铜合金熔炼过程特点(精)
大型舰船用螺旋桨铜合金铸件的熔炼工艺和化学成分分析
大型舰船用螺旋桨铜合金铸件的熔炼工艺和化学成分分析螺旋桨是大型舰船的重要组成部分，它的性能直接影响到船舶的推进效率和稳定性。
而螺旋桨的铜合金铸件作为螺旋桨的核心部件之一，其熔炼工艺和化学成分对螺旋桨的性能有着重要的影响。
一、螺旋桨铜合金的熔炼工艺大型舰船用螺旋桨铜合金铸件通常采用真空电弧炉熔炼工艺。
该工艺具有熔炼温度可控、冶炼环境好、冶炼成本低等优点。
具体工艺包括以下几个步骤：1. 原料准备：根据设计要求，将各种合金元素（如铜、锌、锡等）和其他辅助材料按照一定比例精确称量和配料，确保化学成分准确。
2. 熔炼操作：将铜合金原料放入真空电弧炉中，加热到合金的熔点。
熔炼过程中要控制好炉温、电弧功率等参数，确保合金熔炼的均匀性和纯度。
3. 温度调节：铸炉温度在铜合金熔化温度以上时，应将温度控制在较高的范围内，以便使金属在常温条件下充分溶解。
4. 气氛控制：在熔炼过程中，需要保持炉内气氛的稳定性，避免金属氧化和污染。
常用的气氛控制方法有惰性气体氛围和真空气氛控制。
5. 铸模浇注：待合金熔化均匀后，将熔融的铜合金从熔炉中倒入预先准备好的螺旋桨铜合金铸件模具中，通过浇铸工艺得到螺旋桨铜合金铸件。
二、螺旋桨铜合金的化学成分分析螺旋桨铜合金的化学成分是其性能的重要指标之一。
常见的螺旋桨铜合金包括锌铜合金(Zn-Cu合金)和铝青铜(Al-Bronze)等。
下面将对这两种类型的化学成分进行分析。
1. 锌铜合金(Zn-Cu合金)：该合金的主要成分是铜和锌。
锌的添加可以改善铜合金的切削性能和耐腐蚀性能。
其化学成分通常为：铜含量在60%~80%，锌含量在20%~40%。
同时，可以根据具体需求添加其他合金元素，如锡、铅、铁等，以达到更好的机械性能。
2. 铝青铜(Al-Bronze)：该合金的主要成分是铜和铝。
铝的添加可以提高合金的硬度和耐腐蚀性能。
其化学成分通常为：铜含量在80%~92%，铝含量在6%~14%。
同样，可以添加少量的其他元素，如锌、锡、镍等，以提高合金的强度和韧性。
黄铜的熔炼技术流程资料
黄铜的熔炼技术流程资料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.普通黄胴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索(如硅、铝、铳、铅、铁、银等)，便成为特殊黄铜。
铸造黄铜大多是特殊黄胴.(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.1要求炉料应干燥、清洁，有污物锈蚀应经吹眇清理。
(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之30%,回炉料S70%。
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之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,回炉料较多时翕要考虑合金中的杂质是否超标.(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、浇冒口及重炮铸锭,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)；电解胴经吹砂去除污物，在500-550°C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.金属炉料的最大块度不应超过用弱亘径的1/3,长度不应超过用竭深度的4/5.②用堪和熔炼设备及工具的准备:珀竭使用前应无裂纹和影响安全的其他损伤,新组堪必须经过低温缓慢加热处理，以防产生裂纹；旧母埸将内表面炮渣清理干净；用新石墨生堪及更换熔炼合金种类时，熔炼前珀埸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°C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。
