第五章-典型合金的熔煉工藝-5.3-2015修訂

1§5.3銅合金熔煉工藝§5.3.1概述銅合金的熔煉是獲得優(yōu)質(zhì)鑄件的關(guān)鍵之一。銅合金鑄件的常見缺陷，如力學(xué)性能不合格、氣孔、氧化夾渣、偏析等主要原因之一是熔煉工藝控制不當(dāng)。對(duì)銅合金液質(zhì)量的要求包括以下幾個(gè)方面：(1)嚴(yán)格控制化學(xué)成分。在配料時(shí)要注意合金的成分波動(dòng)范圍和元素?zé)龘p情況。(2)銅合金液純凈。在熔煉過程中要防止合金吸氣和氧化，必須對(duì)爐料和工具進(jìn)行預(yù)熱和烘干，坩堝在使用前必須預(yù)熱至暗紅色(600℃以上)。23(3)嚴(yán)格控制熔煉和澆注溫度。熔煉溫度過高，容易造成合金吸氣，同時(shí)氧化夾渣也會(huì)增加，鋁青銅尤為明顯。(4)防止合金元素偏析。由于各種元素的密度和熔點(diǎn)相差較大，合金的結(jié)晶特性也有差異，容易造成比重偏析和逆偏析，因此，必須采取工藝措施，防止偏析。要獲得合格的銅合金液，必須控制好熔煉過程各個(gè)環(huán)節(jié)：如爐料準(zhǔn)備，加料次序，防止吸收氣體，采用有效的熔劑，脫氧，精煉，嚴(yán)格控制熔煉溫度及澆注溫度，調(diào)整化學(xué)成分等。4銅合金在熔煉時(shí)，尤其是在過熱時(shí)將伴隨著嚴(yán)重的氧化和吸氣現(xiàn)象。銅合金的氧化物(如Cu2O)能溶解在銅液中，為了使銅液中的Cu2O還原，必須加入適量的脫氧劑進(jìn)行脫氧才能將氧除去。銅合金液的吸氣能力很強(qiáng)，水蒸氣和氧是造成銅合金中氣孔的主要原因，熔煉時(shí)除去氣體的過程，叫做"除氣"。清除銅合金液中不溶性氧化夾雜物的過程，叫做"精煉"。銅合金熔煉時(shí)，必須嚴(yán)格控制熔煉溫度，貫徹"快速熔煉"的原則。5銅合金熔煉工藝比較復(fù)雜，各類銅合金熔煉工藝區(qū)別也較大，因此熔煉時(shí)要注意加料次序，原材料和回爐料都要嚴(yán)格分類管理，特別是回爐料要嚴(yán)防因混料而造成化學(xué)成分不合格。銅合金熔煉的一般工藝過程是:熔化前的爐料準(zhǔn)備、坩堝預(yù)熱、投料熔化、脫氧、精煉、除氣、調(diào)整化學(xué)成分和溫度、扒渣、澆注。對(duì)每種銅合金并不完全相同，如錫青銅一般不加熔劑精煉，而黃銅則一般不進(jìn)行脫氧。§5.3.2銅合金的氧化與脫氧銅合金熔煉時(shí)之所以需要脫氧，是由銅合金熔煉時(shí)的氧化特性所決定的?！?.3.2.1銅合金的氧化性銅合金熔化后，在高溫下容易被爐氣中的氧所氧化，在液面上發(fā)生下列氧化反應(yīng):4Cu+O2=2Cu2O(5.3.1)67溫度高于Cu2O的熔點(diǎn)時(shí)，呈液態(tài)，對(duì)銅液失去保護(hù)作用。Cu2O有兩個(gè)特點(diǎn)：(1)氧化亞銅能溶解于銅液中。氧化亞銅在銅液表面生成后，能不斷地溶解于銅液中。

對(duì)純銅及錫青銅、鉛青銅等具有很大的危害，比其他氧化物對(duì)力學(xué)性能的破壞作用更大。Cu2O以低熔點(diǎn)的共晶體分布在晶界處，使純銅產(chǎn)生“熱脆性”。如果合金中含有氫，則產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng):Cu2O+H2=2Cu+H2O

