Гууль нь үйлдвэрлэлд өргөн хэрэглэгддэг зэс-цайрын хайлш юм. Гуулин хайлах цэг нь найрлагаасаа хамааран ихэвчлэн 900°C-940°C (1650°F–1725°F) хооронд хэлбэлздэг. Энэ хязгаарыг мэдэх нь цутгах, дарах, CNC боловсруулахад чухал ач холбогдолтой бөгөөд температурын нарийн хяналт нь материалын чанар, найдвартай ажиллагааг баталгаажуулдаг.
Гуулин гэж юу вэ
Гууль нь цэвэр элемент биш, харин Cu-Zn дээр суурилсан хайлш бөгөөд заримдаа бусад элементүүдийн бага зэргийн нэмэлтүүдийг агуулдаг. Түүний найрлага нь түүний гадаад төрх байдал, зэврэлтээс хамгаалах чадвар, механик шинж чанар, хайлах хүрээг тодорхойлдог. Хайлах зан үйлийн талаар ярихаасаа өмнө түүний бүтцийг ойлгох нь чухал юм.
Найрлага Гуулин
Гуулин нь ихэвчлэн 55–95% зэс, 5–45% цайр агуулдаг. Цагаан тугалга, хар тугалга, хөнгөн цагаан эсвэл никелийн багахан нэмэлт нь түүний бат бөх чанар, боловсруулах чадвар, хайлах хүрээг өөрчилж болно.
Солидус ба Ликвидус
Гууль нь ганц хайлах цэггүй бөгөөд харин хатуу (хайлж эхлэх үед) ба шингэн (бүрэн шингэн үед) гэсэн хоёр температурын хооронд хайлдаг.
Гуулин хайлах ердийн хүрээ гэж юу вэ
Гуулин хайлах хүрээ нь түүний цайрын агууламж болон боловсруулалтын нөхцлөөс хамаарна. Ихэнх хайлш нь огцом хайлдаггүй, харин бага температурын интервалд хайлдаг.
Ерөнхий хүрээ
Гууль нь ихэвчлэн 900–940°C-ийн хооронд хайлдаг. Жишээлбэл, шар гууль нь 900°C орчимд хайлдаг бол улаан гууль (зэсийн өндөр агууламжтай) нь 940°C орчимд хайлдаг.
Солидус ба Ликвидус хоёрын ялгаа
Металлургийн салбарт гууль нь хурц, ганц хайлах цэгтэй биш, харин хатуу ба шингэн температураар тодорхойлогддог хайлах интервалтай байдаг. Хатуу нь хайлш анх хайлж эхлэх температурыг илэрхийлдэг бол шингэн нь бүрэн шингэн болох температурыг тэмдэглэдэг. Ихэнх түгээмэл гуулин хайлшийн хувьд хатуу ба шингэн хоёрын ялгаа нь ихэвчлэн 20-40 °C байдаг боловч зарим өндөр цайр эсвэл хар тугалгатай гуульд энэ интервал 50 °C-аас хэтэрч болно.
Энэхүү температурын зөрүү нь үйлдвэрлэлийн процесст шууд нөлөөлдөг:
Цутгах гүйцэтгэл : Илүү өргөн интервал нь шингэнийг удаашруулж, хэвийг бүрэн дүүргэхийн тулд илүү өндөр халалт шаарддаг. Жишээлбэл, хайрцагтай гууль (C260) нь ~900–940 °C хайлах хязгаартай бөгөөд согоггүй цутгалтыг хангахын тулд 1000–1050 °C-д цутгах шаардлагатай.
Хийх зан төлөв : Хагас хатуу бүсэд хайлш нь халуун хэлбэрээр ашиглах боломжтой уян хатан чанарыг харуулдаг боловч энэ хугацаанд хэт их хугацаа шаардагдах нь ялгарах эрсдэлийг нэмэгдүүлдэг.
Үр тарианы бүтцийн хяналт : Нарийн хайлах интервал (≤20 °C) нь илүү нарийн, илүү жигд бичил бүтэц үүсгэх хандлагатай байдаг бол өргөн интервал (>40 °C) нь найрлагын жигд бус байдал эсвэл халуун хагаралд хүргэж болзошгүй.
Үйл явцын цонхны менежмент : Агаарын сансар судлал, эмнэлгийн хэрэгсэл зэрэг нарийн үйлдвэрлэлийн салбарууд нь бичил бүтцийн согогоос зайлсхийхийн тулд үйл явцын цонхыг ±5 °C дотор байлгах, илүү хатуу хяналт шаарддаг.
Тиймээс солидус-шингэн зайг ойлгох нь CNC машин механизм, цутгах, дарах ажилд чухал ач холбогдолтой бөгөөд хэвийг зөв дүүргэх, хэлбэржүүлэхээс гадна бэлэн болсон гуулин эд ангийн механик болон гадаргуугийн урьдчилан таамаглах боломжтой шинж чанарыг баталгаажуулдаг.
Хэмжилтийн нөхцөл
Гуулин хайлах цэгийг тодорхойлох нарийвчлал нь хэмжилтийн нөхцөл байдал, ялангуяа агаар мандал болон даралтаас ихээхэн хамаардаг. Стандарт агаар мандлын даралт (1 атм, ~101.3 кПа)-д ихэнх гуулин хайлш нь 900–940 °C хайлах хязгаартай байдаг. Гэсэн хэдий ч хүрээлэн буй орчны нөхцөл өөрчлөгдөхөд хазайлт үүсдэг:
Агаар мандлын нөлөө :
Исэлдүүлэгч агаар мандалд (агаар) цайр нь ~907 °C-д исэлдэж, ZnO үүсгэдэг бөгөөд энэ нь исэлдэлтийн хальсны эсэргүүцлээс шалтгаалан хайлах цэгийг бага зэрэг нэмэгдүүлдэг.
