,再送到壓鑄機(jī)的保溫爐。
6)合理選擇坩堝及爐襯材料,防止坩堝中的鐵滲入鋅液,以及鋅液與耐火爐襯之問發(fā)生反應(yīng)而結(jié)渣。按時清理爐壁、爐底的殘渣。保溫爐采用高導(dǎo)熱性的超高強(qiáng)不粘鋅耐火材料作爐襯材料,在內(nèi)襯與爐外壁之間則用超級保溫隔熱材料一體成型,從而使?fàn)t內(nèi)上下部分的金屬液溫差小。
7)鋅液質(zhì)量的現(xiàn)場檢測可采用測氫儀和直讀光譜儀。