熔炼黄铜合金时
熔炼黄铜合金时，除锌外全部采用黄铜边角料，旧料，在熔炼过程中，铜合金损耗较大；采用我厂研制的除渣剂，熔融金属的氧化作用受到抑制，炉渣生成量大为减少，铜合金损耗由原来的2.6%降低至2.0%取得了明显的经济效益。
1.前言：黄铜合金熔炼采用的是工频感应炉，而炉料除了锌为新料外，其余均为旧料，而且大部是外厂的加工边角料，其表面均不同程度沾有油污及杂质，另外还有部分是炉渣中拣选出的大块铜粒；水池铜屑；坯头等。
在熔炼过程中，由于炉料细小，表面粘有油污及杂质，高温情况下发生剧烈氧化，金属烟尘大量散发，而且大量细小金属颗粒和氧化物一起被包在炉渣内。
随着炉渣一起扒出，造成金属损耗居高不下。
据测定，不添加任何溶剂熔炼H62黄铜时，每炉以1.2T计，炉渣量为45.85Kg占料重的3.82%，若按含铜量35%计算，则每炉铜的损耗量为1.34%，若生产最终总成品率以55%计算，则每吨成品的熔炼损耗为2.44%；熔炼H65黄铜时如不添加溶剂，每吨金属损耗为料重的1.50%，每吨成品的熔炼损耗为2.86%；若按全年黄铜带产量以2万吨计算，其金属损耗的价值是惊人的。
经过长期的实践探索，我厂研究生产了黄铜精炼除渣剂，减少了炉料生成量，金属损耗大为降低。
2．黄铜熔炼中渣的形成机理及金属损耗分析：黄铜合金熔炼过程中，溶渣的形成机理是：熔化初期，熔化金属的表面发生剧烈的氧化反应，生成一定量的金属氧化物，而一般金属氧化物与金属本身之间的密度有差异，一般来说其差异值在20%以下，金属的密度要高一些。
当熔化过程中，金属氧化物与一些杂质一起开始浮于金属溶体表面，形成炉渣，随着时间的增加，炉渣逐渐增多，从而生成渣壳，其中包含有金属小颗粒。
一般来说，炉料越细则氧化越厉害，炉渣也越多，且炉渣包含未熔细屑也越多，金属损耗也越大。
从炉渣形成机理看出，金属损耗的主要原因是由于金属的氧化作用，尤其是黄铜合金，由于锌的高蒸气压力（在907℃时为一个大气压）无疑会增加这个锌金属元素的烧损，含锌越高，炉渣量也越大，特别在熔炼温度较高时，形成大量的炉渣，炉渣量视料情况和熔炼温度两者情况而定，一般占投料量的3%—6%。
铜合金铸造工艺操作流程及要点—
表2熔炼流程中的操作要点
步骤
要点
工具与用品准备
⑴提前准备好热电偶、钟罩、扒渣工具、搅拌工具、铁锤、铁钳等必要工具和精炼剂、覆盖剂、涂料等用品.
⑵钟罩、扒渣工具、搅拌工具需要在使用前上好涂料并烤干。
⑶锡白铜使用的工具用涂料为氧化锆，铝白铜使用的工具涂料为氧化锌。
炉料配制与加料原则
⑴按照烧损量原则计算好各个组元成分含量，每次配12Kg料，得两个锭。
⑵炉料称量时至少需要两个人确认称量准确无误。
⑶向坩埚内加铜、镍的原则:少量铜(下）→全部镍（中)→剩余铜（上）。
⑷加入易烧损的元素（TI、Al等）要用钟罩按进金属液体内。
⑸炉料添加前应充分预热除水分。
模具预热与上涂料
⑴上涂料前模具预热到150℃左右，上完涂料后在浇铸前模具预热到350℃左右。
⑵锡白铜使用的模具涂料为4％石墨+96％机油，铝白铜使用的模具涂料为氧化锌。
坩埚使用原则
⑴冷坩埚使用前将坩埚在200℃下充分预热。
⑵不能用硼砂作为覆盖剂
⑶浇铸完成后，应迅速清理坩埚内残留的金属、渣等残留物。
炉子使用及功率调节原则
金属型重力铸造铜合金工艺流程及操作要点