Идэвхгүй агаар мандалд (аргон, азот) исэлдэлт хамгийн бага байдаг бөгөөд энэ нь жинхэнэ термодинамик хайлалтын хязгаарт ойртсон үр дүнг өгдөг.
Вакуум нөхцөлд (<10⁻³ мбар) цайрын ууршилт мэдэгдэхүйц болдог. Цайрын буцалгах цэг нь 1 атм-д 907 °C байдаг боловч вакуум дор энэ нь хамаагүй бага температурт, ихэвчлэн 700-750 °C орчимд ууршдаг бөгөөд энэ нь эрт зөөлөрч, гуулин хайлах интервалд 10-20 °C доош шилжих мэдрэмжийг төрүүлдэг.
Даралтын нөлөө :
Клаузиус-Клапейроны хамаарлын дагуу хайлах температур нь даралттай хамт бага зэрэг нэмэгддэг. Жишээлбэл, даралтыг 1 атм-аас 50 атм хүртэл нэмэгдүүлэх нь Cu-Zn хайлшийн хайлах цэгийг 2-5 °C-аар дээшлүүлж болно.
Энэ нөлөө нь агаар мандлын найрлагатай харьцуулахад бага боловч өндөр даралттай цутгах эсвэл халуун изостатик шахалт (HIP)-д гэнэтийн фазын шилжилтээс урьдчилан сэргийлэхийн тулд нарийн хяналт шаардлагатай байдаг.
Практик ажиглалтууд:
Би өөрийн вакуум цутгах туршилтаар гуулин нь агаарт туршсан хайлшаас бараг 20 °C-аар бага буюу ~880 °C-д зөөлөрч эхэлснийг ажигласан бөгөөд энэ нь бага даралтын дор цайрын ууршилт нь хагас хатуу төлөвт шилжих явцыг хурдасгадаг болохыг баталж байна.
Тиймээс гуулины хайлах цэгийг нарийн хэмжихдээ хүрээлэн буй орчны параметрүүдийг тодорхой зааж өгөх ёстой. ASTM E2550 ( Дифференциал сканнердах калориметр ) зэрэг лабораторийн стандартууд нь исэлдэлтийн ул мөрийг арилгахын тулд инертийн хийд туршилт хийхийг шаарддаг. Ийм хяналтгүйгээр хайлах хүрээ нь ±15 °C-аар өөрчлөгдөж болох бөгөөд энэ нь цутгах, хайлуулах, CNC боловсруулах үйл явцын дизайнд алдаа гарахад хүргэдэг.
Янз бүрийн төрлийн гуулин хайлах цэгүүд юу вэ?
Энэ хүснэгтэд гуулийн хайлах цэгийн хүрээ (820–1060°C) болон найрлага нь гүйцэтгэлд хэрхэн нөлөөлдөгийг харуулав. Бага цайрын α гуулин нь илүү тогтвортой байдал, цахилгаан дамжуулах чадварыг өгдөг бол өндөр цайрын β гуулин нь илүү бат бөх боловч илүү хэврэг байдлыг өгдөг. Чөлөөт зүсэлттэй, далайн болон никель гуулин зэрэг хайлшууд нь цахилгаан, далайн болон үйлдвэрлэлийн зориулалтаар боловсруулах чадвар, зэврэлтээс хамгаалах чадвар эсвэл бат бөх чанарыг нэмэгдүүлдэг.
α Гууль (Бага цайртай)
35%-иас бага цайр агуулдаг. Хайлах хүрээ: 900–940°C. Би α гуулийг цахилгаан холбогчдод ихэвчлэн ашигладаг, учир нь энэ нь сайн цахилгаан дамжуулах чадвартай, тогтвортой хайлах шинж чанартай байдаг.
α–β Гууль (Дунд зэргийн цайр)
35–45% цайр агуулсан. Хайлах температур: 880–950°C. Эдгээр хайлш нь илүү бат бөх боловч боловсруулахад арай хэцүү. Би тэдгээрийг сантехникийн холбох хэрэгсэлд ашиглаж байхыг харсан.
β Гуулин (Өндөр цайртай)
45%-иас дээш цайр агуулсан. Хайлах температур: 850–920°C. Илүү бат бөх боловч хэврэг. Би нэг удаа гоёл чимэглэлийн зориулалтаар β гуулинаар ажиллаж байсан ч хагарал үүсэхээс сэргийлж халаалтыг сайтар хянаж байсан.