(5.3.2)在凝固過程中水蒸氣導(dǎo)致組織疏松、大量氣孔；導(dǎo)致晶粒間大量顯微裂紋使純銅變得很脆。這種由于Cu2O的存在并與氫反應(yīng)而引起純銅嚴(yán)重脆化的現(xiàn)象，稱為"氫脆"。8（2）氧化銅具有很高的分解壓力。不同金屬的氧化物分解壓力相差較大，其中氧化亞銅的分解壓力較高，比Al、Mg、Si、Mn等元素的氧化物分解壓力高很多。

如果在除去Cu2O之前加入合金元素，Cu2O能很快地將銅合金液中的合金元素氧化，而本身被還原，如:3Cu2O+2Al=Al2O3+6Cu(5.3.3)3Cu2O+Si=SiO2+4Cu(5.3.4)生成的氧化物彌散懸浮在銅液中，危害性較大。

根據(jù)氧化亞銅的上述兩個(gè)特點(diǎn)，在銅合金熔煉時(shí)必須進(jìn)行"脫氧"處理，也就是使銅合金液中的Cu2O還原。

(1)脫氧基本原理及脫氧劑的選用

①脫氧的基本原理。加入與氧親和力比銅更大的元素，將氧化亞銅中的銅還原出來，脫氧產(chǎn)物上浮至液面而除掉。②脫氧劑的選用:a.脫氧劑的氧化物分解壓力應(yīng)小于氧化亞銅。b.加入的脫氧劑，應(yīng)對(duì)銅合金性能無害。c.脫氧劑的反應(yīng)產(chǎn)物應(yīng)不溶解于合金液，易于凝聚、上浮而被除去。d.脫氧劑價(jià)格便宜，來源廣。9§5.3.2.2銅合金的脫氧10③脫氧方法。銅合金脫氧方法有三種：a.沉淀脫氧。脫氧劑能溶解于銅合金液中，使脫氧反應(yīng)在整個(gè)熔池內(nèi)進(jìn)行，脫氧速度快，脫氧徹底。如用磷脫氧。b.擴(kuò)散脫氧。脫氧劑不溶解于銅合金液中，脫氧反應(yīng)僅在銅合金液界面上進(jìn)行。脫氧作用緩慢，時(shí)間較長(zhǎng)，但對(duì)成分無影響。如碳化鈣、硼化鎂、硼渣。c.沸騰脫氧（青木脫氧）。將樹干插入銅液，燃燒不完全，產(chǎn)生CO及碳?xì)浠衔锷细∫疸~液翻騰。Cu2O被清除，反應(yīng)產(chǎn)物CO2呈氣泡上浮，起精煉作用。H2O和CO2一樣不溶于銅中，如不能從銅液中上浮排去，將帶來不利影響。純銅能溶解氫，熔煉時(shí)應(yīng)控制爐氣成分，避免吸氫。11(2)磷脫氧的原理及工藝①磷脫氧原理。以磷銅中間合金形式加入，工業(yè)用磷銅一般含磷量為8%~14%。其脫氧反應(yīng)如下:磷與銅液中Cu2O作用:2P+5Cu2O=P2O5↑+10Cu(5.3.11)部分P2O5氣泡在上升過程中繼續(xù)與銅液的Cu2O反應(yīng):Cu2O+P2O5=2CuPO3(5.3.12)當(dāng)Cu2O含量較高時(shí)，磷也可能直接與Cu2O作用:6Cu2O+2P=2CuPO3+10Cu(5.3.13)CuPO3熔點(diǎn)低，密度小，呈球狀液體，很容易聚集和上浮。以上反應(yīng)實(shí)際上是同時(shí)存在的。12②磷銅脫氧工藝。由于磷的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)低，須以磷銅中間合金的形式加入。磷銅脫氧效果好，價(jià)格低廉，適用于各類銅合金。a.磷加入量的確定。用磷銅脫氧，其加入量主要取決于銅合金液中總的含氧量、磷銅中磷的含量，同時(shí)與銅合金液溫度及操作工藝也有直接關(guān)系。

一般為銅合金液總量的0.03%~0.06%。如磷的加入量過多，則銅合金液中殘余含磷量過高，磷與鑄型中的水蒸氣起反應(yīng):2P+5H2O=P2O5+5H2(5.3.14)生成的氫氣，進(jìn)入鑄件中，形成皮下氣孔，這種現(xiàn)象稱為"鑄型反應(yīng)"。13b.磷銅加入工藝。含磷8%~14%的磷銅合金，其組織由Cu3P與(α+Cu3P)共晶體組成，Cu3P硬而脆，故磷銅呈脆性。熔煉銅合金時(shí)，磷銅常分兩次加入。第一次是純銅熔化后，銅液溫度達(dá)1150~1200℃時(shí)，加入磷銅總量的2/3，把純銅中的Cu2O還原，然后再加其他合金元素(如Al，Si，Mn等)，避免這些元素被純銅中Cu2O氧化。第二次是在澆注前加入剩余的1/3磷銅，起輔助脫氧和精煉的作用。一方面能輔助脫氧，但主要是提高合金流動(dòng)性，降低合金液黏度，從而使P2O5

