金屬中非金屬夾雜物的含量和分布,是反映金屬熔體冶金質(zhì)量的一個(gè)重要標(biāo)志。它們的存在會(huì)破壞金屬基體的聯(lián)系性,降低金屬材料的塑性、韌性和耐蝕性,惡化金屬的工藝性能和表面質(zhì)量。
非金屬夾雜物的種類和來源
金屬中的非金屬化合物,如氧化物、氮化物、硫化物以及硅酸鹽等大都以獨(dú)立相存在,統(tǒng)稱為非金屬夾雜物,一般簡稱為夾雜或夾渣。
根據(jù)夾渣的化學(xué)成分不同分為氧化物(如氧化鐵、氧化硅、氧化鋁、氧化鈦、氧化鎂等),復(fù)雜氧化物(FeO.Al2O3等),硅酸鹽、氯化物、氮化物、硫化物、碳化物、氫化物、磷化物等。按夾渣的形態(tài)可分為:1、薄膜狀,如氧化鋁膜,危害及其大,加工時(shí)易造成開裂和分層;2、不同大小的團(tuán)塊狀或粒狀?yuàn)A渣。尺寸小的夾渣以微粒狀彌散分布于金屬熔體中,不易除去。
按夾渣的來源可分為外來夾渣和內(nèi)生夾渣,外來夾渣由原材料帶人的或在熔煉過程中進(jìn)入熔體的耐火材料、熔劑、銹蝕產(chǎn)物、爐氣中的灰塵以及工具上的污物等;內(nèi)生夾渣是在金屬加熱及熔煉過程中,金屬與爐氣和其他物質(zhì)相互作用生產(chǎn)的化合物(氧化物、碳化物等)。銅合金中的夾雜物通常為:CU2O、ZnO、SnO2、SiO2、Al2O3等。
除渣精煉原理:
一、比重差作用
當(dāng)金屬熔體在高溫靜置時(shí),非金屬夾雜物與金屬熔體比重不同,因而產(chǎn)生上浮或下沉。夾渣的上浮或下沉速度與兩者的比重差成正比,與熔體的粘度成反比,與夾渣顆粒半徑平方成正比。當(dāng)合金和溫度一定時(shí),由于熔體的粘度及熔體與夾渣的比重差不會(huì)有很大變化,所以主要靠增大夾渣尺寸以利于與熔體分離,如夾渣以不同尺寸的顆?;祀s存在,則較大顆粒上浮的快,在其上浮過程中,將吸收其他較小夾雜而急速長大。這就是為什么在撈渣出爐前需要靜置一段時(shí)間的原因。
二、吸附作用
加入熔劑產(chǎn)生的中性氣體,在氣泡上浮過程中,與懸浮狀態(tài)的夾渣相遇時(shí),夾渣便可能被吸附在氣泡表面而被帶出熔體。
三、溶解作用
非金屬夾雜物溶解于液態(tài)熔劑中后,可隨熔劑的浮沉而脫離金屬熔體。
四、化合作用
化合作用是以夾渣和熔劑之間有一定親和力并能形成化合物或絡(luò)合物為基礎(chǔ)的,堿性氧化物和酸性熔劑、或者酸性氧化物與堿性熔劑,在一定溫度條件下是可相互作用形成體積更大,熔點(diǎn)較低,且易于與金屬分離的復(fù)鹽式爐渣。
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