Хайлшийн жишээнүүд
| Хайлш / Төрөл | Хайлах хүрээ (°C) | Гол онцлог | Ерөнхий хэрэглээ |
| C210 / C220 / C230 (Өндөр зэсийн гуулин) | ~1030-1060 | Улаан өнгөтэй, зэсийн агууламж өндөр | Зоос, урлагийн хэрэглээ |
| C260 (Гулин хайрцаг) | ~900-940 | Тэнцвэртэй хүч чадал, уян хатан байдал | Бүрээс, нарийн боловсруулалт |
| C360 (Чөлөөт зүсэгч гууль) | ~875-900 | Хар тугалга агуулсан, маш сайн боловсруулалттай | Өндөр нарийвчлалтай боловсруулах бүрэлдэхүүн хэсгүүд |
| C485 (Архитектурын гууль) | ~890-930 | Сэтгэл татам өнгөлгөө, ажиллахад тохиромжтой | Чимэглэлийн хавтан, хаалга |
| Тэнгисийн цэргийн гуулин (C464) | ~890-920 | Далайн усан дахь зэврэлтэнд тэсвэртэй байдал өндөр | Далайн тоног төхөөрөмж, хөлөг онгоцны холбох хэрэгсэл |
| Цайргүйжүүлэх гууль | ~900-1060 | Цайрын алдагдалд тэсвэртэй | Сантехник, далайн усны хэрэглээ |
| Хар тугалгатай гуулин (HPb59-1) | ~830-870 | Бага хайлах цэгтэй, боловсруулах боломжтой | Хавхлагууд, хоолойн холбох хэрэгслүүд |
| Цагаан тугалгатай гууль (HSn62-1) | ~820-860 | Зэврэлтэнд тэсвэртэй | Далайн бүрэлдэхүүн хэсгүүд |
| Никель гууль | ~940-1000 | Никель бэхжүүлэх, бат бөх | Хүнд даацын, элэгдэлд тэсвэртэй эд ангиуд |
| Цагаан гууль | ~880-1038 | Цайрын өндөр агууламжтай, хэврэг | Чимэглэлийн, бүтцийн бус зүйлс |
| Өндөр суналтын гууль | ~900-1060 | Өндөр бат бөх, удаан эдэлгээтэй | Хүнд даацын үйлдвэрлэлийн эд анги |
Гуулин хайлах цэгт ямар хүчин зүйлс нөлөөлдөг вэ
Гуулин хайлах цэг нь голчлон зэс-цайрын харьцаа, хайлшийн элементүүд болон хольцууд, мөн бичил бүтэц, дулааны боловсруулалт, цутгах аргуудаас хамаардаг. Даралт ба исэлдэлт зэрэг хүрээлэн буй орчны хүчин зүйлс нь хайлах зан төлөвийг өөрчилдөг. Эдгээрийг ойлгох нь үйлдвэрлэлд нарийн хяналтыг баталгаажуулдаг.
Cu/Zn харьцаа
Зэс-цайрын харьцаа нь гуулин хайлах зан төлөвт нөлөөлдөг хамгийн шийдвэрлэх хүчин зүйл юм.
Зэсийн өндөр агууламж (>70%) : Хайлах хүрээ нь цэвэр зэс (1085°C)-тэй төстэй 935–940°C орчим байдаг. C220 эсвэл C230 зэрэг өндөр зэсийн гуулиныг тогтвортой хайлах шаардлагатай зоос болон урлагийн эд ангиудад ашигладаг.
Цайрын өндөр агууламж (35–45%) : Хайлах хэмжээ 880–900°C хүртэл буурдаг. C260 (хайрцагны гууль) зэрэг эдгээр хайлшийг бүрхүүл болон сантехникийн эд ангиудад өргөн ашигладаг.
Хайлшлах элементүүд
Хар тугалга (1–3%) : Хайлах цэгийг 20–50°C-аар бууруулж, ~875–900°C хүртэл хүргэхийн зэрэгцээ боловсруулах чадварыг эрс сайжруулдаг (хар тугалгагүй гуультай харьцуулахад багажны ашиглалтын хугацаа 300% хүртэл).
Цагаан тугалга (0.5–2%) : Ялангуяа далайн орчинд зэврэлтээс хамгаалах чадварыг нэмэгдүүлж, хайлах цэгийг 5–10°C-аар бага зэрэг нэмэгдүүлдэг. Жишээ нь: 820–860°C температурын хүрээтэй цагаан тугалгатай гууль (HSn62-1).
Никель (5–20%) : Бат бөх чанарыг нэмэгдүүлж, хайлах температурыг 940–1000°C хүртэл нэмэгдүүлж, никель гуульд илүү өндөр дулааны тогтвортой байдлыг өгдөг.
Бохирдол ба цэвэршилт
Бага хэмжээний хүчилтөрөгч, хүхэр, эсвэл төмөр (<0.1%) ч хайлах цэгийг 10-20°C-аар бууруулж, эрт зөөлөрч, сүвэрхэг чанар зэрэг цутгах согог үүсгэдэг. Өндөр цэвэршилттэй гууль нь илүү нягт хайлах хүрээг хадгалдаг бөгөөд энэ нь сансар судлал болон анагаах ухааны салбарт чухал ач холбогдолтой юм.
Бичил бүтэц ба үр тарианы хэмжээ
Нарийн ширхэгтэй гууль (ширхэгийн хэмжээ <10 μм): Ширхэгийн хил хязгаарын нягтрал өндөр тул хайлах нь эрт эхэлдэг бөгөөд дулааны тогтвортой байдлыг ~5–15°C-аар бууруулдаг.
Бүдүүн ширхэгтэй гууль : Бүтцийн бүрэн бүтэн байдлыг удаан хугацаанд хадгалж, нэрлэсэн хэмжээндээ ойрхон хайлах нь илүү урьдчилан таамаглах боломжтой.
Боловсруулалт ба дулааны боловсруулалт
Ажлын хатуурал (өнхрөх эсвэл давтах замаар) нь мултрах нягтралыг нэмэгдүүлж, үр дүнтэй хайлах зан төлөвийг бага зэрэг доош, ихэвчлэн 5-10°C-аар өөрчилдөг.
Халуунжуулах нь дотоод стрессийг арилгаж, хайлах зан төлөвийг онолын хязгаарт ойртуулж тогтворжуулдаг.
Исэлдэлт ба цутгах аргууд
ZnO эсвэл CuO-ийн исэлдэлтийн хальснууд нь дулаан тусгаарлагч болж, бүрэн хайлахын тулд зуухны 20-30°C хүртэл өндөр температур шаарддаг.
Цутгах техникийн нөлөө :
Элсээр цутгах: Дулаан дамжуулалт удааширснаас болж хайлах үр дүн арай бага байна.
Хэв цутгах: Хэвийг бүрэн дүүргэхийн тулд илүү өндөр халалт (+30–50°C) шаардлагатай.