1、工艺流程图
2、操作要点
表1熔炼工艺技术条件卡片
合金种类
出炉温度
脱氧剂
覆盖剂
精炼剂
加料与融化操作顺序
锡白铜
1220~1250℃
铜—磷
木炭
冰晶石
铜+镍+木炭→融化→磷铜除氧→锡→除气→磷铜除氧→钛→测温→精炼、搅拌、捞渣→浇铸
铜合金的加工工艺流程
铜合金的加工工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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铜熔炼要求和技巧
铜熔炼要求和技巧
铜熔炼是一个复杂的过程，包括了原料的准备、熔炼、以及后续的精炼等步骤。
在原料准备阶段，铜精矿需要经过干燥处理，含水率需要控制在0.3%以内，以适应闪速熔炼的要求。
此外，如果炉料中含有旧料，装料顺序应根据合金组元特性和熔炼炉型等实际情况进行调整。
在熔炼过程中，主要是使炉料中的铜尽可能进入冰铜（Cu2S+FeS熔体，也称锍），部分铁以FeS形式也进入冰铜；大部分铁需要氧化成FeO与脉石矿物造渣，如SiO2，FeO，CaO，MgO， Al2O3等。
此外，冰铜与炉渣需要分离。
对于黄铜的熔炼，一般的加料顺序是：铜、旧料和锌。
当铜熔化过热至一定温度时，应适当脱氧（例如用磷），然后熔化锌。
需要注意的是，整个熔炼过程需要严格控制工艺参数，以保证最终得到的铜金属具有高纯度和良好的物理性质。
铜合金熔炼工艺流程综述
铜合金熔炼工艺流程综述铜合金是一种常用的金属材料，具有优良的导电、导热、耐腐蚀和可塑性等特性，广泛应用于电子、机械制造、航空航天等领域。
铜合金的熔炼工艺流程是指将铜及其合金材料加热至熔点，使其达到液态状态，然后通过相应的处理和操作，最终得到满足产品要求的铜合金产品。
以下是铜合金熔炼工艺流程的综述。
1.原料准备：铜合金熔炼的原料包括铜矿石、废铜、铜污泥等。
在熔炼工艺开始前，需要对原料进行预处理，包括除铁、除硫、破碎、筛分等工序，以获得较纯的铜合金原料。
2.炉前配料：将经过预处理的原料按照一定比例混合，同时添加辅助合金材料（如锌、铝等）和熔剂，以调整铜合金的成分和性能，保证熔化过程的顺利进行。
3.熔化过程：将原料和熔剂投入熔炉，加热至铜的熔点（1083℃），使其逐渐熔化。
在熔炼过程中，可以根据需要进行渣化、熔体调整等控制操作，以确保合金成分的均匀性和稳定性。
4.氧化剂处理：在熔炉中注入适量的氧化剂，如空气、氧气等，以氧化铅、锌等杂质元素，提高熔体的纯度。
5.渣化处理：部分废铜合金中含有较多的杂质和有害元素，需要进行渣化处理以除去这些杂质。
渣化处理通常采用添加钠盐或焦炭等还原剂，使杂质元素被还原成渣滓，从而使熔体中的杂质含量降低。
6.精炼处理：在熔化过程中，可以通过搅拌、通入气体等方式，对熔体进行精炼处理，以去除氧化物、气泡、金属夹杂物等，提高铜合金的纯度与均匀性。
7.成品浇注：在熔化和精炼处理完成后，将熔体倒入预先制备好的铜模具中，经自然冷却或加快冷却过程，使熔体凝固成型，得到铜合金产品。
8.产品后处理：冷却完成后的铜合金产品需要进行后处理，包括除渣、清理、修整、检验等工序，以达到产品的质量要求。
以上是铜合金熔炼工艺流程的综述。
在实际应用中，根据不同的铜合金材料和产品要求，具体的工艺流程可能会有所不同。
铜合金熔炼工艺的每个环节都需要合理的操作和控制，以确保产品质量和工艺效益。
同时，还需要根据国家和行业的相关法规、标准进行操作，以保证生产过程的环保和安全。
铜的加工冶炼工艺流程
铜的加工冶炼工艺流程3．1．1 原材料（1）铜精矿在自然界中自然铜存量极少，一般多以金属共生矿的形态存在。
铜矿石中常伴生有多种重金属和稀有金属，如金、银、砷、锑、铋、硒、铅、碲、钴、镍、钼等。
