变形铝及铝合金铸锭清洁生产水平评价技术要求实施了么

   2023-04-13 20:46:52 网络470
核心提示:在我们日常工业上的原料叫铝锭,按国家标准(GB/T 1196-2008)应叫“重熔用铝锭”,不过大家叫惯了“铝锭”。它是用氧化铝-冰晶石通过电解法生产出来的。铝锭进入工业应用之后有两大类:铸造铝合金和变形铝合金。铸造铝及铝合金是以铸造方法生

变形铝及铝合金铸锭清洁生产水平评价技术要求实施了么

在我们日常工业上的原料叫铝锭,按国家标准(GB/T 1196-2008)应叫“重熔用铝锭”,不过大家叫惯了“铝锭”。它是用氧化铝-冰晶石通过电解法生产出来的。铝锭进入工业应用之后有两大类:铸造铝合金和变形铝合金。铸造铝及铝合金是以铸造方法生产铝的铸件;变形铝及铝合金是以压力加工方法生产铝的加工产品:板、带、箔、管、棒、型、线和锻件。按照国家标准“重熔用铝锭按化学成分分为8个牌号,分别是Al99.90、Al99.85、Al99.70、Al99.60、Al99.50、Al99.00、Al99.7E、Al99.6E”(注:Al之后的数字是铝含量)。有人叫的“A00”铝,实际上是含铝为99.7%纯度的铝,在伦敦市场上叫“标准铝”。大家都知道我国在五十年代技术标准都来自前苏联,“A00”是苏联国家标准中的俄文牌号,“A”是俄文字母,而不是英文“A”字,也不是汉语拼音字母的“A”和国际接轨的话,称“标准铝”更为确切。标准铝就是含99.7%铝的铝锭,在伦敦市场上注册的就是它。

CuZn40Al2是什么材料?

锌合金种类及其特点

锌合金 zinc alloy

以锌为基体加入其他元素而构成的有色合金。主要合金元素有铝、铜、镁等。锌合金熔点低、流动性好,易于进行塑性加工和焊接,并且耐大气腐蚀。按制造工艺分为铸造锌合金和变形锌合金。常用的铸造锌合金是锌铝铜镁系合金 ,其铸造工艺性能好,冷却速度对力学性能影响较小,多用于制造机械零件、玩具、装饰品、家用器具等。常用的变形锌合金有锌铝合金和锌铜合金。前者含铝4%~15%,为了提高合金的强度和硬度,还加有少量的铜、镁等合金元素。其强度较高,易成型,可代替部分黄铜或硬铝制造精密锻件 。后者含铜0.7%~1.5%,铜可增加合金强度和冲击韧性,并降低塑性。锌铜合金适于制作日用五金制品或代替部分黄铜使用。此外,还有锌钛系、锌铅镉铁系变形锌合金。变形锌合金的供货状态有线材、板材、锻件或挤压件等。

锌合金的熔点大约为380℃,浇铸温度为440~460℃之间。

锌合金的技术条件可见“ZnAl6Cu1”合金(按DIN1743标准)。

以锌为基加入其他元素组成的合金。常加的合金元素有铝、铜、镁、镉、铅、钛等。锌合金熔点低,流动性好,易熔焊,钎焊和塑性加工,在大气中耐腐蚀,残废料便于回收和重熔;但蠕变强度低,易发生自然时效引起尺寸变化。熔融法制备,压铸或压力加工成材。按制造工艺可分为铸造锌合金和变形锌合金。

锌合金的主要添加元素有铝,铜和镁等.锌合金按加工工艺可分为形变与铸造锌合金两类.铸造锌合金流动性和耐腐蚀性较好,适用于压铸仪表,汽车零件外壳等。

【锌合金成分及铸件品质】

一、锌合金的特点

1. 比重大。

2. 铸造性能好,可以压铸形状复杂、薄壁的精密件,铸件表面光滑。

3. 可进行表面处理:电镀、喷涂、喷漆。

4. 熔化与压铸时不吸铁,不腐蚀压型,不粘模。

5. 有很好的常温机械性能和耐磨性。

6. 熔点低,在385℃熔化,容易压铸成型。

使用过程中须注意的问题:

1. 抗蚀性差。当合金成分中杂质元素铅、镉、锡超过标准时,导致铸件老化而发生变形,表现为体积胀大,机械性能特别是塑性显著下降,时间长了甚至破裂。

铅、锡、镉在锌合金中溶解度很小,因而集中于晶粒边界而成为阴极,富铝的固溶体成为阳极,在水蒸气(电解质)存在的条件下,促成晶间电化学腐蚀。压铸件因晶间腐蚀而老化。

2. 时效作用

锌合金的组织主要由含Al和Cu的富锌固溶体和含Zn的富Al固溶体所组成,它们的溶解度随温度的下降而降低。但由于压铸件的凝固速度极快,因此到室温时,固溶体的溶解度是大大地饱和了。经过一定时间之后,这种过饱和现象会逐渐解除,而使铸件地形状和尺寸略起变化。