Байгаль орчны хүчин зүйлс
Бага даралт (вакуум цутгах) : Үр дүнтэй хайлах цэгийг бууруулна
Өндөр даралттай (шахалтын цутгамал) : Хайлах температурыг бага зэрэг нэмэгдүүлж (+10°C хүртэл), нягтралыг сайжруулдаг боловч илүү хяналттай халаалт шаарддаг.
Гуулин хайлах цэгийг хэрхэн хэмжиж, тодорхойлдог вэ
Гуулин нь тогтмол хайлах цэггүй боловч хатуу ба шингэн гэж тодорхойлогддог. Хэмжилтийн аргуудад нарийн шилжилтийн DSC болон үйлдвэрлэлийн хяналтад зориулсан термопар/пирометр орно. Бохирдол нь үр дүнг 10-20°C-аар өөрчилж болох тул зохих тохируулга хийж, дээжийг цэвэрлэх нь чухал юм.
Хатуу болон шингэнийг тодорхойлох
Гуулин хайлш нь тодорхой хязгаарт хайлдаг бөгөөд солидусаас (хайлах эхлэл) эхэлж, шингэн (бүрэн хайлсан) хүртэл үргэлжилдэг. Солидусын ердийн утга нь 870–910 °C бөгөөд шингэн (940–1060 °C) хүртэл үргэлжилдэг. Энэ зай нь ихэвчлэн 20–100 °C байдаг тул цутгах урсгал болон ялгаралтанд хүчтэй нөлөөлдөг. Нарийн интервал нь урсгалыг сайжруулдаг боловч халуун хагарал үүсэх эрсдлийг нэмэгдүүлдэг бол өргөн интервал нь температурын илүү хатуу хяналтыг шаарддаг.
Дифференциал сканнердах Калориметр (DSC)
DSC нь хайлах шилжилтийг илрүүлэх нарийн арга юм. Жижиг дээжийг (10-50 мг) ~10 К/мин-д халаадаг бөгөөд дулааны урсгалын муруй нь эхлэл үед солидус, оргил/төгсгөлд шингэнийг ±1-2 °C хүртэл нарийвчлалтай харуулдаг. Жишээлбэл, C260 гуулин нь 902 °C-д солидус, 937 °C-д шингэнийг харуулдаг бөгөөд энэ нь үйлдвэрлэлийн лавлагаа утгатай маш ойрхон байна.
Термопар ба Пирометр
Аж үйлдвэрийн зууханд термопар болон оптик пирометрийг түгээмэл ашигладаг. K төрлийн термопар нь 1260 °C хүртэл ажилладаг бөгөөд өртөг хэмнэлттэй байдаг бол S төрлийн термопар нь ±1 °C нарийвчлалыг өндөр өртгөөр хангадаг. Гуулин цутгах туршилтаар би K төрлийн мэдрэгч ашиглан 890 °C орчимд гуулин зөөлөрч байгааг бүртгэсэн. Хар биетээр тохируулсан хэт улаан туяаны пирометрийг мөн холбоо барихгүй хяналтад өргөн ашигладаг.
Тохируулга ба дээж бэлтгэх
Нарийвчлалтай үр дүн нь тохируулга болон цэвэр дээжээс хамаарна. Цагаан тугалга (232 °C), цайр (419 °C), зэс (1085 °C) зэрэг стандарт лавлагааг ихэвчлэн ашигладаг. Дээжийг өнгөлж, исэлгүй байх ёстой, эс тэгвээс хайлах өгөгдөл 10-20 °C-аас доош шилжиж болно. Судалгаагаар хүчилтөрөгч эсвэл хүхрийн орц нь гуулины үр дүнтэй хайлах цэгийг ~15 °C-аар бууруулж болохыг харуулж байна. ASTM E2550 нь алдааг багасгахын тулд нэгдсэн дээжийн хэмжээ болон халаалтын хурдыг санал болгож байна.
Гуулин хэрхэн хайлуулах вэ
Гуулин хайлуулахын тулд хяналттай тоног төхөөрөмж, цэвэр хаягдал, хольцыг зайлуулахын тулд зохих ёсоор флюсжуулах шаардлагатай. Урьдчилан халаасан хэв болон аажмаар хөргөх нь хагарал үүсэхээс сэргийлдэг бол агааржуулалт, хамгаалалтын хэрэгсэл, галын хяналт зэрэг хатуу аюулгүй байдлын арга хэмжээ зайлшгүй шаардлагатай.
Тоног төхөөрөмж ба тиглүүд
Гуулин хайлуулахын тулд шингэнээс (~900–1,060 °C) дээш температурт 1,100–1,200 °C хүртэл халдаг индукцийн эсвэл хийн зуух шаардлагатай. Индукцийн төхөөрөмжүүд нь нарийн хяналтыг санал болгодог бөгөөд хийн зуух нь зардал багатай. 2,500 °C хүртэл тогтвортой графит тигель нь бохирдлыг хамгийн бага байлгадаг. Тигель нь багтаамжтай (жишээлбэл, 50–100 кг) бөгөөд хайлалтын эзэлхүүнтэй тохирч байх ёстой.
Материалын бэлтгэл
Гуулин түүхий эдийг шаар болон сүвэрхэг байдлаас зайлсхийхийн тулд тос болон ислээс цэвэрлэх шаардлагатай. Цэвэрлэх аргуудад элсээр цацах эсвэл хүчилээр даршилж цэвэрлэх орно. Холих зэрэг нь эрсдэлтэй байдаг - C360 (~875–900 °C) нь C260 (~900–940 °C)-аас доош хайлдаг. Цайрын 1-2%-ийн шилжилт ч гэсэн суналтын бат бэх болон боловсруулах чадварыг өөрчилдөг.
