Процесс производства оловянно-фосфорной бронзы

Из-за относительно высокой термической хрупкости оловянно-фосфорной бронзы текущее производство листов и полос из оловянно-фосфорной бронзы в стране и за рубежом в основном использует горизонтальное непрерывное литье для производства слитков и выполняет долгосрочную обработку гомогенизирующим отжигом.
После холодной прокатки, промежуточного отжига, травления, а также черновой и чистовой прокатки диапазон температур кристаллизации готовой оловянно-фосфорной бронзы относительно широк, от 835 до 1040 градусов, и во время затвердевания трудно сформировать концентрированные усадочные полости, и это легко создать пористость внутри отливки.
Из-за большого диапазона температур кристаллизации, когда он входит в начальную температуру кристаллизации, первый закристаллизовавшийся твердый раствор постепенно образует дендриты по мере снижения температуры, в то время как богатая оловом низкая температура плавления (точка плавления олова
231,89°) компоненты легко расслаиваются между дендритами или на границе соседних зерен, создавая условия для «обратной сегрегации» и образования пористости. Обратная ликвация - одна из наиболее заметных особенностей процесса литья оловянно-фосфорной бронзы. На кромке и поверхности слитка содержание олова и фосфора выше, чем в центре слитка. В тяжелых случаях выпадают серо-белые осадки (известные как оловянный пот, состав Cu33Sn8 и Cu3P).
Кроме того, скорость холодного твердения сплава высока, а количество отжигов увеличивается, что удлиняет производственный цикл.
Анализ причин обратной сегрегации оловянно-фосфорной бронзы
Судя по фазовой диаграмме равновесия Cu-Sn, температура затвердевания оловянно-фосфорной бронзы составляет от 150 до 160 градусов при содержании от 6 до 7 процентов Sn. Когда кристалл затвердевает, он не образует концентрированных усадочных полостей, а образует рассеянные усадочные полости или пористость.
Как правило, эти рассеянные поры перекрываются во время прокатки, что мало влияет на внешний вид и характеристики. Однако при определенных неподходящих условиях процесса могут образовываться более крупные отверстия или лентообразные рыхлые полосы, и поскольку эти рыхлые участки являются последними затвердевшими областями между дендритами, некоторые легкоплавкие вещества легко образуют здесь сегрегацию. Во время прокатки тыльная сторона заготовки подвергается растягивающему напряжению при многократном скручивании, и вдоль этих рыхлых участков легко растрескиваются, образуя трещины. Поскольку скорость диффузии Sn очень мала, селективная кристаллизация осуществляется в диапазоне температур затвердевания, образуя серьезную сегрегацию дендритов. Первая кристаллизация в зерне представляет собой вещество с высокой температурой плавления, а дендрит, который кристаллизуется позже, представляет собой вещество с низкой температурой плавления. Неравномерность состава в зерне вызовет большую разницу в механических свойствах, особенно в «силе сцепления» между дендритами. Слабая сторона». В процессе обработки тыльная сторона полосы неоднократно подвергается растягивающим напряжениям, и по этим «слабым поверхностям» легко растрескивается.
Когда C5191 охлаждается и кристаллизуется, из-за плохой теплопроводности разница температур внутри и снаружи велика. После того как на поверхности образуется твердая оболочка, средняя часть находится в жидком состоянии. Часть Sn выдавливается из «канала» на поверхность в виде обратной сегрегации. А в «канале» легко выделить неравновесные фазы с повышенным содержанием Sn, эти неравновесные фазы
Некоторые из фаз являются хрупкими и твердыми фазами, которые легко растрескиваются в трещины при прокатке.