、CuPO3

等脫氧產(chǎn)物能充分上浮至液面而被排除。除普通黃銅及鋁青銅外，一般銅合金熔煉都需要加磷脫氧。普通黃銅中含鋅量高，鋁青銅中含有鋁，鋅和鋁本身就是銅液的優(yōu)良脫氧劑，因此不需要加磷脫氧。熔煉銅合金時(shí)，爐氣中的氣體有:H2、O2、N2、H2O、CO、CO2、SO2等，其中O2、H2O能使銅氧化，H2、O2、SO2等能溶入銅液中?！?.3.3.1氣體在銅液中的溶解特性熔煉銅合金時(shí)，爐氣中各個(gè)組分與銅液之間的作用見表5.3.1。

(1)氫。氫在銅液中的溶解度很大，且隨溫度的升高急劇升高。冷卻時(shí)溶解度下降，氫呈氣泡形式析出，凝固后在鑄件中形成氣孔。14§5.3.3銅合金的吸氣及除氣精煉氣體氣體與銅液之間的作用N2對(duì)銅液呈中性，不溶于銅液中H2原子態(tài)[H]大量溶于銅液中，有害O2與銅液之間產(chǎn)生反應(yīng)：4Cu+O2=2CuO；Cu2O溶于銅液中，使合金發(fā)脆CO與銅液中的Cu，O產(chǎn)生反應(yīng)：Cu2O+CO=CO2+Cu；CO不溶于銅液中，有脫氧效果。CO2對(duì)銅液呈中性，不溶于銅液中SO2與銅液反應(yīng):6Cu+SO2=2Cu2O+Cu2SSO2溶于銅液中，Cu2S進(jìn)入銅液中，有害H2O不溶于銅液中，但在凝固時(shí)因反應(yīng)(15-2)的發(fā)生，在鑄件中形成氣孔表5.3.1爐氣中各組分與銅液的作用15圖5.3.5氫在銅中溶解度與溫度的關(guān)系圖5.3.6合金元素對(duì)銅合金中氫溶解度的影響16溫度/℃=0.1MPa時(shí)氫溶解度/(mL/)溫度/℃=0.1MPa時(shí)氫溶解度/(mL/)4000.061084.52.1(固態(tài))5000.166.0(液態(tài))6000.3011006.37000.4912008.18000.72130010.09001.08140011.810001.58150013.6表5.3.2氫在銅中溶解度與溫度的關(guān)系17(2)水汽。水汽不能直接溶于銅液中，但在高溫條件下，能產(chǎn)生下列反應(yīng):2CuL+H2OG=Cu2O+2[H](5.3.16)(3)CO、CO2。

CO、CO2均不溶于銅液。CO能使Cu2O還原。CO2使銅液中的鋁、硅、錳、鋅氧化，但氧化物能隨CO2氣泡一起上浮而被除去，因此對(duì)銅液質(zhì)量影響不大。(4)SO2。SO2能溶解于銅液中，并與銅產(chǎn)生下列反應(yīng):SO2+6Cu=2Cu2O+Cu2S(5.3.22)

凝固時(shí)Cu2S沿晶界析出，產(chǎn)生熱脆性。如同時(shí)有殘余Cu2O，生成SO2在鑄件中形成氣孔，因此不宜使用含硫量高的燃料。1819§5.3.3.2除氣、精煉原理及方法銅合金除氣主要是除氫。生產(chǎn)中經(jīng)常采用的除氣方法有:氧化法除氣、吹氮除氣、氯化鋅除氣、沸騰除氣等。(1)氧化法除氣