根据铜化合物的性质，铜矿物可分为自然铜、硫化矿和氧化矿三种类型，主要以硫化矿和氧化矿，特别是硫化矿分布最广，目前世界钢产量的90％左右来自硫化矿。
铜矿石经选矿富集获得精矿，常见为褐色、灰色、黑褐色、黄绿色，成粉状，粒度一般小于0.074mm。
含铜量13-30％，按行业标准YS／T 318-1997《铜精矿》的规定，其化学成分和产品分类如表1。
（2）未精炼铜按国家标准GB／T 11086-1989《铜及铜合金术语》规定，未精炼铜包括冰铜、黑铜、沉淀铜和粗铜。
冰铜主要由硫化亚铜和硫化亚铁组成的中间产品，黑铜通常用彭风炉熔炼废杂铜或氧化铜矿石而产生的含杂质较多的铜，铜含量一般为60％-85％。
沉淀铜通常用铁从含铜的溶液中置换，沉淀而获得的铜和氧化铜的不纯混合物，干量计算铜含量一般约50％-85％。
粗铜是用转炉吹炼冰铜而产生的纯度不高的铜，粗铜中铜的含量一般约为98％，本标准中规定的未精炼铜，主要指的是粗铜。
粗铜按行业标准YS／T 70-1993《粗铜》的规定，按化学成分分为三个品级，见表2。
表1 铜精矿的化学成分及分类表2 粗铜的化学成分铜精矿的检验方法：铜矿水分含量的测定按GB 14263-1993《散装浮选铜精矿取样、制样方法》中的规定进行，铜精矿化学成分的测定按GB3884-2000《铜精矿化学分析方法》的规定进行。
（3）电解用铜阳极电解用铜阳极的化学成分见表3。
表3（4）铜废碎料铜废碎料涉及的范围较广，包括紫铜、黄铜、青铜、白铜的废杂料，本标准规定的铜废碎料仅指紫杂铜。
紫杂铜为铜制品所产生的各类废料、废件。
如废旧电缆、紫铜管、棒、板、块、带及带薄镀层的上述材料和其它非合金类铜废料等。
有以下5种分类及规格：第1类：（a）紫铜管、棒、板、块、带，表面干净，无油泥和其它沾附、夹杂。
铜合金的精炼与净化技术
未来研究方向与展望
深入研究铜合金精炼与净化的 物理化学机制，为新技术的研 发提供理论支持。
加强铜合金精炼与净化过程中 的环保技术研究，降低生产过 程中的环境污染。
拓展铜合金在新能源、高端制 造等领域的应用，提高铜合金 产品的附加值和市场竞争力。
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铜合金的精炼与净化技术
汇报人：可编辑 2024-01-06
目 录
• 铜合金精炼与净化的重要性 • 铜合金的精炼技术 • 铜合金的净化技术 • 精炼与净化的工艺流程及优化 • 精炼与净化的效果评估及未来展望
01
铜合金精炼与净化的重要性
铜合金的应用领域
01
02
03
电气行业
铜合金因其优良的导电性 能，广泛应用于电线、电 缆、变压器等领域。
化学精炼
化学精炼是通过化学反应将铜 合金中的杂质转化为可溶性物 质，再通过洗涤、过滤等方法
将其去除。
在化学精炼过程中，需要选择 适当的化学试剂和反应条件， 以确保杂质的有效转化和去除
。
化学精炼的优点是操作简便、 净化效果好。
化学精炼的缺点是试剂消耗量 大、废液处理难度大。
其他精炼方法
01
其他精炼方法包括物理精炼、机械精炼等，这些方法在特定情 况下可能会得到应用。
耐腐蚀性能测试
通过电化学腐蚀试验、盐雾试 验等方法评估铜合金的耐腐蚀
性能。
技术发展现状与趋势
1 2
传统精炼技术
采用电解、熔融、真空蒸馏等方法去除铜合金中 的杂质元素，但存在能耗高、效率低等缺点。
新型精炼技术
如超声波振动精炼、磁场精炼等，具有节能、高 效、环保等优点，是未来发展的趋势。
3
智能化控制
铜和铜合金的熔炼技术
铜及铜合金的熔炼技术东北大学成型0902 王玙 20211721 1：概述铜是人类最早使用的金属。