3. 锌合金压铸件不宜在高温和低温(0℃以下)的工作环境下使用。锌合金在常温下有较好的机械性能。但在高温下抗拉强度和低温下冲击性能都显著下降。

图1 时效时间对锌合金屈服强度和冲击韧性的影响

图2 温度对抗拉强度的影响

二、锌合金种类

Zamak 3: 良好的流动性和机械性能。

应用于对机械强度要求不高的铸件,如玩具、灯具、装饰品、部分电器件。

Zamak 5: 良好的流动性和好的机械性能。

应用于对机械强度有一定要求的铸件,如汽车配件、机电配件、机械零件、电器元件。

Zamak 2: 用于对机械性能有特殊要求、对硬度要求高、尺寸精度要求一般的机械零件。

ZA8: 良好的流动性和尺寸稳定性,但流动性较差。

应用于压铸尺寸小、精度和机械强度要求很高的工件,如电器件。

Superloy: 流动性最佳,应用于压铸薄壁、大尺寸、精度高、形状复杂的工件,如电器元件及其盒体。

不同的锌合金有不同的物理和机械特性,这样为压铸件设计提供了选择的空间。

三、锌合金的选择

选择哪一种锌合金,主要从三个方面来考虑

1. 压铸件本身的用途,需要满足的使用性能要求。包括:

(1) 力学性能,抗拉强度,是材料断裂时的最大抗力;

伸长率,是材料脆性和塑性的衡量指标;

硬度,是材料表面对硬物压入或摩擦所引起的塑性变形的抗力。

(2) 工作环境状态:工作温度、湿度、工件接触的介质和气密性要求。

(3) 精度要求:能够达到的精度及尺寸稳定性。

2. 工艺性能好:(1)铸造工艺;

(2)机械加工工艺性;

(3)表面处理工艺性。

3. 3. 经济性好:原材料的成本与对生产装备的要求(包括熔炼设备、压铸机、模具等),以及生产成本。

四、锌合金成分控制

1. 标准合金成分

Zamak 2

Zamak 3

Zamak 5

ZA8

Superloy

AcuZinc 5

3.8 ~ 4.3

3.8 ~ 4.3

3.8 ~ 4.3

8.2 ~ 8.8

6.6 ~ 7.2

2.8 ~ 3.3

2.7 ~ 3.3

<0.030

0.7 ~ 1.1

0.9 ~ 1.3

3.2 ~ 3.8

5.0 ~ 6.0

0.035 ~ 0.06

0.035 ~ 0.06

0.035 ~ 0.06

0.02 ~ 0.035

<0.005

0.025 ~ 0.05

<0.020

<0.020

<0.020

<0.035

<0.020

<0.075

<0.003

<0.003

<0.003

<0.005

<0.003

<0.005

<0.003

<0.003

<0.003

<0.005

<0.003

<0.004

<0.001

<0.001

<0.001

<0.001

<0.001

<0.003

余量

余量

余量

余量

余量

余量

2. 合金中个元素的作用

合金成分中,有效合金元素:铝、铜、镁;有害杂质元素:铅、镉、锡、铁。

(1)铝

作用:① 改善合金的铸造性能,增加合金的流动性,细化晶粒,引起固溶强化,提高机械性能。

② 降低锌对铁的反应能力,减少对铁质材料,如鹅颈、模具、坩埚的侵蚀。

铝含量控制在3.8 ~ 4.3%。主要考虑到所要求的强度及流动性,流动性好是获得一个完整、尺寸精确、表面光滑的铸件必需的条件。

铝对流动性和机械性能的影响见图3。流动性在铝含量5 %时达到最大值;在3 %时降到最小值。铝对冲击强度的影响见图3中虚线。冲击强度在含铝量3.5 %达到最大值;6 %时降到最小值。含铝量超过4.3 %,合金变脆。含铝量低于规定范围,导致薄壁件充型困难,有铸后冷却破裂的可能。铝在锌合金中不利的影响是产生Fe2Al3浮渣,造成其含量下降。

图3 铝对合金流动性和机械性能的影响

(2) 铜

作用:1. 增加合金的硬度和强度;

2. 改善合金的抗磨损性能;

3. 减少晶间腐蚀。

不利:1. 含铜量超过1.25%时,使压铸件尺寸和机械强度因时效而发生变化;