①氧化法除氣的原理。

氧化法除氣就是利用銅合金中氫、氧濃度乘積[O]·[H]2為常數(shù)。銅液中氧的濃度增高，必然導(dǎo)致氫的濃度降低。

圖5.3.7即為一定壓力下，銅液中氫氧平衡關(guān)系圖。圖5.3.7一定壓力下的銅液中氫氧平衡關(guān)系1-1350℃；2-1250℃；3-1150℃2021氧化法除氣就是利用銅合金中氫、氧濃度間互相制約關(guān)系，首先增加銅液中氧含量，以達(dá)到盡可能排除氫，然后再進(jìn)行充分脫氧，脫氧后立即進(jìn)行澆注，達(dá)到既除氫又脫氧的目的。氧化法除氣更適合用在純銅和銅-錫、銅-鉛等合金，如果合金中含有Al、Si、Mn等活潑元素，則在加入這些元素前，先用氧化法除氫，脫氧后再加入合金元素，這樣仍具有良好的脫氧和除氣效果。如果合金液中已加入某些活潑元素，如爐料中有回爐料時(shí)，則采用氧化法只能使合金元素劇烈氧化，氧化夾雜含量增大，不能達(dá)到除氫。22②增加銅液中含氧量的方法a.控制爐氣為氧化性。盡量增加爐氣中氧的濃度，提高氧的分壓力。從而增加銅液中氧的濃度。控制爐氣為氧化性的方法主要是增加鼓風(fēng)量，提高爐氣中剩余氧含量。b.加入氧化性熔劑。由于爐氣成分變化，穩(wěn)定控制很不容易，因此用控制爐氣氣氛除氫也不穩(wěn)定，采用銅液中加入氧化性熔劑的方法，效果比較好。23

常用的熔劑是一些高溫下不穩(wěn)定的高價(jià)氧化物，如錳礦石（MnO2）、高錳酸鉀（KMnO4）、氧化銅（CuO）等。熔劑裝在坩堝底部，與爐料同時(shí)加熱，高溫下這些熔劑分解并析出氧，析出的氧榕解在銅合金液中，而本身變?yōu)榈蛢r(jià)氧化物，其反應(yīng)如下:

反應(yīng)生成的氧化物中，Cu2O可脫氧除去，MnO、K2O因不溶于銅液可造渣除去。此方法比較方便，效果好，特別對(duì)于含氫量較高時(shí)，可采用加熔劑的方法進(jìn)行補(bǔ)救，以達(dá)到徹底除氫的目的。

氧化性熔劑加入量為1%~2%，然后用磷銅脫氧，在氧化性熔劑下熔煉，加磷量為0.15%~0.2%。24(2)吹氮除氣。通過向銅合金液中吹入氮?dú)獬テ渲袣涞姆椒?，稱為吹氮除氣法。氮不溶于銅，在熔煉銅合金的溫度下也不與銅發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。因此當(dāng)大量的氮?dú)馀萃ㄟ^合金液時(shí)，隨著氮?dú)馀莸纳细『腿垡旱臄噭?dòng)，原來溶于熔液中的氫就可能跟著上浮至液面。圖5.3.9吹氮除氣裝置示意圖l氮?dú)馄?2二匯流管;3一壓力表;4-節(jié)流閥;5←干燥器;6一鐵管;7-保護(hù)襯套，8一銅液2526(3)氯鹽和氯化物除氣。

氯鹽和氯化物對(duì)于含鋁的銅合金(如鋁青銅)也同樣具有除氣的作用(與鋁合金中除氣的原理相同)，但由于鋁青銅中含鋁量少，除氣效果不如鋁合金明顯。

生產(chǎn)中經(jīng)常使用的氯化物是氯化鋅(ZnCl2)，其加入量為銅合金液重量的0.1%~0.15%，氯化鋅一般在熔煉后期加入銅液中，既能除氣，又能吸附銅液中懸浮的氧化鋁夾雜，因此具有精煉作用。

在某些工廠中也有使用四氯化碳來除氣的。

27(4)沸騰法除氣。

對(duì)于黃銅(含鋅銅合金)可采用沸騰法除氣，當(dāng)超過鋅的沸點(diǎn)(907℃)后，引起銅合金液激烈沸騰。由于銅合金液沸騰和鋅蒸汽泡逸出的機(jī)械攪動(dòng)作用，使得溶解在銅合金液中的氣體被排除。含鋅量/%3131.732.533.334.235.336.337.4沸騰溫度/℃11801170116011501140113011201110含鋅量/%38.839.24040.741.742.843.845沸騰溫度/℃11101090108010701060105010401030表5.3.3黃銅中含鑄量與沸點(diǎn)的關(guān)系