早在史前时代,人们就开场采掘露天铜矿,并用获取的铜制造武器、工具和其他器皿，铜的使用对早期人类文明的进步影响深远。
铜存在于地壳和海洋中。
铜在地壳中的含量约为0.01％，在个别铜矿床中，铜的含量可以到达3－5％。
自然界中的铜，多数以化合物即铜矿物存在。
铜矿物与其他矿物聚合成铜矿石，开采出来的铜矿石，经过选矿而成为含铜品位较高的铜精矿。
铜矿石分为三类：〔1〕硫化矿，如黄铜矿(CuFeS2)、斑铜矿(Cu5FeS4)和辉铜矿(Cu2S)等。
〔2〕氧化矿，如赤铜矿(Cu2O)、孔雀石[CuCO3Cu(OH)2]、蓝铜矿[2CuCO3Cu(OH)2]、硅孔雀石(CuSiO32H2O)等。
〔3〕自然铜。
铜矿石中铜的含量1％左右〔0.5％～3％〕便有开采价值，因为采用浮选法可以把矿石中一局部脉石等杂质除去，而得到含铜量较高〔8％～35％〕的精矿砂。
纯铜：面心立方晶格，原子量 63.54，密度8.9，熔点1083℃电阻率0.01673 欧姆 mm2/m ，线性膨胀数17.6×10-6/℃，导热率0-100℃399W/mk。
软态 280MPA，延伸率≥40%从铜矿中开采出来的铜矿石，经过选矿成为含铜品位较高的铜精矿或者说是铜矿砂，铜精矿需要经过冶炼提成,才能成为精铜及铜制品.目前，世界上铜的冶炼方式主要有两种：火法冶炼与湿法冶炼〕1．火法:通过熔融冶炼和电解精火炼消费出阴极铜，也即电解铜，一般适于高品位的硫化铜矿。
除了铜精矿之外,废铜做为精炼铜的主要原料之一，包括旧废铜和新废铜，旧废铜来自旧设备和旧机器，废弃的楼房和地下管道；新废铜来自加工厂弃掉的铜屑(铜材的产出比为50％左右),一般废铜供给较稳定，废铜可以分为：裸杂铜:品位在90％以上；黄杂铜〔电线〕:含铜物料〔旧马达、电路板〕；由废铜和其他类似材料消费出的铜，也称为再生铜。
铜合金及其熔炼技术
第二篇铜合金及其熔炼技术第5章概述5.1 铜的自然属性铜是人类最早发现的古老金属之一，早在三千多年前人类就开始使用铜。
自然界中的铜分为自然铜、氧化铜矿和硫化铜矿。
自然铜及氧化铜的储量少，现在世界上80％以上的铜是从硫化铁矿精炼出来的，这种矿石含铜量极低，一般在2％～3％左右。
纯铜呈浅玫瑰色或淡红色。
铜具有许多可贵的物理化学特性，例如其热导率和电导率都很高，化学稳定性强，强度大，易熔接，具抗腐蚀性、可塑性、延展性。
铜是一种质地坚硬的金属，耐腐蚀，能在各种不同环境中不受损坏。
铜在化学活性排序的序位很低，仅高于银、铂、金，因而性能极稳定。
铜在大气中还会生成氧化铜膜，防止铜进一步氧化腐蚀，所以当许多同时期的铁制器早已锈迹斑斑，甚而变成氧化物化为灰烬时，铜依然性能良好。
铜的这种耐腐性，在建筑方面得到了广泛的应用。
在西方，铜屋顶是高档建筑的首选建筑屋顶，在供水和供暖系统中更是独占鳌头。
铜还是一种最佳的环保材料，其在环境中的浓度一直处于安全界限之内。
铜可以循环使用，不产生垃圾，而再生铜可保持原铜所有的优越性能，其他再生材料则远不能如此另外与其他材料相比，铜对环境更“友善”之处在于，铜在再生过程中不会产生有害物质及废物。
铜是人体中不可缺少的微量元素，铜含量的多少对维护健康更有重要的作用。
一旦铜的含量减少，就会使脑细胞色素氧化酶减少，活力下降，从而使人出现记忆衰退、思维混乱、反应迟钝以及步态不稳、运动失常等病态，同时，人体在造血过程中，血红蛋白中的铁需要由来源于食物中的二价铁转化为三价铁，这样的转化过程必需有铜的参与才能完成。
如果体内缺铜，就会导致铁的转化困难而诱发贫血而在临床中，许多铁性贫血患者，在单纯补铁效果不佳的A况下，适当增加铜的补充，也会使贫血现象得到缓和。
美国科学家提醒人们，在预防心脏病的时候，绝时不可以忽视铜元素的缺乏，因为，铜在参与体内多种酶的合成中，能够促便胶原物质正常产生。