2. 降低合金的可延伸性。

作用:① 增加 铜含量对合金强度的影响见图4。

图4 铜对合金强度的影响

(3)镁

作用:① 减少晶间腐蚀

② 细化合金组织,从而增加合金的强度

③ 改善合金的抗磨损性能

不利:① 含镁量 >0.08%时,产生热脆、韧性下降、流动性下降。

② 易在合金熔融状态下氧化损耗。

镁对合金流动性的影响见图5。

图5 镁对合金流动性的影响

(4)杂质元素:铅、镉、锡

使锌合金的晶间腐蚀变成十分敏感,在温、湿环境中加速了本身的晶间腐蚀,降低机械性能,并引起铸件尺寸变化。

当锌合金中杂质元素铅、镉含量过高,工件刚压铸成型时,表面质量一切正常,但在室温下存放一段时间后(八周至几个月),表面出现鼓泡。

图6 铅、镉含量过高造成晶间腐蚀的显微照片

(5)杂质元素:铁

① 铁与铝发生反应形成Al5Fe2金属间化合物,造成铝元素的损耗并形成浮渣。

② 在压铸件中形成硬质点,影响后加工和抛光。

③ 增加合金的脆性。

铁元素在锌液中的溶解度是随温度增加而增加,每一次炉内锌液温度变化都将导致铁元素过饱和(当温度下降时),或不饱和(当温度上升时)。当铁元素过饱和时,处于过饱和的铁将与合金中铝发生反应,结果是造成浮渣量增加。当铁元素不饱和时,合金对锌锅和鹅颈材料的腐蚀将会增强,以回到饱和状态。两种温度变化的一个共同结果是最终造成对铝元素的消耗,形成更多的浮渣。

图7 铁在锌合金中的溶解度随温度的变化

五、生产中注意的问题

1. 控制合金成分从采购合金锭开始,合金锭必须是以特高纯度锌为基础,加上特高纯度铝、镁、铜配制成的合金锭,供应厂有严格的成分标准。优质的锌合金料是生产优质铸件的保证。

2. 采购回来合金锭要保证有清洁、干燥的堆放区,以避免长时间暴露在潮湿中而出现白锈,或被工厂脏物污染而增加渣的产生,也增加金属损耗。清洁的工厂环境对合金成分的有效控制是很有作用的。

3. 新料与水口等回炉料配比,回炉料不要超过50%,一般新料:旧料 = 70:30。连续的重熔合金中铝和镁逐渐减少。

4. 水口料重熔时,一定要严格控制重熔温度不要超过430℃,以避免铝和镁的损耗。

5. 有条件的压铸厂最好采用集中熔炉熔化锌合金,使合金锭与回炉料均匀配比,熔剂可更有效使用,使合金成分及温度保持均匀稳定。电镀废品、细屑应单独熔炉。

电解精炼工是做什么工作的?

材料名称:铝黄铜牌号:CuZn40Al2代号:2.0550标准:DIN 17660-1974●CuZn40Al2化学成分:铜 Cu:55.5~59.0锌 Zn:余量铅 Pb:0~0.8铝 Al:1.3~2.3铁 Fe:0~1.0锰 Mn:1.0~2.4镍 Ni:0~2.0硅 Si:0~0.8锡 Sn:0~0.5杂质总和(其他):≤0.5注:DIN 17660已于1983年修订过,编号为DIN 17660-1983,因尚未搜集到,故仍按DIN 17660-1974给出加工黄铜化学成分。

怎样电解黄金

从事的工作主要包括:(1)操作光棒机,除去导电铜棒表面氧化膜,清除导电铜排污物(2)操作浇铸机、电解槽等设备,生产阳极板、始极片(3)操作起吊设备,定期半阳极板、始极片,装、出电解槽(4)运用仪器仪表控制电解液温度、循环量、槽电压、电流密度、极距、金属离子和添加剂浓度、酸度等工艺参数(5)洗涤阴极,熔化铸锭成产品,或将阴极直接成为产品(6)操作残极洗机,脱除残极阳极泥并定期清除槽内阳极泥,洗涤过滤阳极泥(7)记录生产运行中的数据(8)处理生产运行中的故障,维护保养设备。

下列工种归入本职业:

电解精炼工(39-029),配液工(39-042),净液工(39-043),阴阳极制作工(39-046)

由于传统黄金的电解因黄金的积压量大,单位生产量低,导致了黄金在该工艺下变现能力不够,给企业周转带来不便,本公司根据黄金电解实质,改变电解方案,优化电质量,实现了黄金的低积压高效率电解,电解每百公斤积压可降到3-5公斤左右,16个3000毫升的烧杯做电解槽,每天(24小时)可电解240公斤黄金,经一次电解,经二次电解,黄金纯度近99.999%,回收率和普通电解一样高,这篇博客须用长时间跟踪实际工作来写,现在粗略讲解如下(因在生产单位是不允许拍照,只有用文字叙述):