Флюкс ба Шаар зайлуулах
Боракс эсвэл хлоридын холимог (хайлмал жингийн 1-3%) зэрэг флюкс нь ислийг уусгаж, хамгаалалтын давхарга үүсгэдэг бөгөөд цайрын алдагдлыг 5% хүртэл бууруулдаг. Тослог нь шаарыг зайлуулдаг. Туршилтаар зөв флюкс нь ашиглах боломжтой ургацыг ~8-10% -иар нэмэгдүүлдэг болохыг харуулж байна.
Цутгах ба хөргөх
Хайлсан гууль нь хагарал үүсэхээс сэргийлж урьдчилан халаасан хэвэнд (200–500 °C) цутгадаг. Хяналттай цутгах нь турбулент байдал болон исэл үүсэхээс сэргийлдэг. 1–5 °C/с хөргөлтийн хурд нь ширхэгийн жигд байдлыг хангадаг. 50 кг хайлмал нь зүсэлтийн зузаанаас хамааран ~30–45 минутын дотор хатуурдаг.
Аюулгүй байдлын талаархи бодол
950°C-аас дээш температурт цайрын ислийн утаа 5 мг/м³-ээс хэтэрч, агааржуулалт шаардлагатай (цаг тутамд 10-15 удаа агаар солих). Хувийн хамгаалалтын хэрэгсэлд 1,000°C хүртэл халаах зориулалттай бээлий, нүүрний хамгаалалт, хөнгөн цагаанаар бүрсэн хормогч багтдаг. D ангиллын гал унтраагч ойрхон байх ёстой. 50 кг жинтэй нэг хайлмалд агаарын урсгал муу байсан нь операторын тав тухгүй байдлыг үүсгэсэн тул агааржуулалт зайлшгүй шаардлагатай болсон.
Гуулин хайлах болон буцлах цэгүүдийн хооронд ямар ялгаа байдаг вэ
Гууль 900–940°C-д хайлж, 1500–1600°C-д буцалдаг. Том зай нь боловсруулалтын тогтвортой байдлыг хангадаг боловч цайр 907°C орчимд ууршиж эхэлдэг тул бат бөх чанараа алдах эрсдэлтэй. Шингэнээс арай дээгүүр температурыг болгоомжтой хянах нь цайрын ууршилтыг багасгаж, цутгах болон боловсруулах явцад хайлшийн тогтвортой байдлыг хадгалдаг.
Хайлах ба Буцалгах
Гуулин хайлах цэг нь 900–940 °C хооронд хэлбэлздэг бол буцлах цэг нь хамаагүй өндөр буюу 1500–1600 °C орчим байдаг. Гуулин хайлах цэг болон буцлах цэгийн хоорондох энэхүү өргөн зай нь цутгах, дарах, боловсруулахад тогтвортой дулааны цонхыг бий болгож , хяналтгүй фазын өөрчлөлтийн эрсдлийг бууруулдаг.
Цайрын ууршилт
Хэдийгээр гууль хайлах цэг нь хайлж эхэлснийг илтгэдэг ч цайр 907 °C орчимд ууршиж эхэлдэг. Энэхүү давхцал нь өндөр температурт ажиллах үед цайрын алдагдал үүсч, хайлшийн бат бэх, өнгийг өөрчилдөг гэсэн үг юм. Өгөгдлөөс харахад 35%-иас дээш цайр агуулсан гууль нь 1000 °C-аас дээш халсан тохиолдолд 1-3% цайр алдаж, бат бөх чанарт нөлөөлдөг.
Үйл явцын үр дагавар
Зуухны температурыг гууль хайлах цэгээс ердөө 20-40 °C-аас дээш байлгах нь цайрын хэт их алдагдалгүйгээр шингэн байдлыг хангадаг. Миний туршлагаас харахад гууль хайлах цэгээс 100 °C-аас дээш температурт хүрэхэд сүвэрхэг цутгамал үүсдэг. Шингэн хэсгийн ойролцоо болгоомжтой хяналт нь хайлшийн тогтвортой байдал, үйлдвэрлэлийн эд ангиудад найдвартай ажиллагааг хангадаг.
Гуулин хайлах цэгийг бусад металлуудтай хэрхэн харьцуулдаг вэ
Гуулин хайлах цэг нь хар тугалга, цайр зэрэг бага хайлдаг металлууд болон ган, никель зэрэг өндөр хайлдаг металлуудын хооронд оршдог. Энэхүү дунд зэргийн хайлш нь гуулийг бүтцийн хайлшаас илүү хайлуулж, цутгахад хялбар болгодог боловч зөөлөн металлаас илүү бат бөх тул цутгах, CNC боловсруулах, үйлдвэрлэлийн хэрэглээнд өргөн хэрэглэгддэг.
