Quá trình nấu chảy hợp kim đồng

Để có được vật đúc hợp kim đồng đủ tiêu chuẩn, trước tiên phải lấy được chất lỏng hợp kim đồng đủ tiêu chuẩn. Việc nấu chảy hợp kim đồng là một trong những chìa khóa để có được vật đúc bằng đồng vàng chất lượng cao. Một trong những nguyên nhân chính gây ra các khuyết tật phổ biến của vật đúc hợp kim đồng, chẳng hạn như tính chất cơ học không đủ tiêu chuẩn, độ xốp, bao gồm xỉ oxy hóa, sự phân tách, v.v., là do kiểm soát quá trình nấu chảy không đúng cách. Yêu cầu về chất lượng chất lỏng hợp kim đồng bao gồm các khía cạnh sau.
(1) Kiểm soát chặt chẽ thành phần hóa học của hợp kim. Thành phần ảnh hưởng trực tiếp đến cấu trúc và tính chất của hợp kim, trong việc định lượng để hiểu thành phần của các loại dao động hợp kim đồng khác nhau và sự mất mát của các nguyên tố khi cháy, dễ đốt cháy các nguyên tố để cải thiện tỷ lệ cân đối của chúng một cách thích hợp.
(2) Chất lỏng hợp kim đồng nguyên chất. Để hợp kim không bị hít vào và oxy hóa trong quá trình nóng chảy, vật liệu và dụng cụ phải được làm nóng trước và sấy khô, chén nung phải được làm nóng trước đến màu đỏ sẫm (trên 600C) trước khi sử dụng để tránh mang nước vào gây sặc. Chất phủ phải được thêm vào một số chất lỏng hợp kim đồng để ngăn ngừa hoặc giảm sự mất mát do đốt cháy oxy hóa của các nguyên tố và tránh đưa xỉ oxy hóa vào vật đúc.
(3) Kiểm soát chặt chẽ nhiệt độ nóng chảy và rót. Nhiệt độ nóng chảy cao dễ khiến hợp kim hít vào, lượng xỉ oxy hóa bám vào sẽ tăng lên, đặc biệt đối với đồng nhôm. Khi nhiệt độ đúc quá cao sẽ gây ra lỗ rỗng, đặc biệt đối với đồng thiếc-phốt pho.
(4) Ngăn chặn sự phân tách của các nguyên tố hợp kim. Do sự khác biệt lớn về mật độ và điểm nóng chảy của các nguyên tố khác nhau, đặc tính kết tinh của hợp kim cũng khác nhau, dễ gây ra sự phân chia trọng lượng riêng và phân tách ngược, chẳng hạn như sự phân chia trọng lượng riêng của đồng chì là đặc biệt rõ ràng, và sự phân tách ngược của đồng phốt pho thiếc cũng là điều hiển nhiên. Vì vậy, các biện pháp công nghệ phải được thực hiện để ngăn chặn sự phân biệt. Để có được chất lỏng hợp kim đồng đủ tiêu chuẩn, cần phải nắm vững tất cả các khía cạnh của quá trình nóng chảy, chẳng hạn như chuẩn bị điện tích, thứ tự sạc, ngăn chặn sự hấp thụ khí, sử dụng chất trợ dung, khử oxy, tinh chế hiệu quả, kiểm soát chặt chẽ nhiệt độ nóng chảy và rót nhiệt độ, điều chỉnh thành phần hóa học. Hợp kim đồng sẽ kèm theo hiện tượng oxy hóa, hô hấp nghiêm trọng trong quá trình nóng chảy, đặc biệt khi ở nhiệt độ quá cao. Các oxit hợp kim đồng (như Cu₂O) có thể được hòa tan trong chất lỏng đồng, để khử CuO trong chất lỏng đồng, lượng chất khử oxy thích hợp để loại bỏ oxy. Khả năng hút của chất lỏng hợp kim đồng rất mạnh, hơi nước và oxy là nguyên nhân chính khiến hợp kim đồng có độ xốp và quá trình loại bỏ khí trong quá trình nấu chảy được gọi là “khử khí”. Quá trình loại bỏ các tạp chất oxit không hòa tan khỏi hợp kim đồng được gọi là "tinh chế". Khi hợp kim đồng đang nóng chảy, đặc biệt trong trường hợp quá nhiệt, lực hút đặc biệt nghiêm trọng nên cần kiểm soát chặt chẽ nhiệt độ nóng chảy và thực hiện nguyên tắc “nóng chảy nhanh”. Các hợp kim đồng khác nhau chứa cả điểm nóng chảy cao và độ ổn định hóa học của các nguyên tố hợp kim (như Fe, Mn, Ni, v.v.), nhưng cũng chứa điểm nóng chảy thấp và tính chất hóa học của các nguyên tố hợp kim hoạt động (như Al, Zn, v.v.) , mật độ của các nguyên tố khác nhau cũng lớn, quá trình nấu chảy hợp kim đồng phức tạp hơn, tất cả các loại khác nhau của quá trình nấu chảy hợp kim đồng cũng lớn, vì vậy quá trình nấu chảy phải chú ý đến thứ tự cho ăn, Nguyên liệu thô và nguyên liệu nạp lại phải được nghiêm ngặt phân loại và quản lý, đặc biệt là các vật liệu nạp lại cần ngăn chặn nghiêm ngặt thành phần hóa học không đạt yêu cầu do pha trộn.
Quá trình nấu chảy hợp kim đồng nói chung là: chuẩn bị điện tích trước khi nấu chảy, nung nóng trước nồi nấu kim loại, cho ăn nóng chảy, khử oxy, tinh chế, khử khí, điều chỉnh thành phần hóa học và nhiệt độ, cạo xỉ, đổ. Quá trình trên không hoàn toàn giống nhau đối với mỗi hợp kim đồng, chẳng hạn như đồng thiếc thường được tinh chế mà không có chất trợ dung, và đồng thau thường không bị khử oxy.