发布时间：2023-03-20点击：3627
导读：铸造用纯铜及铜合金是有色金属中重要的一类，，，，，，在实际生产中运用较广。。。。。。 。常用的铜合金按照成分不同主要可以分为两大类，，，，，，即铸造黄铜和铸造青铜。。。。。。 。无论是砂型铸造还是熔模铸造，，，，，，熔炼都是铸造生产中至关重要的一环，，，，，，各种铜合金的熔炼有相同之处，，，，，，又有不同之处，，，，，，在多年的生产实践中，，，，，，我们总结了纯铜及铜合金（主要为青铜和黄铜）的熔炼工艺经验，，，，，，供各位参考。。。。。。 。
所用的熔炼设备：中频感应电炉、热电偶、浇包、石墨坩埚等。。。。。。 。
1.纯铜的熔炼
（1）先将坩埚预热至暗红色，，，，，，在坩埚底加一层厚度约为30-50cm的干燥木炭或覆盖剂（硼砂63%+碎玻璃37%）。。。。。。 。再依次加入边角余料、废块和棒料，，，，，，***后加电解铜。。。。。。 。
（2）补加的合金元素可放在炉台上预热，，，，，，严禁冷料加入液态金属中。。。。。。 。整个熔化过程中应经� ；；；；；；疃希�，，，，，以防搭桥。。。。。。 。
（3）升温使合金全部熔化。。。。。。 。合金全熔后，，，，，，温度达到1200-1220℃时，，，，，，加入占合金液重量的0.3%-0.4%的磷铜脱氧，，，，，，磷与氧化亚铜发生下列反应：5Cu2O+2P=P2O5+10Cu及Cu2O+P2O5=2CuPO3，，，，，，生成的五氧化二磷气体从合金中逸出，，，，，，磷酸铜可浮于液面，，，，，，扒渣去除，，，，，，于是达到脱氧的目的。。。。。。 。在脱氧的过程中需要不断搅拌。。。。。。 。
（4）***后扒渣出炉，，，，，，合金液的浇注温度一般为1100-1200℃。。。。。。 。
2.黄铜的熔炼
以锌为主要合金元素的铜基合金为黄铜，，，，，，分为普通黄铜和特殊黄铜两类。。。。。。 。普通黄铜是铜和锌组成的两元合金，，，，，，主要用于压力加工。。。。。。 。在普通黄铜的基础上加入其他合金元素（如硅、铝、锰、铅、铁、镍等），，，，，，便成为特殊黄铜。。。。。。 。铸造黄铜大多是特殊黄铜。。。。。。 。
（1）合金的配料及金属炉料要求 铜合金的化学成分中，，，，，，由于主要成分变化范围较大，，，，，，因此在配料计算的过程中，，，，，，应根据其性能要求，，，，，，选择适当的配料成分。。。。。。 。合金的化学成分应符合GB1176-87，，，，，，几种常用的黄铜熔炼配料成分按表1进行。。。。。。 。
要求炉料应干燥、清洁，，，，，，有污物锈蚀应经吹砂清理。。。。。。 。
（2）炉料配比 按照一般的铸造惯例，，，，，，新料成分占炉料的总重量应≥30%，，，，，，回炉料≤70%。。。。。。 。但在实际生产中，，，，，，我们考虑到铜合金的回炉料比较多，，，，，，在炉料的配比时回炉料的质量百分比≥90%时，，，，，，熔化质量依然很好，，，，，，化学光谱分析证明铸件的成分合格。。。。。。 � ；；；；；；芈辖隙嗍毙枰悸呛辖鹬械脑又适欠癯辍�。。。。。 。