| Металл / хайлш | Хайлах цэг (° C) | Гуулинтай холбоотой байдал (900–940°C) | тэмдэглэл |
| Brass | 900-940 | - | Дунд зэргийн, цутгах болон машинд ашиглахад хялбар |
| зэс | 1085 | Дээд | Цэвэр зэс нь гуулинаас дээш хайлдаг |
| Цайр | 419 | Нэлээд доогуур | Гуулин дахь гол элемент нь гуулин хайлах цэгийг бууруулдаг |
| Хөнгөн цагаан | 660 | Доод | Хайлуулахад хялбар, цутгахад өргөн хэрэглэгддэг |
| Хар тугалга | 327 | Маш удаан | Бүтцийн бат бөх чанар муу, хортой утаа |
| Арматур, металл хийц | 1370-1510 | Дээд | Илүү хүчтэй, боловсруулахад илүү их дулаан шаарддаг |
| Цутгамал төмөр | 1150-1200 | Дээд | Хүнд үйлдвэрт түгээмэл байдаг, гуульнаас илүү хайлуулахад хэцүү |
| Никель | 1455 | Дээд | Өндөр температурын хэрэглээ, зэврэлтэнд тэсвэртэй |
| титан | 1668 | Илүү өндөр | Агаарын тээврийн зэрэглэлийн, дэвшилтэт зуух шаардлагатай |
| хүрэл | 950-1050 | Бага зэрэг өндөр | Үүнтэй төстэй хайлш, цайрын оронд зэс + цагаан тугалга |
Гуулин хайлах цэг нь үйл явц ба хэрэглээнд юу гэсэн үг вэ
Гуулин хайлах цэг (900–940 °C) нь үр ашигтай цутгах, давтах, гагнах боломжийг олгодог бөгөөд бусад металлуудтай найдвартай холбох боломжийг олгодог. Зэсээс бага хайлах цэг нь CNC багажны элэгдлийг бууруулж, үр ашгийг нэмэгдүүлдэг тул гуулийг цахилгаан холбогч, сантехникийн хавхлага, гоёл чимэглэлийн тоног төхөөрөмж болон бусад зардал багатай хэрэглээнд тохиромжтой болгодог.
CNC Machining
Зүсэх давуу тал : Зэстэй харьцуулахад гуулин хайлах цэг бага байх нь зүсэх эсэргүүцлийг бууруулж, боловсруулах хурдыг сайжруулдаг.
Багажны ашиглалтын хугацаа : Чөлөөт зүсэлттэй гуулин (C360, 875–900°C) боловсруулах үед багажны элэгдэл 10–30%-иар буурдаг.
Дулааны тогтвортой байдал : Харьцангуй бага хайлах цэг нь дулааныг тараахад тусалдаг бөгөөд энэ нь дулааны деформацийг багасгадаг.
Нарийвчлалын үр дүн : Өндөр хурдтай зүсэлт хийх үед (>10,000 эрг/мин) хэмжээст хүлцлийг ±0.01 мм дотор хадгалж болно.
Хэрэглээ : Автомашины холбогч, эмнэлгийн эд анги, сансрын нарийн эд ангиудад өргөн хэрэглэгддэг.
Цутгамал ба хуурамчаар үйлдэх
Дунд зэргийн хайлах цэг : Гуулин хайлах цэг нь 900–940°C бөгөөд зэсээс бага боловч бат бөх чанарыг хангахад хангалттай өндөр байдаг.
Маш сайн шингэн чанар : Энэ хязгаарт хайлсан гууль нь хэвэнд амархан урсаж, агшилтын нүх сүв болон хоосон зайг бууруулдаг.
Халуун ажлын хүрээ : Дархлаажуулалтыг ихэвчлэн 650-750°C температурт хийдэг бөгөөд энэ нь үр тарианы ургалтыг саатуулж, уян хатан чанарыг хадгалдаг.
Өгөгдлийн давуу тал : Судалгаагаар гуулин цутгамал нь цэвэр зэс цутгамалтай харьцуулахад 20% хүртэл бага согогтой байдаг болохыг харуулж байна.
Хэрэглээ : Хавхлага, холхивч, гоёл чимэглэлийн эд анги, их хэмжээний цутгамал материалд түгээмэл хэрэглэгддэг.
Гагнуур ба гагнуур
Дулааны цонх : Гуулин хайлах цэг нь гагнуур болон гагнуурын температурын хязгаарыг тодорхойлдог.
Гагнуурын хүрээ : Гагнуурыг ихэвчлэн 800–880°C температурт, хатуу биеттэй ойрхон боловч бүрэн хайлахаас доогуур температурт гүйцэтгэдэг.
Гагнуурын эрсдэл : Шингэн бодисын ойролцоо цайр нь 907°C-д ууршдаг бөгөөд хэрэв хяналтанд байхгүй бол сүвэрхэгжилт үүсгэж болзошгүй.
Өгөгдлийн ойлголт : Дулааны хяналтыг буруу хийснээр гагнуурын бат бөх чанарыг 15-25%-иар бууруулж, найдвартай байдалд нөлөөлдөг.
Хэрэглээ : Хоолойн холболт, цахилгааны терминал болон бат бөх чанар шаарддаг бүтцийн холболтод өргөн хэрэглэгддэг.
Аж үйлдвэрийн хэрэглээ
| Аж үйлдвэрийн | Хэрэглээ | Гуулин хайлах цэгийн давуу тал |
| Цахилгааны | Холбогч, терминал, унтраалга болон бусад дамжуулагч бүрэлдэхүүн хэсгүүд | Гуулин хайлах цэг нь хялбар цутгах, нарийн хэлбэржүүлэх боломжийг олгодог бөгөөд багажны элэгдэл багатай үед цахилгаан дамжуулах чадварыг баталгаажуулдаг. |
| Сантехникийн | Холбох хэрэгсэл, хавхлага, цорго болон зэврэлтэнд тэсвэртэй хоолойн эд ангиуд | Дунд зэргийн гуулин хайлах цэг нь эрчим хүчний зардлыг багасгахын зэрэгцээ гоожихоос хамгаалагдсан, бат бөх холбох хэрэгслийг бий болгодог |
| чимэглэлийн | Бариул, хашлага, үнэт эдлэл, хаалганы тоног төхөөрөмж болон архитектурын чимэглэлүүд | Гуулин хайлах цэг нь нарийн цутгах, өнгөлөх ажлыг дэмждэг бөгөөд эрсдэл багатай өндөр чанартай өнгөлгөөг өгдөг |
| Өндөр температур | Дулаан солилцуур, үйлдвэрийн зуух болон бусад халуунд тэсвэртэй эд ангиуд | Гуулин хайлах цэг нь өндөр температурт хурдан задралгүйгээр бүтцийн тогтвортой байдлыг хангадаг |
Гуулин хайлуулах үед ямар нийтлэг асуудлууд үүсдэг вэ
Гуулин хайлуулах нь зүгээр л шингэн болтол халаахаас илүү зүйл юм. Гуулин хайлах цэг (900–940 °C) нь нарийн процессын цонхыг тодорхойлдог бөгөөд жижиг хазайлт нь согог үүсгэж болзошгүй. Хэт их халалт нь цайрын алдагдал, исэл эсвэл сүвэрхэг байдалд хүргэдэг тул гуулин хайлах цэгийг хянах нь тогтвортой, согоггүй эд ангиудын түлхүүр юм.
