Возможности и вызовы для латунных слитков и катанки в индустрии сантехники

22 апреля на форуме по развитию отрасли обработки медных труб и слитков, который прошёл в рамках 20-й конференции и выставки медной промышленности CCIE 2025 SMM, организованной компаниями SMM Information & Technology Co., Ltd., SMM Metal Trading Center и Shandong Aisi Information Technology Co., Ltd., при поддержке основных спонсоров — Jiangxi Copper Corporation и Yingtan Land Port Holdings Co., Ltd., специального соорганизатора — Shandong Humon Smelting Co., Ltd., а также соорганизаторов — Xinhuang Group и Zhongtiaoshan Nonferrous Metals Group Co., Ltd., Лао Сицай, генеральный директор Guangdong Weiqiang Copper Technology Co., Ltd., поделился своими взглядами на влияние металлургического качества латунных слитков и латунных катанок на микроструктуру и свойства сантехнической продукции.

01 Влияние металлургического качества на микроструктуру

Влияние на микроструктуру

01 Размер и форма зерен

Размер зерен напрямую влияет на прочность и вязкость материала, а форма зерен существенно влияет на ресурс до разрушения материала от усталости. Количество и распределение границ зерен также играют важную роль в свойствах материала.

02 Анализ микроскопических дефектов

Такие дефекты литья, как раковины, пористость и включения, оказывают заметное влияние на механические, технологические и физические свойства материала. Необходим комплексный контроль чистоты сырья, состава сплава, процессов плавки и рафинирования, а также кристаллизации при литье.

03 Анализ однородности микроструктуры

Однородная микроструктура может повысить общую производительность материала, в то время как неоднородность может привести к концентрации напряжений и снижению производительности. Однородность существенно влияет на коррозионную стойкость сантехнической продукции.

Размер и форма зерен

► Влияние размера зерен

Крупные зерна имеют меньшую общую площадь границы зерен, что приводит к снижению связи между зернами, снижению прочности и вязкости, а также снижению коррозионной стойкости и свариваемости. Напротив, относительно мелкие зерна обеспечивают лучшие механические, физические и технологические свойства.

► Влияние формы зерен

Равноосные зерна, образованные во время литья, обладают хорошей изотропией и подходят для деформационной обработки. Рост колоннарных зерен необходимо подавлять путем добавления инокулянтов.

Колоннозернистая структура: зерна расположены в определенных направлениях, что обеспечивает хорошую осевую прочность, но снижает поперечную пластичность и усталостную стойкость, а также повышает вероятность образования таких дефектов, как раковины и трещины.

Размер и форма зерен напрямую определяют механические свойства, технологичность и стойкость материалов к воздействию окружающей среды, влияя на движение дислокаций, характеристики границ зерен и однородность микроструктуры. Управление структурой зерен можно достичь путем совместной оптимизации конструкции состава (например, микролегирование) и технологического контроля (например, быстрое затвердевание, скорость холодной обработки и режимы термической обработки), тем самым повышая металлургическое качество.

Фазовый состав и распределение

Микроструктурные характеристики α+β фазы: α+β фаза обладает хорошими комплексными свойствами; α фаза с кубической гранецентрированной решеткой обеспечивает отличную пластичность и подходит для холодной обработки; β фаза с кубической объемноцентрированной решеткой имеет высокую твердость, но низкую пластичность и подходит для горячей обработки.

Микроструктурные характеристики Pb фазы: Pb фаза распределяется в виде мелких частиц на границах зерен или фаз, выступая в качестве разрывателя стружки и самосмазывающего вещества во время механической обработки, уменьшая износ инструмента, улучшая качество поверхности и повышая эффективность обработки.

Влияние распределения границ фаз: равномерный фазовый состав и распределение значительно влияют на механические, технологические и свойства поверхностной обработки материалов. Сегрегация β фазы и Pb фазы может привести к локальной концентрации напряжений, значительно снижая прочность, коррозионную стойкость и усталостную стойкость. Это также может привести к нестабильному сцеплению с покрытиями, влияя на эстетику и долгосрочную коррозионную стойкость.

