铸造铜及铜合金的熔炼

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铜锭热熔角度

铜锭热熔角度

铜锭热熔角度铜锭热熔角度铜锭热熔角度是指在熔炼铜锭的过程中,所需的特定角度。

铜锭是由纯铜或铜合金通过熔炼、铸造等工艺制得的一种金属锭。

在铜锭的生产过程中,熔炼是至关重要的环节。

而熔炼过程中所需的角度对于铜锭的质量和品质起着决定性的作用。

首先,铜锭的熔炼角度必须严格控制在合适的范围内。

在铜锭的熔炼过程中,角度的选择可以影响铜锭的附着性、结晶性和纯度。

过大或过小的角度都会导致铜锭的质量下降。

因此,确定适当的熔炼角度非常重要。

其次,铜锭热熔角度的选择需要考虑多个因素。

首先是熔炼方式。

常见的铜锭熔炼方式有火法熔炼和电炉熔炼两种。

在火法熔炼中,角度的选择较为灵活,可以根据具体情况调整。

而在电炉熔炼中,由于炉内空间有限,角度的选择相对困难。

其次是熔炼温度。

铜锭熔炼的温度通常较高,需要达到数百摄氏度甚至更高。

这种高温环境对于熔炼角度的选择带来了一定的挑战。

过大的角度可能导致铜锭熔炼不均匀,影响铜锭的质量。

而过小的角度则可能造成熔炼过程的不顺利。

另外,铜锭热熔角度的选择还需要考虑材料的特性。

不同的铜锭材料具有不同的熔点和热传导性能。

这些特性对于角度的选择有一定的限制。

合理的角度可以提高材料的熔化效率和纯度,从而提高铜锭的质量。

总结起来,铜锭热熔角度是一个非常重要的影响因素。

在确定熔炼角度时,需要考虑熔炼方式、熔炼温度和材料特性等多个因素。

只有选择合适的角度,才能保证铜锭的质量和品质。

铜锭的生产过程中,熔炼角度的控制是至关重要的一环,对于铜锭的生产具有重要意义。

铜锭热熔角度的影响因素还包括熔炼时间和熔炼设备的性能。

铜锭的熔炼时间是指将铜材料加热至熔点并保持一定时间。

熔炼时间的长度取决于铜锭的大小、材料的性质以及熔炼设备的性能。

过长的熔炼时间可能导致铜锭的质量下降,而过短的熔炼时间则可能导致铜锭的熔化不完全。

此外,熔炼设备的性能也对铜锭热熔角度的选择有一定影响。

熔炼设备的性能包括加热效率、温度控制精度和熔炼能力等。

铜冶炼工艺(3篇)

铜冶炼工艺(3篇)

