Pengaruh suhu leleh tidak ada dalam isolasi, tetapi bekerja sama dengan waktu isolasi untuk menentukan kualitas akhir lelehan. Mengontrol suhu maksimum saja tanpa memperhatikan waktu tinggal suhu tinggi tidak dapat mencapai kualitas lelehan yang stabil.
Efek ganda durasi isolasi pada kualitas lelehan
Fungsi inti isolasi dalam proses peleburan adalah untuk memastikan keseragaman suhu lelehan, difusi unsur paduan yang cukup, dan waktu yang cukup bagi inklusi dan gelembung untuk mengapung dan memisah. Memperpanjang waktu isolasi secara tepat dalam kisaran suhu dan durasi yang wajar bermanfaat untuk meningkatkan keseragaman komponen dan kebersihan lelehan.
Namun semakin lama isolasi, semakin baik. Ketika waktu isolasi melebihi nilai kritis, kualitas lelehan akan terus memburuk: di satu sisi, isolasi yang berkepanjangan akan memungkinkan reaksi oksidasi berlanjut, menyebabkan akumulasi inklusi oksidasi dan meningkatkan kehilangan aluminium; Di sisi lain, jika lelehan bersentuhan dengan gas tungku dalam waktu lama, kandungan hidrogen akan terus meningkat, terutama di lingkungan yang lembab. Setelah 2 jam isolasi, kandungan hidrogen dapat meningkat lebih dari 30% dibandingkan dengan akhir isolasi. Selain itu, isolasi suhu tinggi yang berkepanjangan dapat menyebabkan pembakaran dan penguapan unsur paduan yang berkelanjutan, yang mengakibatkan penyimpangan komposisi.
Untuk sebagian besar paduan aluminium, waktu isolasi statis optimal setelah pemurnian adalah 15-30 menit. Jika kurang dari 10 menit, terak dan gelembung tidak akan mengapung cukup, dan jika melebihi 40 menit, kualitas lelehan akan mulai menurun, mengakibatkan fenomena abnormal "lebih banyak cacat setelah berdiri lebih lama".
2. Prinsip pencocokan terkoordinasi antara suhu dan durasi isolasi
Prinsip inti dari kontrol terkoordinasi suhu dan durasi isolasi adalah tinggal sebentar pada suhu tinggi dan isolasi lama pada suhu rendah. Melalui pencocokan yang wajar dari keduanya, dampak negatif suhu tinggi diminimalkan sambil memastikan keseragaman komposisi dan kelancaran produksi.
Pertama, kontrol ketat waktu tinggal selama tahap suhu tinggi. Untuk meningkatkan efisiensi selama tahap peleburan, suhu dapat diatur mendekati batas atas kisaran. Namun, setelah bahan tungku benar-benar meleleh dan penyesuaian komposisi selesai, segera dinginkan ke suhu pemurnian untuk mengurangi total waktu tinggal lelehan di zona suhu tinggi. Dilarang keras menunggu pada suhu tinggi untuk waktu yang lama setelah peleburan selesai, yang merupakan alasan inti dari kehilangan aluminium yang tinggi dan kandungan hidrogen yang berlebihan di banyak bengkel.
Kedua, isolasi dapat diperpanjang secukupnya di kisaran suhu sedang dan rendah. Ketika suhu lelehan dikontrol pada batas bawah kisaran proses dan laju oksidasi serta penyerapan hidrogen rendah, waktu statis setelah pengadukan dapat diperpanjang secukupnya untuk memungkinkan terak dan gelembung mengapung sepenuhnya, yang sebenarnya bermanfaat untuk meningkatkan kualitas lelehan. Misalnya, ketika paduan seri 5 dibiarkan berdiri pada 710 °C selama 30 menit, kebersihan lelehannya jauh lebih tinggi daripada ketika dibiarkan berdiri pada 740 °C selama 10 menit.
Ketiga, kontrol total waktu paparan panas. Efek kumulatif dari "suhu x waktu", yaitu total paparan panas, berdampak pada kualitas lelehan. Jika guncangan suhu tinggi jangka pendek mendingin dengan cepat, bahayanya mungkin lebih kecil daripada isolasi suhu sedang jangka panjang. Oleh karena itu, penjadwalan produksi harus meminimalkan waktu tunggu lelehan di tungku sebisa mungkin, mencapai tujuan "pemurnian dan pengecoran segera setelah meleleh", dan mempersingkat total durasi seluruh proses.
3. Kontrol suhu bertahap di seluruh proses peleburan
Untuk mencapai kontrol terkoordinasi suhu-waktu yang presisi, seluruh proses peleburan perlu dibagi menjadi beberapa tahap dan kontrol suhu serta durasi yang berbeda harus diterapkan.
3.1 Periode peleburan
Setelah pemuatan selesai, suhu mulai naik, dengan tujuan melelehkan bahan tungku dengan cepat dan mempersingkat waktu oksidasi suhu tinggi logam padat. Suhu dikontrol pada batas atas kisaran suhu peleburan, dan pengadukan pertama dilakukan ketika 70%~80% bahan tungku meleleh, memecah zona suhu tinggi lokal dan menghindari pemanasan berlebih lelehan dasar tungku. Total waktu peleburan dikontrol sesuai dengan kapasitas tungku. Tungku peleburan 10 ton biasanya dikontrol dalam 2-3 jam untuk menghindari pemanasan yang berkepanjangan.
3.2 Periode penyesuaian komposisi
Setelah muatan tungku benar-benar meleleh, segera dinginkan ke suhu penyesuaian komposisi (biasanya 10-20 °C lebih rendah dari suhu peleburan), ambil sampel untuk analisis spektral, dan tambahkan unsur paduan berdasarkan hasilnya. Aduk rata saat menambahkan, lalu jaga suhu selama 5-10 menit sampai bahan merata, dan ambil sampel lagi untuk konfirmasi. Suhu tinggi sangat dilarang selama tahap ini untuk menghindari pembakaran signifikan unsur paduan yang baru ditambahkan.
3.3 Periode pemurnian
Sesuaikan ke suhu pemurnian paduan yang sesuai, dengan fluktuasi suhu dikontrol dalam ± 10 °C, dan murnikan secara ketat sesuai dengan durasi yang dibutuhkan proses. Segera mulai pendinginan setelah pemurnian, mengurangi suhu lelehan ke kisaran suhu pengecoran tanpa retensi suhu tinggi.
3.4 Periode pengecoran statis
Jaga pada suhu kamar selama 15-30 menit, di mana pengadukan dan pembukaan yang sering sangat dilarang untuk mengurangi kontak antara lelehan dan udara. Setelah mengendap, segera pindahkan ke pengecoran untuk menghindari penurunan kualitas yang disebabkan oleh penantian isolasi yang berkepanjangan.
Selain itu, perlu untuk secara teratur mengkalibrasi termokopel tungku dan mendeteksi suhu aktual lelehan untuk menghindari masalah tersembunyi "suhu tampilan normal tetapi pemanasan berlebih lelehan aktual" yang disebabkan oleh penyimpangan termokopel. Pada saat yang sama, pastikan pemanasan badan tungku yang seragam dan hindari area lokal yang suhunya jauh melebihi suhu rata-rata, yang mengakibatkan pemanasan berlebih tersembunyi.