(5)真空除氣。

在真空條件下，由于銅液表面的氣壓極低，因此原來溶于銅液中的氫等氣體，很容易逸出銅液。28§5.3.4熔煉銅合金使用的熔劑銅合金熔煉時(shí)，所用的熔劑有覆蓋劑和精煉劑兩種。覆蓋劑主要是為了防止銅合金中合金元素的氧化、蒸發(fā)和吸氣。精煉劑主要是為了除去銅合金中各種氧化夾雜。29銅合金常用的覆蓋劑有木炭、玻璃、硼砂、蘇打等。(1)木炭。干燥的木炭是銅合金中應(yīng)用最普遍的一種覆蓋劑。木炭的主要作用是防止氧化，脫氧和保溫。但由于木炭是疏松多孔的物質(zhì)，表面活性很大，對(duì)氣體如氫、水蒸氣真有很強(qiáng)的吸附能力，因此在使用前必須在高溫(1000~1050℃)下焙燒，除去這些氣體。木炭覆蓋在合金液表面后，能立即燃燒生成還原性氣體CO，CO產(chǎn)生在木炭與合金液表面間，成為合金液的保護(hù)氣膜，從而阻止合金液進(jìn)一步氧化。30§5.3.5.1覆蓋劑31同時(shí)覆蓋液面的木炭還能在銅液中Cu2O還原(即擴(kuò)散脫氧)，因而也起到輔助脫氧作用。具有一定厚度的木炭層也能阻止氣體的溶解和減少合金液中熱量的散失，赤熱的木炭層就是優(yōu)良的保溫劑。含鎳銅合金不準(zhǔn)使用木炭作為覆蓋劑。因?yàn)殒噷?duì)CO和氫具有很大的化學(xué)吸附性，含鎳的銅合金采用木炭覆蓋后，氣孔率顯著增加。我國(guó)很多工廠采用廢石墨坩堝碎塊代替木炭作為覆蓋劑，效果很好。石墨碎塊表面活性小、不易吸收水分和氣體，因此不需要熔燒。很多工廠為了防止?jié)沧r(shí)銅液溫度降低，也有用草灰覆蓋在澆包中的銅液表面，草灰保溫性能良好，價(jià)格便宜，來源方便。32(2)玻璃。在不宜用木炭覆蓋的情況下，玻璃覆蓋是比較好的。玻璃是復(fù)合硅酸鹽(Na2O?CaO?6SiO2)，其熔點(diǎn)為900~1200℃，性能穩(wěn)定，與有色金屬不產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，也不易吸收空氣中水分和氣體，這是玻璃覆蓋劑的最大優(yōu)點(diǎn)。常用的二元玻璃覆蓋劑有:①50%碎玻璃+50%蘇打，流動(dòng)性很好的復(fù)合硅酸鹽(CaSiO3?5Na2SiO3)，適用于鋁青銅，含鎳的錫青銅等熔點(diǎn)較高的銅合金。②37%碎玻璃十63%硼砂，熔點(diǎn)較低，兼有覆蓋與精煉作用，適用于硅黃銅。③90%硅酸鈾十10%食鹽(或10%螢石)，在1000~1050℃熔化溫度下碎成小塊，用于黃銅效果較好。銅合金熔煉的精煉劑主要作用是除去銅合金液中不溶性氧化夾雜。銅合金液中最常見的不溶性氧化夾雜有Al2O3、SiO2、SnO2

等，因其分解壓力低，不能用脫氧法使其還原，這些氧化夾雜物熔點(diǎn)高，是固態(tài)小質(zhì)點(diǎn)彌散分布在銅合金液中，由于這些氧化物大多數(shù)呈酸性或中性，因此常用堿性熔劑造渣除去這些雜質(zhì)。§5.3.5.2精煉劑3334精煉原理:在銅合金液中加入堿性熔劑造渣，由于堿性熔劑與酸性氧化物作用后生成低熔點(diǎn)的復(fù)合鹽，這些復(fù)合鹽不僅熔點(diǎn)低，而且密度小，易于聚集和上浮，因此很容易進(jìn)入熔渣中被排除。常用的堿性精煉溶劑有蘇打、冰晶石(Na3AlF6)、碳酸鈣(CaCO3)、螢石及硼砂等。35①可用蘇打、螢石、冰晶石作為精煉熔劑，除去Al2O3氧化夾雜物，其化學(xué)反應(yīng)如下:Al2O3+Na2CO3=Na2Al2O4+CO2↑(5.3.26)Al2O3+CaF2=3CaO+2AlF3↑