02 Влияние металлургического качества на физические свойства

Влияние латунных слитков и латунных стержней на свойства сантехнических изделий

► Влияние на микроструктуру латунных изделий

Плотность и однородность микроструктуры: во время затвердевания расплавленного металла при высокой температуре происходит объемное усадка. Если ее не своевременно восполнить, в месте последнего затвердевания могут образоваться раковины (пористость). Неоднородное затвердевание приводит к образованию грубых колоннообразных и дендритных зерен, часто сопровождающихся пористостью, газовыми полостями и включениями между зернами, что влияет на кузнечно-штамповочные и технологические свойства материала.

► Влияние на свойства сантехнических изделий

Прочность и вязкость: Высококачественная латунь обеспечивает лучшие механические свойства. Коррозионная стойкость: Латунь с хорошим металлургическим качеством обладает превосходной коррозионной стойкостью. Обрабатываемость: Хорошие латунные материалы обеспечивают высокую эффективность обработки, снижая производственные затраты.

► Влияние на долговечность сантехнических изделий

Износостойкость: Высококачественная латунь обладает лучшей износостойкостью, повышая долговечность изделия. Устойчивость к усталости: Хорошие латунные материалы лучше выдерживают повторяющиеся нагрузки. Свариваемость: Свариваемость латуни влияет на долговечность изделия.

► Изменения в обрабатываемости

1. Свойства поверхностной обработки (электроплакирование и коррозионная стойкость)

Отличная медная основа обеспечивает хорошую полировку, отсутствие примесей и пористости, а также идеальное сцепление с покрытиями, что приводит к получению эстетически привлекательных и долговечных изделий.

2. Формообразующие свойства (холодная/горячая обработка)

Микроструктура влияет на формообразующие свойства; однородная микроструктура облегчает различные виды деформации при обработке, в то время как неоднородная микроструктура может легко привести к образованию трещин и неточностям в размерах.

3. Оптимизация свариваемости

Методы сварки влияют на свариваемость; оптимизация параметров сварки улучшает свариваемость; подходящие сварочные материалы могут повысить свариваемость.

03 Влияние металлургического качества на микропримеси в сплавах

► Роль микролегирования

04 Возможности и вызовы для латунных слитков и медных слитков в сантехнической отрасли

► Перспективы применения латуни и новых материалов в сантехнических изделиях

Применение латунных слитков в сантехнических изделиях: В 2024 году латунные слитки, благодаря своей превосходной коррозионной стойкости и хорошим свойствам обработки и ковки, имеют широкие перспективы применения в сантехнических изделиях. Их уникальный цвет и текстура после полировки и электроплакирования придают сантехническим изделиям более высокий и элегантный вид, а также они демонстрируют отличные характеристики с точки зрения экологичности и долговечности.

Потенциал медных слитков в сантехнической отрасли: Медные слитки благодаря своим превосходным литейным свойствам и долговечной стабильности после полировки и электроплакирования широко используются в производстве корпусов высококачественной сантехники.С улучшением уровня жизни и сегментацией высококлассного рынка заказного производства области применения медных слитков станут более сосредоточены в среднем и высоком сегментах рынка, что принесет новые возможности для развития индустрии сантехники.

Влияние новых материалов на сантехнические изделия: Появление новых материалов, таких как нержавеющая сталь и цинковые сплавы, окажет трансформационное влияние на стоимость, дизайн, функциональность и производительность сантехнических изделий. Применение этих новых материалов приведет к новому витку перестройки сегментов рынка индустрии сантехники.

