铜合金铸造的熔炼工艺

铸造铜是在有色金属实际生产中运用最广的材料之一 。铸造铜分为铸造紫铜（纯铜）和铸造铜合金两类。常用的铸造铜合金分为两大类, 即铸造黄铜和铸造青铜。

无论是砂型铜合金铸造还是熔模铜合金铸造, 熔炼都是铜铸造生产中至关重要的一环,各种铸造铜合金的熔炼有相同之处, 又有不同之处, 青岛铸铜厂[景顺诚]在多年的生产实践中, 总结了铸造铜合金的熔炼工艺经验, 供铸造铜行业的小伙伴们参考。

1、铸造铜合金的配料及金属炉料要求

对于铸造铜合金的化学成分, 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, 并要求炉料应干燥、清洁, 有污物锈蚀时应进行吹砂清理。

2、铸造铜合金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,我们考虑到铸造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, 化学光谱分析证明铜铸件的成分合格, 但回炉料较多时需考虑合金中的杂质是否超标。

3、金属炉料的准备

3.1、回炉料是同牌号的废铜铸件、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。

3.2、紫铜经吹砂去除污物, 在500一550℃预热去除水分后才能装炉首批冷炉熔化可随炉预热。

3.3、纯金属元素人炉前可在炉边预热。金属炉料的最大块度不应超过坩埚直径的13, 长度不应超过坩埚深度的45。

4、坩埚和熔炼设备及工具的准备

4.1、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应将内表面的熔渣清理干净。

4.2、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。

4.3、用耐火材料及石墨做成的搅拌棒必须彻底清理掉残余涂料和锈迹, 并涂敷一层耐火材料或刷涂料后烘干待用。

4.4、锭模在使用前必须彻底清理干净, 敷涂料后预热至100-150℃待用

5、覆盖剂及熔剂的准备

5.1、木炭应装人密封的烘箱内, 在不低于800℃烘烤4h,  待用时要防止吸潮。

5.2、覆盖剂由63%硼砂+37%碎玻璃组成, 也可用干燥木炭作覆盖剂, 但均要求干燥并去除其中的杂物。

6、铸造铜合金熔炼工艺过程

6.1、先将坩埚预热至暗红色, 并在其底部加入20-40厚木炭。

6.2、加人紫铜并在迅速升温熔化后, 按先熔点高后熔点低的顺序加入中间合金（如有配入时）, 最后再加回炉料, 同时应补加木炭, 以保证合金液面不暴露在空气中。

6.3、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℃时加入磷铜以占铜液重量的（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铸件。

6.4、按各铸造铜合金牌号成分要求分别补加合金元素在1100一1120℃加人铝铜中间合金;在1100一1150℃停电分批加人纯锌、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。

6.6、熔炼两种不同牌号的铸造铜合金, 其化学成分有影响时, 中间应进行洗炉。例如, 用熔炼过铝青铜的坩埚和工具再来熔化锡青铜, 而坩埚和工具会含有铝元素,虽然铝在铝青铜里是合格的成分, 但在锡青铜里却是最有害的元素。

根据青岛铸铜厂[景顺诚]的多年铸铜经验发现，一般的铸造铜合金经过脱氧后, 即可获得合格铜铸件。但对于铝青铜、铝黄铜、硅青铜等, 易氧化生成高熔点氧Al2O3、SiO2, 使铸件形成夹渣, 需经过精炼才能去除, 常用精炼剂有：60%氯化钠+40%冰晶石或20%冰晶石+20%氟石+60%氟化钠（质量分数）。

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