鑄造用純銅及銅合金的熔煉工藝

1、鑄造用純銅及銅合金的熔煉工藝鑄造用純銅及銅合金的熔煉工藝文摘 詳細介紹了鑄造用純銅、 青銅、黃銅等主要銅合金的熔煉工藝， 并提出了實際生產(chǎn)中應注意的問題，供同行參考。鑄造用純銅和銅合金是重要的有色金屬，在實際生產(chǎn)中應用廣泛。 常用的銅合金根據(jù)成分不同主要分為兩類，即鑄造黃銅和鑄造青銅。 無論是砂型鑄造還是熔模鑄造， 熔煉都是鑄造生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 各種 銅合金的熔煉有相似之處，也有不同之處。在多年的生產(chǎn)實踐中，我 們總結(jié)了純銅和銅合金， 主要是青銅和黃銅的冶煉工藝經(jīng)驗， 供相關(guān) 人員參考。一、純銅冶煉冶煉設備用于中頻感應爐、熱電偶、鋼包和石墨桔災害等。 (1)將柑 橘災害預熱至暗紅色， 在災害底

2、部加入一層厚度約 30-50 毫米的干木 炭或覆蓋劑 (60%硼砂和 137%碎玻璃 ),依次加入剩余的碎料、廢料和 棒料，最后加入純銅(2) 中加入的合金元素可在爐臺上預熱，嚴禁向液態(tài)金屬中加入冷 料。在整個熔化過程中，應頻繁移動爐料以防止橋接。(3) 合金完全熔化后，當溫度達到 1200-1220時，加入占合金液重 量 0.3-0.4% 的磷銅進行脫氧，磷與氧化亞銅發(fā)生后續(xù)反應產(chǎn)生的 P2O5 氣體從合金中逸出，磷酸銅會浮在液面上，通過去渣去除，達 到脫氧的目的此外，脫氧過程中需要連續(xù)攪拌。最后，爐渣被剝離并 從熔爐中排出。合金液的澆注溫度一般為 1100-1200以鋅為主要合 金元素的黃

3、銅銅基合金的熔煉是黃銅，它分為普通黃銅和特種黃銅兩種類型普通 黃銅是由銅和鋅組成的二元合金， 主要用于壓力加工。 在普通黃銅的 基礎(chǔ)上加入其他合金元素，如硅、鋁、錳、鉛、鐵和鎳，就成了特殊 的黃銅。鑄造黃銅主要是特殊的黃銅。 1、合金成分和金屬配料要求為銅合金化學成分，由于主要成分變化范圍大，所以在配料計算過 程中，應根據(jù)其性能要求，選擇合適的配料合金的化學成分應符合 GB1176-1987。幾種常用的黃銅熔煉配料的化學成分應符合表 1，爐 料應干燥干凈。應進行噴砂處理，以清除任何污垢和鐵銹。2，負擔比 根據(jù)一般的配料慣例，新的配料組成應占配料總重量的 30%以上， 而返料負擔應在 70%以下

4、。然而，在實際生產(chǎn)中， 我們認為銅合金有 更多的回報， 當回報的質(zhì)量分數(shù)大于或等于回報比例的 90%時，熔煉 質(zhì)量仍然很好。 化學光譜分析證明鑄件成分合格， 但當有更多的返回 時，應考慮合金中的雜質(zhì)是否超標。3、熔煉前的準備 (1)金屬爐料的準備(1) 返回爐料是同一牌號的廢鑄件、鑄件和重熔錠，需要有明確的化 學成分在進入熔爐之前，吹砂清除表面污垢。預熱后，第一批冷爐可 隨爐預熱熔化。純銅在裝料前用沙子吹去污垢， 并在 500-550預熱除去水分。 第 一批冷爐可以用熔爐預熱熔化 (3)純金屬元素可在爐前預熱金屬裝料 的最大體積不得超過坩堝直徑的 1/3，長度不得超過坩堝深度的 4/5。(2)