第1篇一、引言铜是人类历史上最早使用的金属之一,具有优良的导电性、导热性、耐腐蚀性和可塑性。

随着科技的进步和工业的发展,铜在各个领域的应用越来越广泛。

铜冶炼工艺是指从铜矿石中提取铜金属的一系列物理和化学过程。

本文将详细介绍铜冶炼工艺的原理、流程以及主要设备。

二、铜矿石的类型铜矿石主要分为两大类:硫化铜矿石和氧化铜矿石。

硫化铜矿石主要含有黄铜矿(CuFeS2)、辉铜矿(Cu2S)等硫化物,氧化铜矿石主要含有赤铜矿(Cu2O)、孔雀石(CuCO3·Cu(OH)2)等氧化物。

三、铜冶炼工艺流程1. 铜矿石破碎与磨矿铜矿石破碎与磨矿是将铜矿石从原生矿石中分离出来的第一步。

通过破碎机将矿石破碎成一定粒度,再通过磨矿机将矿石磨成细粉,以利于后续的浮选和冶炼。

2. 浮选浮选是将铜矿石中的硫化物和氧化物进行分离的过程。

将磨好的矿石加入浮选剂,通过调整pH值和搅拌,使硫化物与水形成泡沫,从而实现铜矿物与其他矿物的分离。

3. 精选精选是将浮选得到的铜精矿进行进一步处理,以提高铜的品位。

精选方法有火法精选、湿法精选等。

4. 炼铜炼铜是将精选后的铜精矿进行熔炼,提取铜金属。

炼铜方法主要有火法炼铜、湿法炼铜等。

(1)火法炼铜火法炼铜是将铜精矿在高温下进行熔炼,使铜与硫反应生成硫化铜,然后通过吹炼氧化硫化铜,使铜转化为氧化铜。

火法炼铜主要包括熔炼、吹炼、精炼等过程。

熔炼:将铜精矿加入熔炼炉中,加入助熔剂(如石灰石)和燃料(如焦炭),在高温下熔炼,使铜精矿中的硫化物转化为硫化铜。

吹炼:将熔炼得到的熔融硫化铜吹入转炉中,通过吹入空气,使硫化铜氧化成氧化铜,同时将硫氧化成二氧化硫气体排出。

精炼:将吹炼得到的氧化铜熔融,加入氧化剂(如氧气)和还原剂(如碳),使氧化铜还原成铜金属,同时将杂质氧化去除。

(2)湿法炼铜湿法炼铜是将铜精矿经过溶解、氧化、结晶等过程,提取铜金属。

湿法炼铜主要包括浸出、氧化、结晶、电解等过程。

浸出:将铜精矿加入浸出槽中,加入浸出剂(如硫酸、硝酸)和氧化剂(如氧气、空气),使铜精矿中的铜溶解于浸出剂中。

铜冶炼的历史与技术进展介绍

铜冶炼的历史与技术进展介绍

采矿和选矿
随着采矿和选矿技术的进 步,铜矿石的开采和选矿 效率得到提高,为铜冶炼 提供了充足的原料。
环境保护
随着环境保护意识的提高 ,铜冶炼过程中开始采取 措施减少对环境的污染。
现代铜冶炼
高效率、低能耗
现代铜冶炼技术不断改进 ,实现了高效率、低能耗 的生产,提高了经济效益 。
环保要求
随着全球环保意识的提高 ,铜冶炼过程中的环保要 求越来越严格。
随着全球经济的发展,特别是新兴市场的崛起,铜冶炼行业面 临巨大的市场需求和发展机遇。
05
铜冶炼的挑战与对策
资源短缺问题
总结词
随着全球铜需求的不断增长,资源短缺问题日益严重,成为铜冶炼行业面临的 主要挑战之一。
详细描述
随着经济的发展和人口的增长,全球铜需求量不断攀升,而铜矿资源却日益枯 竭,导致资源短缺问题愈发突出。为了应对这一问题,企业需要加大勘探力度 ,寻找新的铜矿资源,同时提高资源利用率,减少浪费。
回收,具有环保、节能等优点,但操作条件苛刻、金属回收率较低。
智能化铜冶炼技术
自动化控制技术
物联网技术
利用自动化控制系统对铜冶炼过程中 的各项工艺参数进行实时监测和调控 ,提高生产效率和产品质量。
利用物联网技术实现铜冶炼设备的远 程监控和智能化管理,提高设备运行 效率和安全性。
数据分析技术
通过数据分析技术对铜冶炼过程中的 各种数据进行分析和挖掘,为生产决 策提供科学依据。
湿法冶炼
总结词
利用化学反应将铜从矿石中溶解在溶液 中,再通过电解沉积的方法将铜提取出 来。
VS
详细描述
湿法冶炼是20世纪中叶以后发展起来的 铜冶炼技术,其基本原理是利用酸、碱或 盐类的溶液,将铜从矿石中溶解出来,再 通过电解沉积的方法将铜还原沉积出来。 湿法冶炼的优点是能耗低、环境污染小, 适用于处理低品位、复杂难处理矿石。但 湿法冶炼的生产效率相对较低,成本较高 。

铸造合金及其熔炼复习摘要

铸造合金及其熔炼复习摘要

铸造合金及其熔炼复习思考题铸铁及其熔炼1.什么是Fe-C双重相图,那一个相图是热力学稳定的,如何用双重相图来解释同一化学成分的铁水在不同的冷却速度下会得到灰口或白口,硅、铬对双重相图共晶临界点各有何影响?2.什么是碳当量、共晶度,有何意义。

3.分析片状石墨、球状石墨、蠕虫状石墨与奥氏体的共晶结过程和形成条件。

4.铸铁固态相变有那些,对铸铁最终组织有何影响?5.冷却速度、化学成分(C、Si、Mn、Cr、Cu等)对铸铁的一次结晶和二次结晶有何影响?6.灰铸铁中石墨的分布形态有那几种,对铸铁的性能有何影响,从化学成分、冷却速度及形核等方面说明其形成条件。

7.灰铸铁的基体和非金属夹杂物有那些类型,对铸铁的性能有何影响?8.灰口铸铁的性能有何特点?与其组织有何关系?汽车上那些铸件采用灰口铁生产?9.影响灰铸组织、性能的因素有那些,根据组织与性能的关系分析提高灰铸铁性能的途径和措施。