第一:在同一电解槽中,黄金纯度与原始粗金含量的关系,实践中90%左右的粗金经一次电解可得99.9%黄金,99%左右粗金经一次电解可得99.98%左右黄金,99.9%黄金经一次电解可得99.994%左右黄金,99.95-99.99%黄金经一次电解可得99.999%以上金;

第二:在同一黄金含量下在同一电解槽中极间距越大所得黄金纯度越高,需要直流电压及叠加脉冲幅度越高,黄金产量越低;

第三:在同一黄金纯度下碘金酸介质比氯金酸介质电解所得金纯一个数量级,速度高一个数量级;

第四:在同一条件下脉冲叠加电解比纯直流电解效率高;

在实际生产中,电源我们设计了数字脉冲电源,工作脉冲频率在38KHz左右,电源内阻在0.068欧左右,所以实现了电源效率高、负载能力极强的电解电源,重量是同容量常规电解电源的五分之一,所有关键部件采用进口原装西门子公司部件。该电源具有自动保护功能。

电解液是将500克99.995%金在做电解槽的烧杯中王水溶解赶硝,用30%左右的盐酸稀释到2300毫升、电解时不断添加盐酸。

电解槽采用3000毫升加厚优质烧杯置于特制的通风厨内,采用“两阴夹一阳”的方式工作,槽导线采用直径为5毫米(建议用7毫米)纯银导线,阴极吊钩采用含99.995%金直径为4毫米吊钩,阳极采用粗金4毫米吊钩,阴极板采用0.3毫米厚,120毫米宽、150毫米长的99.995%金片,吊钩焊在片上,在阴极模具上整形后挂在杯壁上,整个阴极重120克左右,阳极金厚15毫米,120毫米宽,150毫米长,耳半圆直径为15毫米,用高密度石墨模具铸造而成。重4.65公斤左右,被电解的粗金含量为99.3%左右,阳极吊钩为34克,将阳极挂在阳极吊棒(石英玻璃棒)上,开启电源,使电流稳定在265A,电解3时刷一次阳极,将氯化银刷沉到杯底,继续电解到结束,历时6小时左右,残极重80克左右,每杯12小时电解两轮,电解9公斤左右,在多杯电解中,为减少积压,第二轮电解需按计算比例剩出几个电解槽将本班次所用电解液回收同残极一并铸板电解,使每百公斤黄金电解的挤压量小于3公斤。产出的电金在电解槽上盐酸洗净、再用水洗到无酸性铸锭,再进行同条件二次电解,所得电金用2:1硝酸煮洗20分钟,用2:1氨水煮洗20分钟,用水洗净铸锭,可得99.995%以上金。

金电解损耗从铸阳极板开始到铸成成品金锭,一次总损耗为0.03%-0.05%。我们考察了该损耗的主要原因是:大部分为铸板或铸锭是的冶炼损耗、其次是电解时的挥发损耗(该损耗可采用自冷凝式的封闭通风厨降至最低),和跑冒滴漏的操作损耗,也有粗金含量的检测误差。

黄金精炼的工业化生产:随着市场的不断开放,高纯金的需求量急剧增大,促使黄金精炼发展,有些精炼的朋友抓住机遇欲将自己的小厂升级为规模化的精炼工厂,但市场粗金来料的复杂性(来料从从矿山、首饰、工业料扩大到工业垃圾及电子垃圾提炼料,含量从75-99.95%、杂质金属从常规的有色金属到出现了含有多种稀土金属的粗金)很难用一次水法或电解法做出99.995%的黄金,做批量黄金精炼的朋友都知道,有些粗金小批量(小于5公斤)时,可用水法做出99.99%以上含量金,但大批量用同方法生产时,又做不出99.99%以上金,有时某一或几批生产出99.99%以上金,但同类料用同样方法在后几批中很难得到99.99%以上金等等,都反映了水法的不稳定性,这在工业化生产上很难做到统一化!虽有萃取精炼的,但由于萃取剂容量所限及水量巨大很难实现大规模工业化生产(我们的实践是:黄金萃取用在铂族金属精炼中萃取杂质金最恰当,不宜用来黄金的大规模精炼生产),在此我们推荐用一次水法和两次电解法将所有含75%以上的金精炼成99.995%以上的金。即用水法将75%以上的粗金精炼到99.95%左右的金,然后铸板电解一次可得99.995%左右金,但此时金中的个别杂质可能不符合国家一号金要求,可进行二次电解,所得金近99.999%,此时主杂质含量都低于国家一号金中杂质的含量,总损耗在0.098%左右(该损耗是水法用带四级吸收的万用反应器中进行,电解是在脉冲高速电解系统中进行统计的结果),在此系统中所生产的金质量稳定,工序简单顺畅,工作环境好。用工少,效率高。

以上就是关于变形铝及铝合金铸锭清洁生产水平评价技术要求实施了么全部的内容,如果了解更多相关内容,可以关注我们,你们的支持是我们更新的动力!

 
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