(5.3.27)2Al2O3+2Na3AlF6=4AlF3↑+Na2Al2O4+2Na2O(5.3.28)冰晶石不僅能造渣(生成Na2Al2O4)除去Al2O3，而且能吸附和溶解部分Al2O3，因此對(duì)含鋁的銅合金(如鋁青銅)具有良好的精煉作用。鋁青銅常用的精煉劑是:50%蘇打+50%冰晶石;或50%蘇打+50%螢石。36②可用蘇打、硼砂、氧化鈣等作精煉劑，除去SnO2氧化夾雜物，其化學(xué)反應(yīng)如下:SnO2+Na2CO3=Na2SnO3+CO2↑(5.3.29)SnO2+Na2CO3+B2O3=Na2B2O4?Na2SnO3+2CO2↑(5.3.30)SnO2+2CaO+Na2B4O7=2CaB2O4?Na2SnO3(5.3.31)③可用蘇打作精煉劑，除去SiO2氧化夾雜物:SiO2+Na2CO3=Na4SiO4+2CO2↑(5.3.32)生成的Na4SiO4成為熔渣，從而使SiO2得以除去。對(duì)予一般銅合金往往不加熔劑精煉，僅對(duì)于雜質(zhì)(特別是SnO2和Al2O3)含量較大的雜銅?！?.3.6.1熔煉銅合金的一般原則各類銅合金熔煉工藝雖然不同，但應(yīng)遵循以下原則。(1)作好爐料管理。所有金屬爐料必須進(jìn)行表面處理，清除表面油污、砂土、水分及氧化物，爐料要進(jìn)行預(yù)熱，熔劑必須熔燒、預(yù)熔(ZnC12)，坩堝加料前需預(yù)熱至暗紅色(600~700℃)。(2)注意加料順序。加料順序一般先熔化純銅，熔化后用磷銅脫氧，攪拌均勻后，再加入難熔的和不易氧化的金屬如鐵、硅、錳或其中間合金以及回爐料，待這些爐料熔化后再加入鋅、錫、鉛、鋁等低熔點(diǎn)、易氧化和蒸發(fā)的金屬料?！?.3.6銅合金熔煉工藝3738(3)快速熔煉。應(yīng)貫徹“快速熔煉”的原則。銅合金液在爐內(nèi)停留時(shí)間要短，達(dá)到出爐溫度后應(yīng)盡快澆注。(4)防止吸收氣體。在中性或弱氧化性爐氣。用氧化法除氣的合金，控制為氧化性，脫氧及加合金后改為弱氧化性。(5)爐前檢驗(yàn)。銅合金在出爐以前，需要含氣量檢驗(yàn)、彎曲試驗(yàn)和斷口檢查，重要鑄件需進(jìn)行爐前化學(xué)成分分析。(6)嚴(yán)格控制澆洼溫度。保證鑄件質(zhì)量的關(guān)鍵，一般應(yīng)防止銅合金液過熱，澆注前應(yīng)將熔渣扒凈，澆注要快而平穩(wěn)。(7)熔煉不同種類銅合金。使用的坩堝和爐體應(yīng)盡可能分開，或者徹底進(jìn)行洗爐。特別是鋁青銅、鋁黃銅和硅黃銅與錫青銅坩堝要嚴(yán)格分開，不能混用?！?.3.6.2銅合金的爐料準(zhǔn)備及爐料計(jì)算39(1)爐料組成。大量使用的爐料主要是各種新料、中間合金、回爐料。①新料。用不同方法制得的純金屬，其純度不同。

②中間合金。常用的是二元中間合金，三元或多元中間合金很少使用。③回爐料?；貭t料包括:澆冒口、廢鑄件、澆剩的合金。應(yīng)按化學(xué)成分和物理狀態(tài)分類儲(chǔ)存，如能正確地分選歸類。40(2)配料計(jì)算。進(jìn)行配料計(jì)算以前，必須先掌握下列資料:①熔鑄合金的牌號(hào)，以及主要化學(xué)成分范圍和雜質(zhì)限度;②所用新料、舊料以及中間合金等的化學(xué)成分;

③合金熔煉過程中各元素的燒損率;

