[發(fā)明專利]一種銅及銅合金熔鑄時(shí)氣孔控制的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310080420.0
• 申請日: 2013-03-14
• 公開（公告）號: CN103509963A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 余學(xué)濤;游金閣
• 申請（專利權(quán)）人: 洛陽新火種節(jié)能技術(shù)推廣有限公司
• 主分類號: C22C1/06
• 分類號: C22C1/06;C22C1/02;C22C9/00;B22D21/02
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技術(shù)領(lǐng)域

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)

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

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。

?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→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。

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。

本發(fā)明的有益效果是：不但實(shí)施簡單，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，對鋼鐵的熔煉也有很好的指導(dǎo)意義。

具體實(shí)施方式

?具體實(shí)施例1：純銅T2、韌銅C1100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。

?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C1100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。

???首先使用全舊料生產(chǎn)T2及韌銅C1100，待完全熔化后對熔體進(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℃，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。

采用除氧提高氫溶解度措施后，跟蹤T2和韌銅C1100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。

?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。

?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≤1.1％。

?由于合金中含硅3.5％，硅對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。

硅是良好的脫氧劑，高硅青銅的氧含量很低，據(jù)檢測，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。