05 Требования к качеству латунных материалов в высококлассных сантехнических изделиях

► Специальные требования индустрии сантехники к латунным материалам

1. Контроль газов и неметаллических включений

В процессе плавки могут присутствовать различные металлические соединения, которые нерастворимы в основном металле, будь то из сырья или из инструментов, огнеупорной футеровки печи или флюсов, что приводит к образованию зернистых, чешуйчатых или кусковых включений в материале. Эти включения серьезно влияют на полировку и электроплакирование сантехнических изделий.

Решение Weiqiang: Применение сверххолодных кристаллизаторов и процессов рафинирования с уточнением зерна для обеспечения того, чтобы металлографические зерна литейных слитков были мелкими, однородными и плотными.

2. Контроль вредных примесей

Такие элементы, как S, Sb и Te, являются вредными в процессе плавки. Эти элементы почти нерастворимы в меди и образуют с медью на границах зерен хрупкие соединения с высокой температурой плавления, повышающие хрупкость материала и влияющие на его обрабатываемость. Исходя из европейских и американских норм, касающихся контроля вредных элементов для человеческого организма, необходимо проверять и контролировать эти вредные элементы во время плавки сырья. Решение Weiqiang: Для сырья применяются строгий отбор, процессы удаления примесей и классификации. В процессе плавки используются несколько уникальных процессов выпуска газов, удаления шлака и рафинирования для обеспечения качества.

3. Литейная текучесть

Высококачественные медные слитки обладают отличной литейной текучестью, что особенно важно для производства сантехнических изделий. Хорошая текучесть гарантирует, что медные сплавы могут адекватно течь в пресс-форме, заполняя каждую деталь пресс-формы, тем самым гарантируя форму и точность размеров изделий.

Решение Вэйцяна: В плане литейной ликвидности осуществляется точный контроль над очисткой расплава, улучшением структуры и контролем различных элементов.

► Значение латуни в повышении качества высококачественных сантехнических изделий

• Повышение производительности и надежности изделий

Свинец слегка растворим в меди в твердом состоянии, при этом большая его часть существует в медной массе в виде гранул. Это повышает обрабатываемость и износостойкость. Однако в процессе плавки необходимо контролировать содержание свинца, размер частиц и их распределение для достижения оптимальной обрабатываемости и износостойкости.

Сантехнические изделия предъявляют высокие требования к коррозионной стойкости медных сплавов, таких как стойкость к обеднению цинком и коррозионному растрескиванию под напряжением. Это требует контроля над металлургической микроструктурой и легирования специальными элементами. Получение более равноосных кристаллов и добавление элементов (таких как As, Sn и т.д.) может повысить коррозионную стойкость.

• Повышение качества поверхности латунных сантехнических изделий

Свойства материалов, в свою очередь, влияют на срок службы и применимость изделий, особенно во влажной среде. Требования к конструкции сантехнических изделий тесно связаны со свойствами латунных материалов, влияя на осуществимость и инновационность конструкции изделий. Долговечность и стойкость к окислению гальванических изделий напрямую влияют на репутацию бренда и восприятие клиентов.

• Зеленое, экологичное и устойчивое развитие

Металлургическое качество медных сплавов, особенно контроль содержания вредных элементов, имеет решающее значение для обеспечения здоровья и безопасности сантехнических изделий. Развитые страны и регионы ввели строгие ограничения на содержание свинца в системах питьевой воды для снижения рисков для здоровья человека. Металлургическое качество медных слябов также связано с вопросами охраны окружающей среды. После утилизации латунь, содержащая свинец, может легко выделять свинец в почву и атмосферу, вызывая загрязнение окружающей среды. Поэтому использование медных сплавов с низким содержанием свинца или без свинца имеет большое значение для снижения загрязнения окружающей среды. Разработка экологически чистых медных сплавов снижает использование вредных веществ, делая их более безопасными для окружающей среды и здоровья человека. Использование таких материалов повышает безопасность и конкурентоспособность сантехнических изделий на рынке.Кроме того, он представил высококачественные латунные изделия компании Guangdong Weiqiang Copper Technology Co., Ltd.