发布时间：2023-03-20点击：3554
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�，，，，，， ，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�。。。 。。。。。
（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┰�，，，，，， ，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