④每一爐次的投料量?！?.3.6.3各類銅合金的熔煉工藝純銅熔煉工藝。

純銅的熔煉和鑄造過程的控制比銅合金要困難得多：①純銅鑄件要求高的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，因?yàn)槲⒘康碾s質(zhì)就能大大降低銅的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，特別是磷的危害性更大，因此對(duì)雜質(zhì)含量要求很嚴(yán)。因此必須采用與銅合金不同的脫氧方法，如何使純銅徹底脫氧是獲得合格純銅鑄件的關(guān)鍵。②純銅比黃銅、青銅的熔點(diǎn)都高，因此熔煉過程中吸氫嚴(yán)重，銅液中吸收的氫與氧在凝固時(shí)生成水蒸氣，水蒸氣析出導(dǎo)致鑄件組織疏松井產(chǎn)生大量針孔。41目前熔煉純銅普遍采用覆蓋法。純銅在覆蓋劑（干燥的木炭，米糠或麩皮）的嚴(yán)密覆蓋下進(jìn)行熔煉。木炭的主要作用是使銅液隔絕空氣，防止氧化，并起擴(kuò)散脫氧作用。應(yīng)盡量使銅液不氧化或輕微氧化，為此必須使覆蓋劑始終嚴(yán)密覆蓋銅液表面，覆蓋劑必須隨純銅一起加在坩堝底部，使純銅剛一熔化就被嚴(yán)密覆蓋住。覆蓋劑必須絕對(duì)干燥，木炭必須在800oC以上干餾4h，隨干餾隨使用，一般不允許在干燥爐外放置24h以上。42(2)錫青銅熔煉工藝。錫青銅中含有Sn、Pb、P等元素，這些合金元素的熔點(diǎn)都較低，除磷因沸點(diǎn)(280oC)較低，應(yīng)預(yù)先制P-Cu中間合金以外，其余都以純金屬狀態(tài)直接加入熔爐中。熔煉錫鋅鉛青銅一般是純銅熔化以后用磷銅脫氧，再加入其他合金元素，目的是避免合金元素氧化，特別要避免產(chǎn)生硬脆的SnO2。在實(shí)際生產(chǎn)中，有時(shí)在加錫之前先熔化一部分鋅或磷銅，目的也是先脫氧后加錫。熔煉鋁青銅采用經(jīng)過干餾的木炭作覆蓋劑時(shí)，應(yīng)將木炭與坩堝一起預(yù)熱，在熔煉過程中不使熔液表面暴露。加料順序?qū)⒅苯佑绊懞辖鹑蹮捤俣?、元素?zé)龘p及合金質(zhì)量。43(3)鋁青銅熔煉工藝。鋁青銅主要含有Al、Fe、Mn等元素。這些元素的熔點(diǎn)差別較大，如鐵的熔點(diǎn)(1539oC)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過鋁青銅的熔煉溫度。鋁對(duì)氧的親和力較大，容易產(chǎn)生Al2O3，由于鋁的氧化，銅液表面覆蓋一層Al2O3保護(hù)膜，使銅液內(nèi)部不被繼續(xù)氧化，所以一般熔煉鋁青銅可不加覆蓋劑。熔煉鋁青銅采用什么工藝，將直接關(guān)系到合金的質(zhì)量、熔煉速度和元素?zé)龘p等。44現(xiàn)以ZQAl9-4為例，將工藝介紹如下：①二次熔煉法。ZQAl9-4含8%~10%Al、2%~4%Fe，由于鋁與鐵的熔點(diǎn)差別較大，先熔制成Al-Fe中間合金，Al-Cu中間合金。預(yù)熱坩堝至暗紅色，加入純銅，升溫至1150~1180oC時(shí)，加回爐料和中間合金，繼續(xù)升溫至1200oC，用0.1%ZnCl2除氣精煉。除氣后取試樣做含氣量試驗(yàn)，試驗(yàn)合格后，調(diào)整溫度加少量冰晶石粉清渣，即可澆注。為了防止合金局部過熱，留少量回爐料作降溫用。加料次序：Cu→回爐料→中間合金→少量回爐料(降溫用)→Al(有時(shí)補(bǔ)加)。②一次熔煉法。省去熔制中間合金的工序，直接加入合金元素進(jìn)行一次熔煉。節(jié)約了工時(shí)和燃料消耗，元素?zé)龘p也比二次熔煉要小。在坩堝底部加入低碳鋼屑，上面覆蓋純銅，開風(fēng)熔化，直至加完余下的銅，升溫至1150oC，鋼屑還余1/3未熔時(shí)加鋁攪拌，利用鋁的放