銅合金鑄造的熔煉工藝

鑄造銅是在有色金屬實際生產中運用最廣的材料之一 。鑄造銅分為鑄造紫銅（純銅）和鑄造銅合金兩類。常用的鑄造銅合金分為兩大類, 即鑄造黃銅和鑄造青銅。

無論是砂型銅合金鑄造還是熔模銅合金鑄造, 熔煉都是銅鑄造生產中至關重要的一環,各種鑄造銅合金的熔煉有相同之處, 又有不同之處, 青島鑄銅廠[景順誠]在多年的生產實踐中, 總結了鑄造銅合金的熔煉工藝經驗, 供鑄造銅行業的小伙伴們參考。

1、鑄造銅合金的配料及金屬爐料要求

對于鑄造銅合金的化學成分, 由于主要成分變化范圍較大, 因此在配料計算的過程中, 應根據其性能要求, 選擇適當的配料成分。合金的化學成分應符合GB1176-1987, 并要求爐料應干燥、清潔, 有污物銹蝕時應進行吹砂清理。

2、鑄造銅合金爐料配比按照一般的配料慣例, 新料成分占爐料的總重量應≥30%, 回爐料≤70%。但在實際生產中,我們考慮到鑄造銅合金的回爐料較多, 在爐料的配比時回爐料的質量分數≥90%時, 熔化質量依然很好, 化學光譜分析證明銅鑄件的成分合格, 但回爐料較多時需考慮合金中的雜質是否超標。

3、金屬爐料的準備

3.1、回爐料是同牌號的廢銅鑄件、澆冒口及重熔鑄錠, 需要具有明確的化學成分。入爐前吹砂清除表面污物, 經預熱后裝爐首批冷爐熔化可隨爐預熱。

3.2、紫銅經吹砂去除污物, 在500一550℃預熱去除水分后才能裝爐首批冷爐熔化可隨爐預熱。

3.3、純金屬元素人爐前可在爐邊預熱。金屬爐料的最大塊度不應超過坩堝直徑的13, 長度不應超過坩堝深度的45。

4、坩堝和熔煉設備及工具的準備

4.1、坩堝使用前應無裂紋和影響安全的其他損傷, 新坩堝必須經過低溫緩慢加熱處理, 以防產生裂紋舊坩堝應將內表面的熔渣清理干凈。

4.2、用新石墨坩堝及更換熔煉合金種類時,熔煉前坩堝應熔化同牌號系列合金進行洗爐。

4.3、用耐火材料及石墨做成的攪拌棒必須徹底清理掉殘余涂料和銹跡, 并涂敷一層耐火材料或刷涂料后烘干待用。

4.4、錠模在使用前必須徹底清理干凈, 敷涂料后預熱至100-150℃待用

5、覆蓋劑及熔劑的準備

5.1、木炭應裝人密封的烘箱內, 在不低于800℃烘烤4h,  待用時要防止吸潮。

5.2、覆蓋劑由63%硼砂+37%碎玻璃組成, 也可用干燥木炭作覆蓋劑, 但均要求干燥并去除其中的雜物。

6、鑄造銅合金熔煉工藝過程

6.1、先將坩堝預熱至暗紅色, 并在其底部加入20-40厚木炭。

6.2、加人紫銅并在迅速升溫熔化后, 按先熔點高后熔點低的順序加入中間合金（如有配入時）, 最后再加回爐料, 同時應補加木炭, 以保證合金液面不暴露在空氣中。

6.3、熔煉黃銅一般也需要進行脫氧, 待銅全部熔化后,溫度達1150-1200℃時加入磷銅以占銅液重量的（以P占銅液重量的0.04-0.06計算）進行脫氧。經脫氧與不脫氧的實踐對比, 脫氧后的鑄件表面質量要優于不脫氧的鑄件。

6.4、按各鑄造銅合金牌號成分要求分別補加合金元素在1100一1120℃加人鋁銅中間合金;在1100一1150℃停電分批加人純鋅、純鋁并攪拌。熔化硅黃銅時應先加硅,再加鋅;熔化鉛黃銅時應先加鋅再加鉛。鋅元素的加入溫度應控制, 加鋅后若溫度降低可以中間送電, 當合金液溫度高于1200℃時, 不允許加鋅。

6.6、熔煉兩種不同牌號的鑄造銅合金, 其化學成分有影響時, 中間應進行洗爐。例如, 用熔煉過鋁青銅的坩堝和工具再來熔化錫青銅, 而坩堝和工具會含有鋁元素,雖然鋁在鋁青銅里是合格的成分, 但在錫青銅里卻是最有害的元素。

根據青島鑄銅廠[景順誠]的多年鑄銅經驗發現，一般的鑄造銅合金經過脫氧后, 即可獲得合格銅鑄件。但對于鋁青銅、鋁黃銅、硅青銅等, 易氧化生成高熔點氧Al2O3、SiO2, 使鑄件形成夾渣, 需經過精煉才能去除, 常用精煉劑有：60%氯化鈉+40%冰晶石或20%冰晶石+20%氟石+60%氟化鈉（質量分數）。

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