而胶原物质则可以促使心脏和血管壁保持弹性，从而起到了防止动脉硬化的作用。
铜的真空熔炼(最详细,最实用,一看就会)
1.装料与熔化真空熔炼时应该采用纯度较高的金属作炉料，也可釆用品质相当的废料，但废料表面应该经除锈和去油污清洁处理。
合金化元素，依据其物理化学性质和溶解特性可选择纯金属或者中间合金形式使用。
和铜活性相近和化学性能稳定的金属和铜一起加人,活性大但挥发性小的元素在精炼后期加人。
易挥发元素，为降低蒸发损失和保证化学成分，向炉膛中通惰性气体，建立起比挥发元素的分压稍髙的压力，在熔炼的最后阶段加入合金元素以降低损耗。
待炉料全部熔化后，要进行搅拌或起落炉,使成分均勻。
真空感应炉装料时，特别需要注意避免熔化过程中炉料“架桥”现象，装料时应上松下紧。
高熔点又不易氧化的元素应装在坩埚的中下部高温区,易氧化的元素应在金属液充分脱氧后加人，易挥发元索在熔炼室充以惰性气体，并保持一定的炉膛压力的条件下加人，以中间合金的方式加人更好一些。
装料后封闭熔炼室开始抽真空，真空度达到要求后送电化料。
送电功率应根据炉料中的含气、含氧量来确定。
送电功率与熔融态的放气速率、抽气速率相适应，避免大ffl气体急剧析出，从而导致熔池沸腾剧烈，造成喷溅。
当金属液全部熔化，熔池表面无气泡逸出时，熔炼转入精炼期。
精炼期的主要任务是提高液态金属的纯洁度，为进一步合金化，特别是活泼元素的合金化创造条件。
精炼过程包括了金属的脱氧、除气以及去除挥发性有害微量元素等反应。
同时，调整熔池的温度和进行合金化。
为了缩短熔炼时间，可以在常压下将已熔化的熔体倒入真空炉坩埚中，然后关闭真空室、抽真空、通电精炼。
精炼结束即可进行合金化操作，加入金属时应避免产生喷溅,加完后用大功率搅拌1?2min,以加速合金的培化和分布均句。
电解铜价格电解铜走势图废铜价格2.脱氧真空熔炼,实际上是在相对大气压小得多的压力下进行的熔炼过程。
在真空条件下，由于反应是在不断抽气的低压下进行的，气体产物被随时抽走，这对除气、挥发及一切有气体产物的反应过程十分有利。
真空熔炼的主要冶金反应是蒸发、脱氧和除气。
铸造用纯铜及铜合金的熔炼工艺
铸造用纯铜及铜合金的熔炼工艺【摘要】详细介绍了铸造用纯铜及青铜、黄铜等主要铜合金的熔炼工艺提出了实际生产中应注意的问题供同行参考。
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有关人员参考。
一、纯铜的熔炼所用的熔炼设备中频感应电炉、热电偶、浇包和石墨柑祸等。
1先将柑祸预热至暗红色在增祸底加一层厚度约为30-50mm的干燥木炭或覆盖剂60硼砂十37碎玻璃再依次加人边角余料、废块和棒料最后加纯铜。
2补加的合金元素可放在炉台上预热严禁冷料加人液态金属中。
整个熔化过程中应经常活动炉料以防搭桥。
3升温使合金全部熔化合金全熔后温度达到1200一1220℃时加入占合金液重量0.3一04的磷铜脱氧磷与氧化亚铜发生下列反应生成的P2O5气体从合金中逸出磷酸铜可浮于液面扒渣去除达到脱氧的目的。
另外在脱氧的过程中需不断搅拌。
最后扒渣出炉合金液的浇注温度一般为1100一1200℃二、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。
在普通黄铜的基础加人其他合金元素如硅、铝、锰、铅、铁和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对于铜合金的化学成分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GB1176-1987 几种常用的黄铜熔炼配料化学成分按表1进行并要求炉料应干燥、清洁有污物锈蚀时应进行吹砂清理。