цайргүйжүүлэх
Температур нь гууль хайлах дээд цэгээс (~940 °C) хамаагүй дээшлэх үед цайр ууршиж эхэлдэг (буцалгах цэг ≈ 907 °C).
Энэ нь цайрыг сонгомол уусгахад хүргэдэг бөгөөд энэ нь механик хувьд сул дорой сүвэрхэг зэсээр баялаг бүтэц үлдээдэг.
Судалгаагаар 35%-иас дээш цайрын агууламжтай гууль нь удаан хугацааны хэт халалтын дараа 5% хүртэл массаа алдаж, зэврэлтээс хамгаалах чадварт шууд нөлөөлдөг болохыг харуулж байна.
Оксидын орцууд
Хайлсан гууль агаарт, ялангуяа гууль хайлах цэгийн ойролцоо агаарт өртөхөд исэлдсэн хальс хурдан үүсдэг.
Хэрэв тослоггүй эсвэл флюсгүй бол эдгээр исэлүүд нь хавханд орж, шаарны хольц эсвэл сүвэрхэгжилт үүсгэдэг.
Цутгамал цутгахад гуулин хайлшийн суналтын бат бэхийг 15% хүртэл бууруулахын тулд исэлдсэн бохирдлыг хэмжсэн.
Хийн сүвэрхэг чанар
Гуулин хайлах цэгийн ойролцоо ууссан чийг эсвэл устөрөгч нь хатуурах үед хийн бөмбөлөг үүсгэж болно.
Сүвэрхэг чанар нь нягтралыг бууруулж, хавхлагын их бие эсвэл гидравлик холбох хэрэгсэл гэх мэт битүүмжлэлийн хэрэглээнд сөргөөр нөлөөлж болзошгүй.
Аж үйлдвэрийн практикт хийгүйжүүлэх эмчилгээ нь нүх сүвийн согогийг 40%-иас дээш бууруулж чаддаг.
Зохиолын хувилбарууд
Гуулин хайлах цэгийн интервалд (солидус ~900 °C-аас шингэндус ~940 °C хүртэл) муу холих эсвэл жигд бус халаах нь ялгарал үүсгэж болзошгүй.
Энэ нь жигд бус бичил бүтэц үүсгэдэг бөгөөд эцсийн эд ангиудад ±15 HB хатуулгийн орон нутгийн хэлбэлзлийг бий болгодог.
Ийм хэлбэлзэл нь механик ачааллын дор урьдчилан таамаглах боломжгүй элэгдэл, эвдрэлд хүргэдэг.
Нэг хавхлагын их биеийг цутгах төсөлд даралтын туршилтын явцад гарсан алдаа нь далд сүвэрхэг чанараас үүдэлтэй болохыг тогтоожээ. Шинжилгээний дараах үр дүнд хангалттай хийгүйжүүлэлт хийгүйгээр аюулгүй хайлах цэгийн хязгаараас дээш хэт халсан болохыг харуулсан. Хайлалтын дадлыг засах - 910-930 °C дотор температурыг хянах, аргон хийгүйжүүлэлтийг ашиглах - нь согогийн түвшинг 70%-иар бууруулсан.
Байгаль орчин болон хууль тогтоомжийн хэрэгжилтийг анхаарч үзэх шаардлагатай зүйлс
Гуулин хайлуулах нь хүрээлэн буй орчин болон зохицуулалтын хүчин зүйлүүдэд анхаарал хандуулахыг шаарддаг. Зөв яндангийн систем нь цайрын утааг хянадаг бол дахин боловсруулалт нь эрчим хүчний хэрэглээг бууруулдаг. RoHS болон REACH стандартыг дагаж мөрдөх нь хайлшийг дэлхийн стандартад нийцүүлж, зах зээлд нэвтрэх боломжийг олгодог тул хариуцлагатай үйл ажиллагааг зайлшгүй шаардлагатай болгодог.
Утаа ба ялгаруулалт
Гуулийг 900-940°C хайлах хязгаарт халаахад цайр 907°C орчимд ууршиж эхэлдэг бөгөөд цайрын ислийн уур үүсгэдэг.
Эдгээр утаа нь амьсгалахад хортой бөгөөд металлын утааны халууралт үүсгэж болзошгүй бөгөөд энэ нь цутгах үйлдвэрийн ажилчдад бүртгэгдсэн цочмог амьсгалын замын өвчин юм.
Аж үйлдвэрийн судалгаагаар агааржуулалт муутай цехүүдэд агаарт агуулагдах цайрын агууламж 5 мг/м³-ээс хэтэрч, OSHA-ийн зөвшөөрөгдөх өртөлтийн хязгаар (PEL)-аас (8 цагийн TWA) давж гардаг болохыг харуулж байна.
Эрсдэлийг бууруулахын тулд орон нутгийн яндангийн агааржуулалтын систем (LEV) болон HEPA шүүлтүүрийг ашиглахыг зөвлөж байна, ингэснээр утааны түвшинг 95% хүртэл бууруулна.