5、 坩堝和熔化設備及工具的制備坩堝在使用前應無裂紋和其他影響安全的損傷。新坩堝應在低溫 下緩慢加熱，以防止出現(xiàn)裂縫。應清除舊坩堝內(nèi)表面的爐渣。當使 用新的石墨坩堝和改變?nèi)刍辖鸬念愋蜁r， 坩堝應在熔化前用同一品 牌的一系列合金進行熔化和清洗。由耐火材料和石墨制成的攪拌棒必須徹底清除殘留的涂層和鐵 銹，涂上一層耐火材料或涂漆并干燥，以備后用(4)鋼錠模在使用前必須徹底清洗干凈，涂膜后預熱到 100-150備用。 4.覆蓋劑和焊劑 的制備(1) 木炭應包裝在密封的烘箱中，并在不低于 800的溫度下烘烤 4 小時，以防備用時吸濕(2) 覆蓋劑由 63%硼砂 +37%碎玻璃組成，干燥木炭也可用作覆蓋劑，

6、 但需要干燥并除去其中的雜質(zhì)。5，合金熔煉工藝(1) 將坩堝預熱至深紅色，并在其底部加入 20-40厚的木炭 (2)加入純 銅并迅速升溫熔化后，按高熔點和低熔點(如有 )的順序加入中間合金，然后再加入爐料，同時加入木炭，以保證合金液面不暴露在空氣 中。熔煉黃銅(3) 一般需要脫氧。當銅完全熔化時，當溫度達到 1150-1200時， 加入占銅液重量 0.04-0.06%的磷銅通過脫氧和非脫氧工藝的比較， 脫 氧鑄件的表面質(zhì)量優(yōu)于非脫氧鑄件。 根據(jù)各合金品牌的成分要求， 分 別加入(4) 合金元素 :在 1100-1120下加入人鋁銅中間合金；分批加入純鋅 和純鋁，在 1100-1150下攪拌，不

7、通電熔化硅黃銅時，應先加入硅， 然后加入鋅。熔化鉛黃銅時，應在添加鉛之前添加鋅。鋅的添加溫度 應加以控制。如果加鋅后溫度下降，電力可以輸送到中間。當合金液 溫度高于 1200時，不允許添加鋅。(5) 出爐去渣，將合金液調(diào)至工藝要求的溫度，然后出爐快速澆注合 金液的澆注溫度是影響鑄件性能的一個重要因素。 普通銅合金液的出 鋼溫度見表。當(6) 熔化兩種不同等級的合金且其化學成分受到影響時，應在中間清 洗熔爐。例如， 熔化鋁青銅的坩堝和工具用于熔化錫青銅，而坩堝和工具將包含鋁元素。盡管鋁是鋁青銅中的合格成分，但它是錫青銅 中最有害的元素。將普通銅合金脫氧后，可獲得合格的鑄件。然而，對于鋁青銅、鋁黃

8、 銅、硅青銅等。易氧化生成高熔點氧 Al2O3 和二氧化硅，使鑄件形 成夾渣，需要精煉后才能去除。常用的精煉劑有 :60%氯化鈉 10 40% 冰晶石或 20%冰晶石 10 20%螢石 10 60%氟化鈉(質(zhì)量分數(shù) )三、青銅 冶煉鑄造青銅按成分可分為錫青銅和無錫青銅錫青銅是以錫為主要合金 元素的銅基合金，具有良好的耐磨性、耐腐蝕性、強度和塑性。無錫 青銅包括鋁青銅、鉛青銅、硅青銅等。 ，包含不同的主要元素。例如， 鋁青銅是以鋁為主要合金元素的銅基合金 1、合金成分及金屬爐料要幾種常用青銅合金熔煉成分按表+1992，收費比例新收費成分占收費總重量的 30%以上，返回收費占 70%以下 3.熔煉

9、 前準備青銅熔煉前準備與黃銅熔煉前準備相同木炭應放在密封的烤箱中， 在不低于 800的溫度下烘烤 4 小時，以防止在準備使用時吸收水分。 草木灰應磨成粉末，除去水分，徹底干燥，準備使用時應注意防潮。 要求覆蓋劑干燥并清除雜物。為合金熔煉工藝，因為鑄造青銅的種類很多，下面只討論幾種典型的銅合金，其他同類銅合金也可參考。 4.熔煉工藝 (1)先將坩堝預熱至深紅色，底部加入 20-40厚木炭 (2)加入純銅，快 速升溫熔化，然后加入爐料，同時加入木炭，保證合金液面不暴露在 空氣中(3) 返回料熔化后，加入磷銅 (一般加入料重的 0.5%，可加入所有用 于熔化磷錫青銅的磷銅 )(4) 按配料順序加入人