2、炉料配比按照一般的配料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较多在炉料的配比时回炉料的质量分数≥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但回炉料较多时需考虑合金中的杂质是否超标。
液态成形工艺与原理作业与思考题答案(部分)
第二讲1、哪些现象说明金属的熔化并不是原子间结合力的全部破坏？答：以下现象说明金属的熔化并不是原子间结合力的全部破坏：（1）物质熔化时体积变化、熵变（及焓变）一般均不大。
［注意：简答题此部分可略：如金属熔化时典型的体积变化△Vm／V（多为增大）为3～5％左右，表明液体原子间距接近于固体，在熔点附近其系统混乱度只是稍大于固体而远小于气体的混乱度。
］（2）金属熔化潜热比其汽化潜热小得多（1／15～1／30），表明熔化时其内部原子结合键只有部分被破坏。
2、实际液态金属的结构是怎样的？3、名词解释：能量起伏、结构起伏、浓度起伏、粘度、运动粘度、雷诺数、层流、紊流、表面张力和表面能。
答：雷诺数:流体流动时的惯性力Fg和粘性力(内摩擦力)Fm之比称为雷诺数。
用符号Re 表示。
Re是一个无因次量。
层流：流体流动时,如果流体质点的轨迹(一般说随初始空间坐标x、y、z和时间t而变)是有规则的光滑曲线（最简单的情形是直线），这种流动叫层流。
紊流：在一定雷诺数下，流体表现在时间和空间上的随机脉动运动，流体中含有大量不同尺度的涡旋(eddy)。
4、分析粘度的影响因素及其对粘度的影响规律。
5、分析表面张力的影响因素及其对表面张力的影响规律。
第三讲1、流动性与充型能力的联系和区别。
答:区别：①二者概念不同。
铸造工艺学中的流动性指液态金属本身的流动能力，常用规定的铸型条件和浇注条件下的试样的长度或薄厚尺寸来衡量；而充型能力是指液态金属充满铸型型腔，并使铸件形状完整、轮廓清晰的能力。
②影响因素有区别。
流动性是液态金属本身的流动能力，与金属的成分、温度、杂质含量，及其物理性质有关；而充型能力除了取决于金属本身的流动能力外，还受外界条件，如铸型性质、浇注条件、铸件结构等因素的影响。
联系：都是影响成形产品质量的因素。
①流动性好的合金充型能力强；流动性差的合金充型能力亦差，但是，可以通过改善外界条件提高其充型能力。
②可认为合金的流动性是在确定条件（试样结构、铸型性质、浇注条件）下的充型能力。
铜合金的冶炼与铸造工艺
化学氧化处理
通过化学反应在铜合金表面形成一 层氧化膜，提高耐腐蚀性和装饰性 。
04
铜合金的应用领域
建筑领域的应用
01
铜合金在建筑领域的应用主要涉及管道系统、供暖系统、屋顶和外墙 材料等。
02
由于铜合金具有优良的耐腐蚀性和导热性，因此被广泛用于建筑行业 的管道系统，能够保证水质的清洁和管道系统的长期稳定运行。
搅拌器
用于在熔融状态下混合和均匀 化铜合金，保证成分的稳定性 。
模具和浇注系统
用于将熔融状态的铜合金浇注 或注入到铸型中，形成所需的
形状和尺寸。
02
铜合金的铸造工艺
铜合金的铸造方法
砂型铸造
利用砂型作为模具进行 铜合金的铸造，适用于
小批量生产。
熔模铸造
通过制作蜡模后进行熔 脱、焙烧、浇注等工序 ，可生产复杂形状的铜
电解冶炼
利用电解原理将铜和其他 金属元素从其化合物中还 原出来，生成金属单质。
湿法冶炼
通过化学反应将铜和其他 金属元素从其化合物中提 取出来，再进行精炼和提 纯。
铜合金的熔炼设备与工具
熔炼炉
用于熔化铜和其他金属元素， 一般采用电炉或燃气炉。
坩埚
用于盛放熔融状态的铜合金， 具有耐高温、耐腐蚀的特性。
03
在供暖系统中，铜合金的导热性能优异，能够快速传递热量，提高供 暖效率。
04
