一種銅及銅合金熔鑄時(shí)氣孔控制的方法
【專利摘要】一種銅及銅合金熔鑄時(shí)氣孔控制的方法，為了解決傳統(tǒng)的銅合金冶煉時(shí)氫氣很難排除及真空爐和預(yù)凝固法在生產(chǎn)中均存在限制并不能根除氣孔的問題，本發(fā)明提供一種銅及銅合金熔鑄時(shí)氣孔控制的方法，利用提高氫的溶解度法解決上述問題，其解決問題的技術(shù)方案是：采用配料→熔煉→覆蓋→轉(zhuǎn)爐→提高氫溶解度→脫氧→鑄造→鑄錠鋸切氣孔檢查的工藝流程，其中在提高氫溶解度環(huán)節(jié)采用脫氧的方式及添加元素的方法以提高氫的溶解度，控制氣孔形成。采用本方法不但實(shí)施簡(jiǎn)單，而且可以較好的解決銅及銅合金鑄錠的氣孔問題，減少鑄錠因氣孔問題的報(bào)廢量，提高產(chǎn)品的成品率，對(duì)鋼鐵的熔煉也有很好的指導(dǎo)意義。
【專利說明】一種銅及銅合金熔鑄時(shí)氣孔控制的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及有色金屬熔煉鑄造生產(chǎn)領(lǐng)域，尤其是一種銅及銅合金熔鑄時(shí)氣孔控制的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鑄造是一個(gè)非常古老的領(lǐng)域，最早可追溯到5000年前的青銅器生產(chǎn)。鑄錠(件)的氣孔作為鑄件的主要缺陷，也一直困擾著鑄造行業(yè)。關(guān)于該問題的解決也是困難重重。傳統(tǒng)的解決辦法是除氣，將溶解在合金中的氫氣除去，使其含量低于其溶解度，避免氫的析出以解決氣孔問題，這種方法在鋁合金上應(yīng)用較多，主要是通入惰性氣體，利用氣泡的上浮，氫氣在氣泡內(nèi)外的壓力差的作用下，氫氣被促使進(jìn)入氣泡內(nèi)并上浮將氫氣除去。但該方法在鋼鐵上，在銅合金上應(yīng)用卻困難重重，因?yàn)殇撹F和銅合金的熔煉溫度都比較高，能夠作為通入惰性氣體所用通氣管子的材質(zhì)問題很難解決，很少有能耐這麼高溫度的材料。所以銅合金和鋼鐵合金鑄件(錠)中存在的氣孔問題一直比較突出，無法得到根本解決。還有一種方法是真空除氣法，效果也很好，但真空爐都比較小，而且生產(chǎn)成本非常高，應(yīng)用范圍很小，對(duì)大鑄件(錠)沒有指導(dǎo)意義。再有就是預(yù)凝固法，該方法是通過合金液的反復(fù)熔化和凝固，每次凝固都析出一些氣體，最終解決氣孔問題，該方法效率極低，而且成本很高，也很難實(shí)現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決傳統(tǒng)的銅合金冶煉時(shí)氫氣很難排除及真空爐和預(yù)凝固法在生產(chǎn)中均存在限制并不能根除氣孔的問題，本發(fā)明提供一種銅及銅合金熔鑄時(shí)氣孔控制的方法，利用提高氫的溶解度法解決上述問題。
[0004]所述的一種銅及銅合金冶煉時(shí)氣孔控制的方法，其解決問題的技術(shù)方案是:采用配料一熔煉一覆蓋一轉(zhuǎn)爐一提高氫溶解度一脫氧一鑄造一鑄錠鋸切氣孔檢查的工藝流程，其中在提高氫溶解度環(huán)節(jié)采用 脫氧的方式及添加元素的方法以提高氫的溶解度，控制氣孔形成。
[0005]所述的一種銅及銅合金熔鑄時(shí)氣孔控制的方法，其特征是:添加元素方法中所述的元素可以為鎂、磷及鎳或其合金。
[0006]本發(fā)明的有益效果是:不但實(shí)施簡(jiǎn)單，而且可以較好的解決銅及銅合金鑄錠的氣孔問題，減少鑄錠因氣孔問題的報(bào)廢量，提高產(chǎn)品的成品率，對(duì)鋼鐵的熔煉也有很好的指導(dǎo)意義。
【具體實(shí)施方式】
[0007]具體實(shí)施例1:純銅T2、韌銅CllOO氣孔控制工藝流程控制:采取除氧以提高氫的溶解度的方法。
[0008]純銅T2鑄錠因氣孔報(bào)廢率在10%左右，厚度在260mm以上的T2大鑄錠氣孔報(bào)廢率達(dá)到60%以上，而韌銅CllOO原料比較混雜，吸氣厲害，因氣孔報(bào)廢率達(dá)到30%以上。這些合金都是由于氧高導(dǎo)致氫在合金中的溶解度急劇降低而引起氣孔而報(bào)廢的，適用于用脫氧提高氫的溶解度的方法。