10、鋅、錫和鉛。前一爐料完全熔化后，加入下一 爐料，繼續(xù)攪拌合金液 (5)調(diào)整合金液溫度至 1100-1150(6)出爐造渣，加入磷銅 (一般為爐料重量的 0.1 %)(7) 脫氧，攪拌均勻，在合金液表面撒一層草灰，調(diào)整合金液至所需 的工藝溫度 (一般為 1130-1180 ),然后出爐快速澆注 5.這兩種合金 不能用熔化過其他品牌合金的坩堝來熔化 (2)將坩堝預熱至深紅色， 并加入制備的助熔劑成分 :20%冰晶石、 10%氟化鈣、 10%氟化鈉 (3)同時加入預熱至 200左右的低碳鋼板和返料， 熔化后攪拌合金， 升溫至 1150-1180(4) 用占人體合金重量 0.3%的磷銅脫氧，并加入熔劑

11、(5) 預熱至 200的純鋁和純錳按 (成分組成 )分批加入。對于加入的每 一批，用攪拌棒壓入混合物以實現(xiàn)快速熔化， 并連續(xù)攪拌各組分至均 勻。最后，將合金溶液的溫度調(diào)節(jié)至 1120-1220(6) 用草灰覆蓋并搗實，根據(jù)工藝要求調(diào)整合金溫度(一般為 1160-1200)，然后快速出爐澆注。四、安全事項安全生產(chǎn)是鑄造行業(yè)的基本要求，純銅和銅合金冶煉必須做到以下 幾點:(1)操作人員應穿戴好防護用品，保持工作場所整潔，無積水和雜物(2) 開工前，檢查所用設備是否完好。任何不安全因素應及時消除 (3) 只有在仔細檢查并確認爐料中沒有爆炸和危險物質(zhì)后，才能進行預 熱。 (4)熔煉鑄造工具，如攪拌棒、

12、鐵勺、除渣工具等。 ，未經(jīng)預熱不 得與合金液體接觸。(5) 澆注過程中剩余的合金液應倒入預熱的錠模中，不得直接倒在地 上或倒回爐內(nèi)。5。熔化應注意的幾個問題 (1) 熔化時間的控制從加料開始到熔化結(jié)束的時間稱為熔化熔化時間。熔化時間的長短不僅會影響生產(chǎn)率，還會顯著影響鑄件 的質(zhì)量隨著熔化時間的延長， 合金元素的熔化損失將增加， 吸氣的機 會將增加。因此，熔化工作應該在最短的時間內(nèi)完成。如果允許，應 盡可能提高爐料的預熱溫度。操作應該緊湊，動作應該迅速。(2)熔煉用攪拌棒銅合金中的某些元素，如鐵和鉛，在熔煉時以機械 混合物的形式存在， 有些元素由于密度不同， 有密度偏析和分層的趨 勢。實踐證明， 這些元素在冶煉和澆注過程中容易造成化學成分和力 學性能不合格。為了克服這種現(xiàn)象，必須使用攪拌，這是熔化和澆注 中不可缺少的一個環(huán)節(jié)。然而，在溫度測量和冷卻期間，通常不需要 攪拌，并且石墨通常適合于攪拌材料的材料組成， 因為如果使用其他 攪拌材料如鐵棒， 在攪拌期間鐵棒的熔化將影響合金的化學組成。 同 時，如果爐內(nèi)鐵棒的預熱溫度較高或攪拌時間較長， 鐵棒上的氧化物 會進入合金液中成為雜質(zhì)。 如果鐵棒的預熱溫度較低， 合金將在攪拌 過程中粘附在鐵棒上，這可以在生產(chǎn)中觀察到。(3) 熔