亜鉛合金の溶解
1. 融解過程
の物理的・化学的現象 合金融解はダイカスティングプロセスの重要な部分であり、溶融過程は単に溶融金属液を得るだけでなく、化学組成を規則に適合させることも重要であり、これによりダイカスト部品の結晶構造が良好で、ガスや内包物は非常に小さな金属液体となります。 融解過程
では、金属と気体の相互作用、金属液体と坩堝の相互作用により成分が変化し、内包物や吸引が生じます。 したがって、正しい融解プロセス手順を策定し厳格に実施することは、高品質な鋳造物を得るための重要な保証です。
1. 金属と気
体の相互作用 融解過程で遭遇する気体には水素(H2)、酸素(O2)、水蒸気(H2O)、窒素(N2)、CO2、COなどが含まれ、これらは金属液体に溶け込むか化学反応を起こします。
2. ガスの供給
ガスは、炉のガス、炉のライニング材、原材料、フラックス、工具などから合金液体に入り込むことができます。
3. 金属とるつぼ
の相互作用 融点が高すぎると、鉄坩堝と亜鉛液の反応が加速し、鉄の酸化反応がる堝表面で起こり、Fe2O3などの酸化物が形成されます。 さらに、鉄は亜鉛液と反応してFeZn13化合物(亜鉛スラグ)を生成し、亜鉛溶液に溶解します。 鉄の坩堝壁の厚さは徐々に薄くなり、最終的にはスクラップされます。
2. 融解温度制御
1. ダイカスティング温度
ダイカスに使用される亜鉛合金の融点は382 ~ 386°Cであり、適切な温度管理は亜鉛合金組成の制御において重要な要素です。 合金液の流動性を保ち、空洞を満たすために、ダイカスティング機の亜鉛ポット内の金属液の温度は415 ~ 430°Cで、薄壁部品や複雑な部品のダイカスト温度の上限値を取ることができます。 厚い壁の部品や単純な部品は下限で除去可能です。 中央融解炉内の金属液体の温度は430 ~ 450°Cです。 グースネックに入る金属液体の温度は、基本的に亜鉛壺と同じです。 亜鉛壺の金属液体の温度を制御することで、注ぎの温度を正確に制御できます。 そして以下を実現します:(1) 金属液体は酸化物のない清浄な液体であること; (2) 注水温度は変動しません。
高温による害:
(1)アルミニウムとマグネシウムが燃焼する。
(2) 金属酸化速度が加速し、燃焼損失が増加し、亜鉛スラグが増加します。
(3) ハンマーヘッドのジャム現象は熱膨張によって起こります。
(4)鋳鉄の坩堝で合金に溶け込む鉄元素が増え、亜鉛と鉄の反応は高温で加速されます。 鉄とアルミニウムの金属間化合物の硬い粒子を形成し、ハンマーヘッドやグースネックに過度な摩耗を引き起こします。
(5) それに応じて燃料消費量が増加します。
低温すぎる:合金の流動性が低く、成形に適さず、ダイキャストの表面品質に影響を与えます。
現在のダイカスティングマシンのメルティングポット(炉)には温度測定・制御システムが装備されており、主に温度計測機器の正確性を確保するために定期的に点検され、炉の実際の温度は携帯用温度計(温度計)で定期的に測定・補正されます。
経験豊富なダイカス組合は肉眼で溶融を観察します。スラグがあまり粘度が高く透明でなく、スラグがあまり速くない場合、それは温度が適切であることを意味します。 溶融液が粘度が高すぎる場合は温度が低いことを意味します。 スラグを削ると、液体の表面に白い霜の層が現れ、スラグが急激に上昇するため、温度が高く、適時調整が必要となります。
2. 温度の安定性
を維持する方法 (1) 方法の一つ:中央融解炉(図4-3)とダイカスティング機械炉を断熱炉として使用し、亜鉛インゴットを直接亜鉛壺に加えて溶融させることによる大きな温度変化を避けること。 濃縮融解により合金組成の安定性が保証されます。
(2) 方法2:金属液体の高度な自動給餌システム(図4-4)を使用し、安定した給餌速度、合金液体の温度、亜鉛ポットの液位高さを維持できます。
(3) 現在の生産条件で全合金インゴットを直接亜鉛壺に加える場合、合金インゴット全体を一度に加え、小片を複数回加えることで給料による温度変化を抑えることが推奨されます。
3. 亜鉛スラグの生成と制御