（3）熔炼前的准备 ①金属炉料的准备：回炉料是同牌号的废铸件、浇冒口及重熔铸锭，，，，，，需要具有明确的化学成分。。。。。。 。入炉前吹砂清除表面污物，，，，，，经预热后装炉（首批冷炉熔化可随炉预热） ；；；；；；电解铜经吹砂去除污物，，，，，，在500-550℃预热后去除水分后，，，，，，才能装炉（首批冷炉熔化可随炉预热 ；；；；；；纯金属元素入炉前可在炉边预热。。。。。。 。金属炉料的***大块度不应超过坩埚直径的1/3，，，，，，长度不应超过坩埚深度的4/5。。。。。。 。②坩埚和熔炼设备及工具的准备：坩埚使用前应无裂纹和影响安全的其他损伤,新坩埚必须经过低温缓慢加热处理，，，，，，以防产生裂纹 ；；；；；；旧坩埚将内表面熔渣清理干净 ；；；；；；用新石墨坩埚及更换熔炼合金种类时，，，，，，熔炼前坩埚应熔化同牌号系列合金进行洗炉 ；；；；；；用耐火材料及石墨做成的搅拌棒必须彻底清理残余涂料和锈迹，，，，，，并涂敷一层耐火材料或刷涂料后烘干待用 ；；；；；；锭模在使用前必须彻底清理干净，，，，，，涂涂料后预热至100-150℃待用。。。。。。 。
（4）覆盖剂及熔剂的准备 ①木炭应装入密封的烘烤箱内，，，，，，在不低于800℃烘烤4h，，，，，，待用时要防止吸潮。。。。。。 。②覆盖剂由硼砂63%、碎玻璃37%组成，，，，，，也可用干燥木炭作覆盖剂。。。。。。 。覆盖剂均要求干燥并去除其中的杂物。。。。。。 。
（5）合金熔炼工艺过程
①先将坩埚预热至暗红色，，，，，，并在其底部加入20-40cm厚木炭。。。。。。 。
②加入电解铜，，，，，，迅速升温熔化后按先熔点高后熔点低的顺序加入中间合金（如有配入时），，，，，，***后加回炉料，，，，，，同时补加木炭，，，，，，以保证合金液面不暴露在空气中。。。。。。 。
③熔炼黄铜一般也需要进行脱氧，，，，，，待铜全部熔化后，，，，，，温度达1150-1200℃时加入磷铜（以P占铜液重量的0.04%-0.06%计算）进行脱氧。。。。。。 。经脱氧与不脱氧的实践对比，，，，，，脱氧后的铸件表面质量要优于不脱氧的质量。。。。。。 。
④按各合金牌号成分要求分别补加合金元素：在1100－1120℃加入铝铜中间合金，，，，，，在1100℃-1150℃停电分批加入纯锌、纯铝并搅拌。。。。。。 。熔化硅黄铜时应先加硅，，，，，，再加锌 ；；；；；；熔化铅黄铜时应先加锌再加铅。。。。。。 。锌元素的加入温度应控制，，，，，，加锌后若温度降低可以中间送电，，，，，，当合金液温度高于1200℃时，，，，，，不允许加锌。。。。。。 。
⑤出炉扒渣，，，，，，调整合金液至铸件工艺卡片要求温度后，，，，，，迅速出炉浇注。。。。。。 。合金的浇注温度是影响铸件性能的因素之一。。。。。。 。一般的出炉温度为ZCuZn38：1100-1130℃ ；；；；；；ZCuZn40Pb2：1080-1100℃ ；；；；；；ZCuZn31Al2：1120-1140℃ ；；；；；；ZCuZn16Si4：1100-1140℃。。。。。。 。
⑥熔炼两种不同牌号的合金，，，，，，其化学成分有影响时，，，，，，中间应进行洗炉。。。。。。 。比如，，，，，，用熔炼过铝青铜的坩埚和工具再来熔化锡青铜，，，，，，而坩埚和工具就要含有铝元素，，，，，，虽然铝在铝青铜里是合格的成分，，，，，，但在锡青铜里却是***有害的元素。。。。。。 。
