纯铜的熔炼

纯铜的熔炼工艺
纯铜的熔炼过程要比其他的铜合金复杂的多，铸造工艺方法难以掌握，其主要问题是脱氧、排气、除渣不彻底，铸造工艺和浇注方法不合理，很容易产生铸件缩孔、裂纹、氧化等缺陷使铸件报废。

能否生产出高质量的纯铜铸件，熔炼最为关键，要严格控制好熔炼的每个环节。

首先，金属炉料必须保持干净无油污和氧化，非金属材料必须保持干燥，木炭必须彻底烘干。

将干燥的木炭或者自制的覆盖剂加入到熔炼炉坩埚的低部，加入量以能覆盖住铜液表面后 5 0 ～1 0 0 mm厚度为宜，加入纯铜前先将熔炼炉预热8 ～l 0 min使炉膛温度达到4 0 0 ～6 0 0℃，然后加入纯铜开始熔炼，熔炼过程中，由于木炭或者自制覆盖剂不断燃烧损失要随时补加并保持高度，防止铜液暴露被氧化，当铜液温度升至l 1 8 0 ～l 210℃时，用磷铜( 加入量占铜液总重量的0.3 ％- - , 0.5 ％)合金预脱氧，磷铜合金用石墨钟罩压人铜液底部并轻轻摆动，之后温度升至l220℃左右，分2 ～3次用石墨钟罩加入纯镁( 占铜液总重量的0.05 ％～0.3 ％) ，纯镁尽量加入到距坩埚底
部100mm深处，使铜液彻底沸腾起来后，让铜液中的氧化铜质很快从铜液中上浮，净化铜液，一般经过磷铜预脱氧和纯镁二次脱氧后，铜液能满足要求。

但是往往有一些纯铜的含氧量( 0 .0 4％以上)比较高，两次脱氧还不能达到要求，然后进行第三次脱氧，第三次脱氧就不能用磷铜和纯镁，只能用纯锌改性脱氧，这
时只要加入占铜液总重量0 .0 5 ％～0 .15 ％的纯锌就能
满足要求，锌的加入量不能过多，因为锌能固熔到纯铜里面，降低纯铜的导电性能。

也可以用干燥的惰性气体( 压力0.1 5 - - - 0.2 MP a )用石墨管插入坩埚底部翻腾铜液达到排气清渣之目的。

如果第三次脱氧不成功，该炉铜液不能再处理或者强行浇注铸件，可以加入其它合金材料熔炼相应牌号的铜合金，也可以浇注成纯铜锭，配制青铜和黄铜合金。

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)先将坩埚预热至暗红色, 在坩埚底加一层厚度约为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%一0,4%的磷铜脱氧, 磷与氧化亚铜发生下列反应：5Cu2 O+2 P=P2O5+10Cu
Cu2 O+ P2O5 =2CuPO3
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、炉前检验
炉前检验的方法很简单但非常重要而实用千万不可省略。

熔炼完毕的合金液先浇注含气量试样(Φ5 0mm～Φ30m m~Φ50 mm的倒圆台砂型或金属型)用木板刮去试样表面的氧化皮看其表面的变化情况，若试样表面平整或者轻微下凹、中间部位有轻微撕裂，表面呈灰黑色并有不规则皱皮，证明脱氧排气彻底，合金液合格；若试样表面中问部位凸起，或者中间有爆花状撕裂纹，证明脱氧排气不好，合金液不合格，必须重新加入适量的纯镁脱氧排气或者清渣。

待合金液合格后再浇注弯角试样(R10mm~ 120 mm的半圆长条型) ．待冷却至3 0 0℃左右时( 试样表面完全变黑) 淬水，然后敲断看其断口宏观组织，合格的断口平整呈砖红色，组织细密，成分均匀，无偏析和夹渣，折断弯角在1 2 0°以上，证明材料的力学性能合格，可以浇注铸件。

若断口晶粒粗大，砖红色数量很少，颜色发灰，表面黑色氧化皮过厚，表明脱氧不彻底，再加入适量的纯锌彻底脱氧，再次炉前检验，合格后浇注。