此外，铜合金还被用于屋顶和外墙材料，具有美观、耐久和防火等特 点。
机械制造领域的应用
01
铜合金在机械制造领域的应用非常广泛，涉及到各 种零部件和工具的制造。
02
由于铜合金具有良好的加工性能和耐磨性，因此被 用于制造各种轴承、齿轮、蜗轮等机械部件。
铜合金的快速熔炼
铜合金的快速熔炼
陈仙笛
【期刊名称】《特种铸造及有色合金》
【年(卷),期】1989()5
【摘要】<正> 我厂接受生产一批铜合金铸件任务:其中ZHMn58-2-2黄铜单件毛重158kg;ZQSn3-12-5青铜单件毛重126kg。
我们用150~#坩埚熔炼时,常需补加一次以上焦炭,熔炼时间均在一小时以上。
对现任务,需200~#以上坩埚,再用原炉,熔炼时间将更长。
这就无法保证铜液质量。
为此需考虑快速熔炼。
快速熔炼工艺: 1.ZQSn3-12-5青铜熔炼工艺将60％硼砂40％碎玻璃组成的覆盖熔剂装入坩埚底部,约为料重3％。
坩埚予热至暗红色后,装4/5锌锭。
【总页数】2页(P56-57)
【关键词】铜合金;熔炼;铸造
【作者】陈仙笛
【作者单位】贵州省六枝矿务局总机厂
【正文语种】中文
【中图分类】TG291
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如镍、铂、锰、铁能增加氢在铜中的溶解度。而与气体亲和力
小的则相反，如锡、铝、锌、铅、镉和磷。
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(3) 挥发性 通常衡量金属挥发性的依据是蒸气压、蒸气热或沸点。一 般而言，在相同条件下，蒸气压高的金属易挥发；蒸气热小、 沸点低的金属易挥发。金属的温度越高，其蒸气压越大，越易 挥发。铜的沸点为2846K，蒸发热为303.5kJ／moI，在1357K时
的蒸气压为4.12×101Pa，1901K时，蒸气压为1.42Pa，都小于
大气压，故铜在熔炼时易于挥发，温度越高，挥发越快。
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(4) 吸杂性 铜与铜合金在熔炼过程中都不可避免地从周围介质中吸收杂
质。例如，在酸性炉衬的熔炉内熔炼铝青铜、铝白铜或含铝、
镍的铜合金时，会使合金中的硅含量增加；又如在含有硫的煤 气或重油燃料的气氛中熔炼铜时，就可能使铜中增硫。再如， 用木炭作为某些白铜熔炼的覆盖剂，在高温下会使白铜熔体增 碳；在米糠或麦麸覆盖下熔炼铜及铜合金时，熔体中的磷含量 也会增加。
铜合金熔炼工艺
——熔炼过程特点
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熔炼过程特性
氧化性
吸气性
铜合金的熔炼特性
吸杂性
挥发性
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(1) 氧化性 众所周知，判断金属氧化性的依据是氧化物生成自由能变 化△fGo，分解压力PO2或氧化物的生成焓△fHo，通常△fGo和 PO2值越小，元素越易于氧化。在熔炼温度下(1000℃时)CuO的 分解压PO2为1.01 ×10-2Pa，远远小于大气中氧的分解压2.1 × 104Pa，因此，在大气中熔炼铜和铜合金时，其氧化是不可避 免的。
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(2) 吸气性
在铜熔体中，气体的溶解度随着温度的升高而增大。因此， 在熔炼过程中，熔炼温度越高，铜液的吸气量越大。故此，在
满足精炼效果及浇铸温度的前提下，应注意防止熔体过热及高
温长时保温。实验结果表明，在多元素铜合金熔炼中，与气体 有较大亲和力的合金元素