กระบวนการหลอมโลหะผสมทองแดง

เพื่อให้ได้การหล่อโลหะผสมทองแดงที่ผ่านการรับรอง จะต้องได้รับของเหลวโลหะผสมทองแดงที่ผ่านการรับรองก่อน การถลุงโลหะผสมทองแดงเป็นกุญแจสำคัญประการหนึ่งในการหล่อทองแดงที่มีตลับลูกปืนทองคุณภาพสูง สาเหตุหลักประการหนึ่งของข้อบกพร่องทั่วไปของการหล่อโลหะผสมทองแดง เช่น คุณสมบัติทางกลที่ไม่มีเงื่อนไข ความพรุน การรวมตะกรันออกซิเดชัน การแยกส่วน ฯลฯ คือการควบคุมกระบวนการถลุงที่ไม่เหมาะสม ข้อกำหนดสำหรับคุณภาพของของเหลวโลหะผสมทองแดงมีดังต่อไปนี้
(1) ควบคุมองค์ประกอบทางเคมีของโลหะผสมอย่างเคร่งครัด องค์ประกอบส่งผลโดยตรงต่อโครงสร้างและคุณสมบัติของโลหะผสม ในการให้ยาเพื่อทำความเข้าใจองค์ประกอบของช่วงความผันผวนของโลหะผสมทองแดงเกรดต่างๆ และการสูญเสียองค์ประกอบจากการเผาไหม้ ง่ายต่อการเผาองค์ประกอบเพื่อปรับปรุงอัตราส่วนสัดส่วนอย่างเหมาะสม
(2) ของเหลวโลหะผสมทองแดงบริสุทธิ์ เพื่อป้องกันไม่ให้โลหะผสมสูดดมและออกซิไดซ์ในระหว่างกระบวนการหลอม ประจุและเครื่องมือจะต้องได้รับความร้อนและทำให้แห้ง และต้องอุ่นเบ้าหลอมให้เป็นสีแดงเข้ม (สูงกว่า 600C) ก่อนใช้งานเพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้น้ำเข้าและทำให้เกิดการสำลัก ต้องเติมสารเคลือบลงในของเหลวโลหะผสมทองแดงเพื่อป้องกันหรือลดการสูญเสียองค์ประกอบจากการเผาไหม้ออกซิเดชั่นและหลีกเลี่ยงการรวมตะกรันออกซิเดชั่นในการหล่อ
(3) ควบคุมอุณหภูมิการหลอมและการเทอย่างเคร่งครัด อุณหภูมิหลอมละลายที่สูงทำให้โลหะผสมหายใจเข้าไปได้ง่าย และการรวมตะกรันออกซิเดชันจะเพิ่มขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับอลูมิเนียมบรอนซ์ เมื่ออุณหภูมิการหล่อสูงเกินไป จะทำให้เกิดรูพรุน โดยเฉพาะบรอนซ์ดีบุกฟอสฟอรัส
(4) ป้องกันการแยกตัวของธาตุผสม เนื่องจากความหนาแน่นและจุดหลอมเหลวขององค์ประกอบต่าง ๆ แตกต่างกันมาก ลักษณะการตกผลึกของโลหะผสมจึงแตกต่างกัน ซึ่งง่ายต่อการทำให้เกิดการแยกตามแรงโน้มถ่วงจำเพาะและการแยกแบบย้อนกลับ เช่น การแยกตามแรงโน้มถ่วงเฉพาะของตะกั่วบรอนซ์จะชัดเจนเป็นพิเศษ และการแยกส่วนย้อนกลับของดีบุกฟอสฟอรัสบรอนซ์ก็ชัดเจนเช่นกัน ดังนั้นจึงต้องดำเนินมาตรการทางเทคโนโลยีเพื่อป้องกันการแบ่งแยก เพื่อให้ได้ของเหลวโลหะผสมทองแดงที่มีคุณสมบัติเหมาะสม จำเป็นต้องเชี่ยวชาญทุกด้านของกระบวนการหลอม เช่น การเตรียมประจุ ลำดับการชาร์จ การป้องกันการดูดซึมของก๊าซ การใช้ฟลักซ์ที่มีประสิทธิภาพ การกำจัดออกซิเดชัน การกลั่น การควบคุมอุณหภูมิหลอมเหลวและการเทอย่างเคร่งครัด อุณหภูมิการปรับองค์ประกอบทางเคมี โลหะผสมทองแดงจะเกิดปรากฏการณ์ออกซิเดชันและการหายใจที่รุนแรงร่วมด้วยในระหว่างการหลอมละลาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมีความร้อนสูงเกินไป โลหะผสมทองแดงออกไซด์ (เช่น Cu₂O) สามารถละลายได้ในของเหลวทองแดง เพื่อลด CuO ในของเหลวทองแดง ซึ่งเป็นปริมาณที่เหมาะสมของสารกำจัดออกซิเจนเพื่อขจัดออกซิเจน ความสามารถในการดูดของของเหลวโลหะผสมทองแดงมีความแข็งแรงมาก ไอน้ำและออกซิเจนเป็นสาเหตุหลักของความพรุนของโลหะผสมทองแดง และกระบวนการกำจัดก๊าซระหว่างการถลุงเรียกว่า "การไล่ก๊าซ" กระบวนการกำจัดการรวมตัวของออกไซด์ที่ไม่ละลายน้ำออกจากโลหะผสมทองแดงเรียกว่า "การทำให้บริสุทธิ์" เมื่อโลหะผสมทองแดงหลอมละลาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีที่เกิดความร้อนสูงเกินไป การดูดจะรุนแรงเป็นพิเศษ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องควบคุมอุณหภูมิหลอมละลายอย่างเคร่งครัด และใช้หลักการ "หลอมละลายอย่างรวดเร็ว" โลหะผสมทองแดงหลายชนิดมีทั้งจุดหลอมเหลวสูงและความเสถียรทางเคมีขององค์ประกอบโลหะผสม (เช่น Fe, Mn, Ni ฯลฯ) แต่ยังมีจุดหลอมเหลวต่ำและคุณสมบัติทางเคมีขององค์ประกอบโลหะผสมที่ออกฤทธิ์ (เช่น Al, Zn เป็นต้น) ความหนาแน่นขององค์ประกอบต่างๆก็มีขนาดใหญ่เช่นกัน กระบวนการหลอมโลหะผสมทองแดงมีความซับซ้อนมากขึ้น ความแตกต่างของกระบวนการหลอมโลหะผสมทองแดงทุกชนิดก็มีขนาดใหญ่เช่นกัน ดังนั้นการถลุงควรคำนึงถึงลำดับของการให้อาหาร วัตถุดิบและวัสดุการชาร์จควรเข้มงวดอย่างเคร่งครัด จำแนกและจัดการโดยเฉพาะอย่างยิ่ง วัสดุที่เติมใหม่ควรได้รับการป้องกันไม่ให้มีองค์ประกอบทางเคมีที่ไม่เหมาะสมเนื่องจากการผสมอย่างเคร่งครัด
กระบวนการทั่วไปของการหลอมโลหะผสมทองแดงคือ: การเตรียมประจุก่อนการหลอม, การอุ่นเบ้าหลอม, การป้อนการหลอม, การกำจัดออกซิเดชัน, การกลั่น, การกำจัดแก๊ส, การปรับองค์ประกอบทางเคมีและอุณหภูมิ, การขูดตะกรัน, การเท กระบวนการข้างต้นนั้นไม่เหมือนกันทุกประการสำหรับโลหะผสมทองแดงแต่ละชนิด เช่น ดีบุกบรอนซ์โดยทั่วไปจะถูกทำให้บริสุทธิ์โดยไม่มีฟลักซ์ และโดยทั่วไปทองเหลืองจะไม่ถูกกำจัดออกซิไดซ์