[發明專利]用于紫雜銅脫氧精煉的中間合金、應用及制備方法

有效

• 申請號: 201610171635.7
• 申請日: 2016-03-24
• 公開（公告）號: CN105821235B
• 公開（公告）日: 2017-08-22
• 發明（設計）人: 俞建秋;黃偉萍;張華義;黃俊;周嘯;劉強
• 申請（專利權）人: 湖南銀聯湘北銅業有限公司
• 主分類號: C22C9/00
• 分類號: C22C9/00;C22C24/00;C22C30/04;C22C30/02;C22C30/00;C22C1/06;C22C1/03
• 代理公司: 長沙智嶸專利代理事務所43211
• 代理人: 李杰

技術領域

本發明涉及紫雜銅精煉領域，特別地，涉及一種用于紫雜銅脫氧精煉的中間合金。此外，本發明還涉及一種包括上述用于紫雜銅脫氧精煉的中間合金的應用及制備方法。

背景技術

銅是人類歷史上應用最早、最廣泛的金屬材料，它具有很好的導電性、耐蝕性、無磁性、成本低的特點，是工業生產的重要原料。銅及其合金由于良好的綜合性能，廣泛用于國民經濟的各個方面，而純銅因為具有優異的導電性能，被廣泛用于電氣、電力、電訊和電子行業。純銅中銅的含量要求較高，因此熔煉時采用的原料有新金屬及紫雜銅，采用紫雜銅熔煉時，相比于新金屬雖然氧及雜質元素的含量較高，但是有很大的成本優勢。

紫雜銅熔煉時的溫度為1150～1300℃，包括氧化和還原兩個過程。氧化過程中，隨著銅液中氧化亞銅數量的增加，其中的某些雜質，例如鋁、錳、鋅、錫、鐵、砷、銻和鉛將按其與氧親和力大小的順序，依次被氧化，生成各種氧化物進入熔渣，除此之外，銅液中的氫和硫亦可被除去。還原過程中，通過化學反應所產生的大量不溶于銅液的水蒸氣、一氧化碳等氣體強烈地洗滌熔體，將銅液中的大部分氣體帶出，同時將氧化亞銅還原。

為了使最終得到的鑄錠中的氧含量較低，在紫雜銅熔煉時通常加入脫氧劑。目前，對于銅及銅合金，主要的脫氧劑是磷。磷是最常用的脫氧劑，含磷達0.1％也不致降低銅的機械性能，但卻嚴重損害銅的導電性。而且在銅液中，氫和氧之間有如下關系：當銅液中的氧增加時，氫的含量將減少；當銅液中的氧減少時，氫的含量將增加。經脫氧劑處理的銅液雖然氧含量減少了，當氫含量卻增加了，當氫超過了在銅液中的溶解度時，鑄造時氫會以氣體的形式逸出，從而使鑄錠產生了氣泡和缺陷，嚴重時甚至使鑄錠開裂。

發明內容

本發明提供了一種用于紫雜銅脫氧精煉的中間合金，以解決紫雜銅熔煉得到鑄錠導電性低，存在氣泡和缺陷的技術問題。

本發明采用的技術方案如下：

本發明一方面提供了一種用于紫雜銅脫氧精煉的中間合金，以質量百分比計包括：鈣元素30～50wt％、鉛元素5～25wt％、稀土元素0.3～0.5wt％、雜質元素0～1wt％，余量為銅元素。

進一步地，以質量百分比計包括：鈣元素50wt％、鉛元素15wt％、稀土元素0.5wt％、雜質元素0.5wt％，余量為銅元素。

進一步地，所述稀土元素為鈰、鑭或富鈰鑭的混合稀土。

本發明另一方面提供了一種用于紫雜銅脫氧精煉的中間合金的應用，將上述的中間合金以紫雜銅銅液重量的4～6％的比例投入至紫雜銅銅液中。

進一步地，將所述中間合金粉碎至50～100mm后，投入至紫雜銅銅液中。

本發明還提供了一種用于紫雜銅脫氧精煉的中間合金的制備方法，包括以下步驟：按中間合金的質量百分比將含鈣原料、含鉛原料、稀土原料和含銅原料在1080～1100℃下熔煉澆注形成中間合金。

本發明具有以下有益效果：用于紫雜銅脫氧精煉的中間合金包含鈣元素、鉛元素和稀土元素。鈣元素除具有脫氧作用之外，還是銅合金良好的變質劑，可以使鑄錠的晶粒細化，從而提高導電性。鉛原子可顯著提升了氫在銅液中的溶解度，最終可以使得到的鑄錠組織較好，避免產生大量的缺陷和氣泡，增強鑄錠的導電性。稀土使得紫雜銅中的雜質形成熔渣。同時上述元素采用合理的配比使得鑄錠導電性高，氣泡和缺陷較少。

除了上面所描述的目的、特征和優點之外，本發明還有其它的目的、特征和優點。下面將對本發明作進一步詳細的說明。

具體實施方式

以下對本發明的實施例進行詳細說明，但是本發明可以由權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。

本發明的優選實施例提供了一種用于紫雜銅脫氧精煉的中間合金，以質量百分比計包括：鈣元素30～50wt％、鉛元素5～25wt％、稀土元素0.3～0.5wt％、雜質元素0～1wt％，余量為銅元素。

為了使最終得到的鑄錠中的氧含量較低，在紫雜銅熔煉時通常加入脫氧劑。使用鈣作為脫氧劑時，除了有降低熔體中氧含量的作用之外，鈣還是銅合金良好的變質劑，可以使鑄錠的晶粒細化，從而提高導電性。由于鈣是非常活潑的金屬，直接以新金屬的形式加入到銅熔體中會出現爆炸等安全事故，因此應該以中間合金的形式加入。