合金は溶融によって固体から液体へと変化し、これは複雑な物理的・化学的プロセスです。 ガスは溶融金属と化学反応を起こし、酸素の反応が強く、合金の表面が酸化されて一定量のスカムが生成されます。 スカムには鉄、亜鉛、アルミニウムの酸化物や金属間化合物が含まれており、溶融液の表面から削り取られたスカムには通常約90%の亜鉛合金が含まれています。 亜鉛スラグ生成の反応速度は融点の上昇とともに指数関数的に増加します。
通常の状況下では、元の亜鉛合金インゴットのスラグ収率は1%未満で、0.3~0.5%の範囲です。 再溶融水出口や廃棄物加工品の残留収率は通常2~5%の範囲です。
1. 亜鉛スラグ量の制御(1) 融点を厳密に制御し、温度が高いほど亜鉛スラグが多くなります。
(2) 亜鉛ポット内の合金液の攪拌をできるだけ避けてください。どんな刺激も、空気中の酸素原子と合金液が接触し、より多くのスカムが生成される原因となります。
(3) スラッグをあまり頻繁に拾わないでください。 溶融合金が空気にさらされると酸化してスカムを形成し、さらなる酸化によって鍋内の液体が形成されます。
(4) スラグを除去する際は、多孔質(Ф6 mm)の円盤状スラグレーキを使用し、スカムの下から優しくこすり取り、合金液体をできるだけかき混ぜないようにし、スラグを手に持ってスラグレークを亜鉛ポットの縁に優しく叩きつけて金属液を再び亜鉛ポットに戻します。
2. 亜鉛スラグの処理
(1) 自己処理はコストが高くなるため、原材料供給業者や専門処理工場に再販売する。
(2) ダイカスティング工場が単独で処理します。 別の炉が必要で、亜鉛スラグの再溶解温度は420 ~ 440°Cの範囲です。 同時にフラックスを加えます。 100kgのスラグを溶かすには、0.5~1.5kgのフラックスを加え、まず金属液の表面に均等に散らし、その後かき混ぜ棒で溶融金属に均一に混ぜます(約2~4分)、5分間断熱した後、表面に土に近い層ができ、こそげ落とします。
4. 水の噴出口材料、廃棄物部品の再溶解
、排水口の材料、廃棄物、ゴミの位置、スクラップワークピースなどは、再溶解のために直接ダイカス機械の亜鉛ポットに入れてはいけません。 その理由は、ダイカス加工過程でノズル表面が酸化し、酸化亜鉛の含有量が元の合金インゴットをはるかに上回るためです。
水出口の再溶解は酸化亜鉛と液体合金を効果的に分離するためであり、溶融に溶剤を加え、それをインゴットに鋳造して使用する必要があります。
5. 電鍍廃棄物 再溶解電
鍍廃棄物は、銅、ニッケル、クロムなどの金属を含む金属は亜鉛に溶けず、亜鉛合金中に硬い粒子として存在するため、非電鍍廃棄物とは別に溶融させるべきです。
電鍍廃棄物の再溶解時には、メッキ物質と亜鉛合金を分離し、まず電鍍廃棄物を亜鉛合金溶融物を含む坩ざに置き、この時点で溶融物をかき混ぜず、フラックスを加えず、メッキ物質の高い融点を使いましょう。メッキ層は合金に溶け込むことはありませんが、最初に溶融した瞬間に溶融物表面にしばらく浮かびます。すべて溶け終わったら、坩堝を15~20分ほど置き、表面にスカムがあるか確認し、スカムをきれいに削り取ってください。 このプロセスの後、精製剤を加える必要があるか確認してください。
6. 融解作業
の注意点 1. るつぼ:使用前に必ず清掃し、表面の油、錆、スラグ、酸化物を除去します。 鋳鉄のるつぼの鉄成分が合金に溶け込むのを防ぐために、るつぼは150 ~ 200 °Cまで予熱し、作業面に塗料をスプレーし、その後200 ~ 300 °Cまで加熱して塗料中の水分を完全に除去します。
2. 工具:溶融工具は使用前に表面の汚れを除去し、金属に接触した部分は予熱して塗装する必要があります。 工具に湿気をつけてはいけません。そうしないと溶け物の飛び散りや爆発を引き起こします。
3. 合金材料:溶融前に洗浄し、表面に吸着した水分を除去するために予熱します。 合金組成を制御するためには、新材料の2/3、リフロー材料の1/3を使用することが推奨されます。
4. 融点は450°Cを超えてはならない。
5. 亜鉛ポット内の液体表面のスカムを時間内に清掃し、亜鉛材料を時間内に補充し、溶融面の通常の高さ(坩堝面の30mm以上)を維持してください。スカムが多すぎて液体レベルが低すぎると、スラグがグースネックシリンダーに入り込み、鋼製バレル、ハンマーヘッド、シリンダー自体にひずみがかかり、ハンマーヘッドやグースネック、ハンマーヘッドのスクラップが発生します。
6. 溶融液のスカムはスラグレークで優しくかき混ぜて集めて取り除きます。