一般的铜合金经过脱氧后，，，，，，就可获得合格铸件。。。。。。 。但对于铝青铜、铝黄铜、硅青铜等，，，，，，易氧化生成高熔点氧化物Al2O3、SiO2，，，，，，使铸件形成夹渣，，，，，，需经过精炼才能去除，，，，，，常用精炼剂有：质量比为60%的氯化钠+40%的冰晶石或20%冰晶石+20%萤石+60%氟化钠等。。。。。。 。
3．青铜的熔炼
铸造青铜按成分可分为锡青铜和不含锡青铜。。。。。。 。锡青铜是以锡为主要合金元素的铜基合金，，，，，，具有良好的耐磨性、耐蚀性，，，，，，较好的强度和塑性。。。。。。 。不含锡青铜有铝青铜、铅青铜、硅青铜等，，，，，，含有的主要元素不同，，，，，，如铝青铜是以铝为主要合金元素的铜基合金。。。。。。 。
（1）合金的配料及金属炉料要求 几种常用青铜合金熔炼配料成分按表2进行。。。。。。 。
要求：在ZCuAl10Fe3合金内允许配入0.7%～0.9%Ni,0.3%～0.4%Mn 以提高合金力学性能。。。。。。 。
（2）炉料配比 新料成分占炉料的总重量应≥30%，，，，，，回炉料≤70%。。。。。。 。
（3）熔炼前的准备 青铜熔炼前的准备工作与黄铜熔炼的准备工作相同。。。。。。 。木炭应装入密封的烘烤箱内，，，，，，在不低于800℃烘烤4小时，，，，，，待用时要防止吸潮。。。。。。 。稻草灰应研碎成粉末状，，，，，，除去水分，，，，，，彻底烘干，，，，，，待用时也要注意防潮。。。。。。 。覆盖剂均要求干燥并去除其中的杂物。。。。。。 。
（4）合金熔炼工艺过程 铸造青铜的种类较多，，，，，，这里仅讨论几种典型的合金，，，，，，同类其他铜合金可以参考使用。。。。。。 。
ZCuSn10Pb1、ZCuPb10Sn10的熔炼：①先将坩埚预热至暗红色，，，，，，并在其底部加入20厘米-40厘米厚木炭。。。。。。 。②加入电解铜，，，，，，迅速升温熔化后再加入回炉料，，，，，，同时补加木炭，，，，，，以保证合金液面不暴露在空气中。。。。。。 。③回炉料熔化后，，，，，，加入磷铜（一般加占炉料重0.5%，，，，，，熔化磷锡青铜时使用的磷铜可全部加入）。。。。。。 。④依次加入锌、锡、铅（按配料成分），，，，，，前一种炉料熔化完全后，，，，，，再加入下一种，，，，，，并不断搅拌合金液。。。。。。 。⑤调整合金液温度在1100-1150℃之间。。。。。。 。⑥出炉打渣，，，，，，再加磷铜（一般加炉料重的0.1%），，，，，，进行脱氧，，，，，，均匀搅拌，，，，，，并在合金液表面上撒一层稻草灰，，，，，，调整合金液至铸件工艺卡片要求温度（一般为1130-1180℃）后，，，，，，迅速出炉浇注。。。。。。 。
ZCuAl10Fe3、ZCuAl10Fe3Mn2的熔炼：①不能用熔化过别的牌号合金的坩埚熔化这两种合金。。。。。。 。②把坩埚预热至暗红色，，，，，，加入配制好的熔剂。。。。。。 。（熔剂成分：冰晶石20%（质量百分比），，，，，，氟化钠60%，，，，，，氟化钙20%）。。。。。。 。③将预热至200℃左右的低碳薄钢片和回炉料同时加入，，，，，，熔化后搅拌合金，，，，，，升温至1150-1180℃。。。。。。 。④加入合金重量0.3%的磷铜脱氧，，，，，，并补加熔剂。。。。。。 。⑤将预热至200℃的纯铝和纯锰（按配料成分）分批加入，，，，，，每加入一批，，，，，，即用搅拌棒将其压入，，，，，，使迅速熔融，，，，，，并不断搅拌使其成分均匀，，，，，，***后调整合金液的温度在1120-1220℃之间。。。。。。 。⑥用稻草灰覆盖打渣,按铸件工艺卡片调整合金温度（一般为1160-1200℃）后迅速调整出炉浇注。。。。。。 。