[0009]首先使用全舊料生產(chǎn)T2及韌銅Cl 100，待完全熔化后對(duì)熔體進(jìn)行充分覆蓋，以防止熔體和空氣接觸導(dǎo)致進(jìn)氧；熔煉出爐溫度達(dá)到1180~1200°C，轉(zhuǎn)入保溫爐進(jìn)行保溫，保溫中加入大量的木炭進(jìn)行覆蓋脫氧和隔絕空氣，木炭的作用一是保溫、二是擴(kuò)散脫氧，在其燃燒過程中產(chǎn)生CO與Cu2O反應(yīng)生成CO2和Cu，從而達(dá)到降低氧含量的目的，然后加入Cu-P進(jìn)行進(jìn)一步脫氧，磷也有提高氫的溶解度的作用，通過充分脫氧，使合金的氧含量低于50ppm (百萬分之五十);然后進(jìn)行溶劑保護(hù)或氣體保護(hù)鑄造以避免熔體再接觸空氣進(jìn)氧；鑄造完的鑄錠進(jìn)行鋸切斷面檢查，觀察是否有氣孔。
[0010]采用除氧提高氫溶解度措施后，跟蹤T2和韌銅CllOO鑄錠100塊以上，發(fā)現(xiàn)有10%左右的鑄錠存在底部氣孔需要進(jìn)行改切，通過改切后，氣孔基本切除，可以判斷為鑄造時(shí)所用工具潮濕所致，與本方法無關(guān)。沒有發(fā)現(xiàn)整塊鑄錠報(bào)廢的，所以采取除氧以提高氫的溶解度的方法的效果是很明顯的。
[0011]具體實(shí)施例2:采取添加元素提高氫的溶解度法解決QSi3.5-3-1.5的氣孔問題。
[0012]合金雜質(zhì)要求:Sn ≤0.25 % ;Pb ≤ 0.03 % ；Sb ≤0.002 % ；P ≤ 0.03 % ；Ni ≤ 0.02% ；As ≤0.002%，雜質(zhì)總和≤1.1V0o
[0013]由于合金中含娃3.5%,娃對(duì)氫的溶解度影響很大,顯著降低氫在銅中的溶解度，因此該合金的氣孔報(bào)廢量很大，采取提高氫的溶解度法之前，生產(chǎn)該合金7爐，全部氣孔報(bào)廢。
[0014]硅是良好的脫氧劑，高硅青銅的氧含量很低，據(jù)檢測(cè)，低于20ppm。因此通過脫氧以提高氫的溶解度的方法在該合金上實(shí)施，沒有意義，所以針對(duì)該合金就要考慮采取加入能提高氫的溶解度的元素的方法。
[0015]生產(chǎn)QSi3.5-3-1.5鑄錠規(guī)格為直徑Φ 245規(guī)格圓錠。首先按重量配料，采用50%紫銅舊料和50%陰極銅或全舊料生產(chǎn)，所有原料必須烘烤干燥后方能入爐，待熔化結(jié)束后，加煅燒木炭覆蓋，以避免熔體暴露吸氫；然后將成分調(diào)整合格，出爐前，加入0.07~0.2%的鎂，由于鎂能大大提高氫在銅中的溶解度，隨著鎂含量的增加，氫在銅中的溶解度也大幅度提高，而且鎂含量在該合金中不作要求。具體實(shí)施時(shí)，鎂的加入量受原料結(jié)構(gòu)、天氣狀況等的影響，若全用舊料時(shí)，適當(dāng)減少鎂的加入量，若天氣潮濕時(shí)，適當(dāng)增加鎂的加入量。再一個(gè)就是根據(jù)鑄錠鋸切情況，如果本爐生產(chǎn)的鑄錠，橫向鋸切后仍有氣孔，則下一爐生產(chǎn)時(shí)，增大鎂的加入量。
[0016]共實(shí)施10爐，3爐因氣孔問題導(dǎo)致鑄錠報(bào)廢，2爐因鑄錠底部有氣孔，使鑄錠成60%，其余5爐熔鑄后的鑄錠無氣孔，全部切成成品鑄錠，較采用該方法前效果明顯。
【權(quán)利要求】
1.一種銅及銅合金熔鑄時(shí)氣孔控制的方法，其特征是:采用配料一熔煉一覆蓋一轉(zhuǎn)爐—提高氫溶解度一脫氧一鑄造一鑄錠鋸切氣孔檢查的工藝流程，其中在提高氫溶解度環(huán)節(jié)采用脫氧的方式及添加元素的方法以提高氫的溶解度，控制氣孔形成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種銅及銅合金熔鑄時(shí)氣孔控制的方法，其特征是:添加元素方法中所述的元素可以為鎂、磷 及鎳或其合金。
【文檔編號(hào)】C22C1/06GK103509963SQ201310080420
【公開日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2013年3月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月14日
【發(fā)明者】余學(xué)濤, 游金閣 申請(qǐng)人:洛陽新火種節(jié)能技術(shù)推廣有限公司