Дахин боловсруулалт ба эрчим хүчний хэрэглээ
Гууль нь хамгийн дахин боловсруулах боломжтой хайлшуудын нэг бөгөөд дэлхийн хэмжээнд үйлдвэрлэлийн салбарт дахин боловсруулах түвшин 80-90% байдаг гэж тооцоолж байна.
Гуулин хаягдлыг дахин боловсруулахад цэвэр зэс, цайрын хүдрээс шинэ гууль үйлдвэрлэхэд шаардагдах эрчим хүчний ердөө 20-25% шаардлагатай.
Хяналттай дахин хайлуулах нь зардлыг хэмнээд зогсохгүй анхдагч үйлдвэрлэлтэй харьцуулахад CO₂ ялгарлыг ойролцоогоор 60% -иар бууруулдаг.
Жишээлбэл, 1 тонн гуулин хаягдлыг дахин боловсруулахад бараг 3,500 кВт.ц эрчим хүч хэмнэж, хүлэмжийн хийн ялгарлыг 1.5 тонн CO₂ эквивалентээр бууруулж чадна.
Дүрэм
Европын Холбооны RoHS-ийн удирдамж (2011/65/EU) болон REACH журам (EC 1907/2006) нь гуулин хайлш дахь хар тугалганы агууламж зэрэг аюултай бодисуудад хатуу хязгаарлалт тавьдаг.
Олон хэрэглээний хувьд хар тугалганы агууламж жингийн 0.1%-иас хэтрэхгүй байх ёстой боловч хар тугалга нь гүйцэтгэлийг сайжруулдаг боловсруулалтын зэрэгт зарим үл хамаарах зүйлс байдаг.
Европын Холбоо, Хойд Америк, Япон зэрэг зохицуулалтын аудитыг хатуу чанд мөрддөг бүс нутгуудад дүрэм журмыг дагаж мөрдөөгүй тохиолдолд зах зээлд нэвтрэх боломжийг хааж болзошгүй.
Үйлдвэрлэгчид байгаль орчны стандартыг хангахын зэрэгцээ боловсруулах чадварыг хадгалахын тулд EcoBrass (C69300) зэрэг бага хар тугалгатай (<0.09% Pb) эсвэл хар тугалгагүй гууль хэрэглэх нь нэмэгдэж байна.
ТАХ
Гуулин хайлуулахад ямар асуудал гардаг вэ?
Хамгийн том бэрхшээл бол цайрын ууршилт бөгөөд 907 °C орчимд эхэлдэг. Энэ нь зөвхөн хортой цайрын ислийн утаа үүсгэхээс гадна хайлшийн харьцааг өөрчилж, бат бэх, уян хатан чанар, зэврэлтээс хамгаалах чадварыг бууруулдаг. Буруу хяналт нь цутгамал дахь сүвэрхэг чанар, шаарны хольц, жигд бус бичил бүтцийг үүсгэж болзошгүй.
Гууль хайлуулахад хэр хэцүү вэ?
Гуулин хайлахад харьцангуй хялбар байдаг. Түүний хайлах цэг (900–940 °C) нь зэс (1085 °C) болон ган (>1370 °C)-аас хамаагүй бага байдаг. Аж үйлдвэрийн индукцийн эсвэл хийн зуух нь энэ хязгаарт хурдан хүрч чаддаг. Тийм ч учраас гуулиныг цутгах болон нарийн цутгахад илүүд үздэг.
Шингэн гууль ямар температурт хатуурах вэ?
Шингэн гууль нь найрлагаасаа хамааран 880–930 °C орчимд хатуурч эхэлдэг. Жишээлбэл, α-гууль (бага цайр) 930 °C орчимд хатуурдаг бол β-гууль (өндөр цайр) 880 °C орчимд хатуурдаг. Яг хөлдөх цэгийн хязгаар нь хяналттай цутгалтыг баталгаажуулдаг.
Яагаад ийм олон төрлийн гуулин байдаг вэ?
Гууль нь олон төрөлд байдаг, учир нь Cu/Zn харьцааг (55–95% Cu, 5–45% Zn) тохируулах болон элементүүдийг (Pb, Sn, Al, Ni) нэмэх нь шинж чанарыг өөрчилдөг. Жишээлбэл, C260 Cartridge Brass нь бүрхүүлийн хувьд ~900–940 °C-д хайлдаг бол C360 чөлөөтэй зүсдэг гууль нь ~875–900 °C-д маш сайн боловсруулалттай хайлдаг.
Гууль хэврэг материал мөн үү?
Гууль нь ерөнхийдөө уян хатан бөгөөд боловсруулах боломжтой боловч хэврэг чанар нь найрлагаас хамаардаг. Өндөр цайрын β-гууль (>45% Zn) нь илүү бат бөх боловч илүү хэврэг байдаг, ялангуяа 850–920 °C хайлах хязгаарт. Бага цайрын α-гууль нь бат бөх, хэлбэржих чадвартай хэвээр байгаа тул холбогч болон гоёл чимэглэлийн зориулалтаар ашиглахад тохиромжтой.
Дүгнэлт
Гууль нь найрлага болон нөхцөл байдлаас хамааран 900–940°C-д хайлдаг. Эдгээр хүчин зүйлсийг ойлгох нь цутгах, боловсруулах ажлыг оновчтой болгох, сантехник, электроник болон гоёл чимэглэлийн эд ангиудын найдвартай ажиллагааг хангахад тусалдаг. Гуулины хайлах температурын талаар танд өөр ямар бодол байна вэ? Санаа бодлоо хуваалцахыг бидэнтэй мессежээр хуваалцаарай.