4．安全事项
安全生产是铸造行业的基本要求，，，，，，纯铜及铜合金的熔炼都必须做到：
（1）操作者应穿戴好防护用品，，，，，，工作场地保持整洁，，，，，，不允许有积水和杂物。。。。。。 。
（2）开炉前应检查所用设备是否完好，，，，，，如有不安全因素应及时排除。。。。。。 。
（3）应仔细检查并确认炉料中无易爆及危险物等后，，，，，，方能进行预热。。。。。。 。
（4）熔炼浇注工具，，，，，，如搅拌棒、铁勺、除渣工具等，，，，，，未经预热不得与合金液接触。。。。。。 。
（5）浇注时剩余的合金液要倒入经过预热的锭模中，，，，，，不允许直接浇在地面上或倒回炉中。。。。。。 。
5．熔炼中应注意的几个问题
（1）熔炼的时间应控制 从加料开始熔化至熔化结束（合金出炉）所用时间叫熔化时间。。。。。。 。熔化时间的长短不仅会影响生产率，，，，，，而且会很明显的影响浇注出的铸件质量。。。。。。 。因为熔化时间增长，，，，，，会使合金的元素烧损率增加，，，，，，吸气的机会增加。。。。。。 。因此，，，，，，应该以***短的时间完成熔化工作。。。。。。 。在允许的情况下，，，，，，尽量提高炉料的预热温度，，，，，，操作应该紧凑，，，，，，动作要迅速。。。。。。 。
（2）熔炼用的搅拌棒应是碳棒 铜合金中的某些元素，，，，，，如铁、铅等在熔化时是以机械混合物的形式存在的。。。。。。 � ；；；；；；褂行┰兀�，，，，，由于密度不同，，，，，，有产生比重偏析分层的趋势。。。。。。 。实践证明，，，，，，这些元素在熔炼和浇注的过程中，，，，，，容易引起化学成分的不合格，，，，，，造成机械性能不合格。。。。。。 。要克服这种现象，，，，，，必须借助搅拌的作用，，，，，，这是熔化浇注不可或缺的环节。。。。。。 。但在测温及降温的期间，，，，，，一般不需要搅拌。。。。。。 。而所用的搅拌物的材料成分，，，，，，一般宜用石墨。。。。。。 。这是因为，，，，，，如果使用其它的搅拌物如用铁棒，，，，，，则在搅拌的过程中铁棒熔化，，，，，，使合金的化学成分受到影响。。。。。。 。同时，，，，，，如果铁棒在炉内预热的温度比较高或是搅拌的时间较长，，，，，，铁棒上的氧化物要进入合金液中成为杂质 ；；；；；；如果铁棒预热的温度较低，，，，，，合金在搅拌时要黏附在铁棒上，，，，，，这在生产中是能观察到的。。。。。。 。
（3）熔炼时的覆盖剂的使用问题 对于熔炼铜合金来讲，，，，，，覆盖剂的用量一般为：用玻璃和硼砂时为炉料重量的0.8%-1.2%，，，，，，因为要保持覆盖层的厚度为10-15cm ；；；；；；用木炭时，，，，，，用量约为炉料重量的0.5%-0.7%，，，，，，要保持覆盖层厚度为25-35厘米。。。。。。 。覆盖剂的扒除时间，，，，，，一般在浇注前进行，，，，，，太早进行会增加铜合金的氧化和吸气。。。。。。 。如果是用木炭作覆盖剂，，，，，，并且挡渣效果好时，，，，，，也可以不扒除覆盖剂，，，，，，让它在浇注的过程中也起到挡渣作用，，，，，，效果更为理想。。。。。。 。
文章来源：铜信宝
