縫焊機電極焊輪重熔回用試驗
文/伍浩潮
我廠所用FN1-150-5型縫焊機的電極,材料為QCr0.5-0.2-0.1(含Cr0.4~1.0%,Al0.1~0.25%,Mg0.1~0.25%,其余為Cu),歷來外購,價格昂貴且來源困難。由于縫焊機結構本身的限制,電極只能用到外徑Φ120~Φ130mm,就分解改作點焊電極或作廢銅處理。
為了節省昂貴的電極和緩和材料來源的困難,我們作了重熔回用試驗。具體做法是:
1、用12個舊電極,由鑄造車間重熔,考慮到重熔時Mg可能燒損嚴重,所以重熔時加進約0.1%的Mg。
2、用Φ194×7×50mm的廢無縫管頭,一端焊上厚度為5mm的A3鋼板,充當鑄模(圖1)。
3、澆鑄成Φ180×45mm的QCr0.5-0.2-0.1銅錠。
4、將澆口上部和外圓質量不好部分車削掉,底面車光,以免鍛造時開裂。此時硬度HB62.5~65.5。
5、加熱到900~950℃,用兩火鍛成Φ265×19mm鍛坯。注意終鍛溫度以620~670℃為宜。若終鍛溫度太低,材料變脆,易造成鍛裂。若有裂,要將裂紋部分車削掉,以免在熱處理時導致裂紋擴大。若終鍛溫度太高,則晶粒粗大,導致熱處理時提高硬度的效果不顯著。
6、加熱至960~980℃,保濕1小時后在鹽水中淬火,隨后在大約470±10℃保溫4小時回火后空冷。固溶淬火和時效處理規范如圖2和圖3所示。
固溶處理是為了使鉻、鎂、鋁等合金元素充分地與銅形成固溶體,以便合金在時效處理中析出強化相而提高硬度。但如果時效處理溫度過高或時間過長,由于材料內部的組織應力,甚至可能出現晶界裂紋,反而會降低其強度和硬度。所以要求時效處理規范比較嚴格。上述熱處理后硬度提高到HB90~95。車削兩端面,硬度達HB98~101(我廠外購的電極焊輪硬度為HB95~100),基本上達到了外購電極的硬度要求。
7、用一個A3鋼法蘭(圖4)套住銅坯(以免鍛裂),在1噸自由鍛錘上冷鍛100~200下,使之冷作硬化,硬度提高到HB111~121,基本上達到了國外進口電極HB110~135的要求。雖然進口電極合金用熱處理得到所需的硬度,但實際表明,冷作硬化還是可使其硬度HB值提高13~20度。
重熔回用電極在使用中的磨耗情況與外購電極差不多,電極一次加工后可縫焊δ1.2+1.2mm厚的鋼桶約2000只,達到了每工作一天進行一次表面修整的要求。
由于缺少試驗手段,我們未對重熔回用電極作導電率和再結晶溫度測試。