10.灰铸铁孕育处理的目的是什么,有那些作用,孕育铸铁化学成分的选择原则是什么,提高孕育效果有那些途径和措施?11.说明球墨铸铁生产的工艺过程,其化学成分选择的原则是什么,与灰口铸铁有何不同?12.球墨铸铁的球化剂和球化处理方法有那些?13.球铁凝固组织中为何易于出现自由渗碳体,如何消除自由渗碳体?14.根据铸铁组织形成原理分析在铸态下获得高韧性、高强度球墨铸铁的途径与措施。

15.球墨铸铁比灰口铸铁易出现缩孔、缩松缺陷,分析其原因和防止措施。

16.铸铁的热处理有何特点,生产上球墨铸铁采用那些热处理工艺?17.蠕墨铸铁有何性能特点?18.蠕墨铸铁的化学成分选择与灰铁和球铁有何不同,蠕化剂和蠕化处理工艺有那些?19.简述可锻铸铁生产工艺过程,化学成分选择原则,为何对于薄壁小件采用可锻铸铁生产有优越性?20.减摩铸铁与抗磨铸铁的组织要求有何不同,常用减摩铸铁和抗磨铸铁有那些?21.提高铸铁的耐热性能的途径和措施有那些?常用耐热铸铁有那些?22.提高铸铁的耐蚀性能的途径和措施有那些,硅、铭、铬三元素在耐热铸铁及耐蚀铸铁中的作用是什么?23.简述冲天炉的结构与熔炼的一般过程。

铜的冶炼工艺流程

铜的冶炼工艺流程

铜的冶炼工艺流程
铜的冶炼工艺流程如下:
1. 原料准备:将含铜的矿石进行破碎和磨细,以便提高矿石的表面积。

2. 矿石浸出:将破碎后的矿石浸入酸性溶液中,使溶解的铜离子进入溶液中,通常使用硫酸浸出。

3. 溶液净化:对浸出液进行净化处理,去除杂质和有害元素。

常用的净化方法包括中和沉淀、溶解和再结晶等。

4. 电解精炼:通过电解方法将铜离子还原成铜金属。

在电解槽中,将浸出液作为电解质,两个电极(阴极和阳极)之间施加电压。

阴极上析出纯铜金属。

5. 精炼和合金化:对铜金属进行再次熔炼和精炼处理,以去除残余杂质和改变铜的性质。

同时,可以加入其他金属元素来制备铜合金。

6. 铸造和加工:将精炼后的铜或铜合金进行铸造成板、棒、管、线等形状,然后通过切割、锻造、冷轧、拉拔等工艺进行加工,得到所需的铜制品。

总的来说,铜的冶炼工艺包括原料准备、矿石浸出、溶液净化、电解精炼、精炼和合金化、铸造和加工等步骤。

每个步骤都有其独特的工艺和设备。

铜的加工冶炼工艺流程

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。

铜奔马的铸造方法

铜奔马的铸造方法

铜奔马的铸造方法铜奔马,即铜制的奔马雕塑,是一种具有较高艺术价值和文化内涵的工艺品。

铜奔马的铸造方法主要包括模具制作、熔铸、修整和表面处理等过程。

以下将详细介绍铜奔马的铸造方法。

首先,铜奔马的铸造过程始于模具制作。

模具制作是整个铸造过程的关键环节。

通常采用的是金属铸型法,即以特制的铜模具为基础进行铸造。

制作模具的材料通常为硅灰石,具有良好的耐高温性能和流动性。

根据奔马雕塑的设计要求,将铜模具分为若干个零件,并根据奔马的形状和尺寸进行精确的加工。

接下来是熔铸过程。

熔铸是将铜材料熔化后倒入模具中,使其成型的过程。

首先,选择合适的铜料,一般采用黄铜或红铜等铜合金作为材料,因其具有较高的可塑性和耐腐蚀性。

铜料经过熔炼后,将得到的熔融铜倒入预先准备好的模具中。

在倒铸的过程中需要控制好温度和速度,以保证铸造品的质量。

然后是修整过程。

修整是将铸造完成的奔马雕塑进行一些切割和修整,使其更加完美的过程。

首先,我们需要将奔马雕塑从模具中取出,并去除掉外部的附着物。

然后使用切割工具将雕塑与模具分离。

接着,根据设计要求进行必要的修整,使其外形更加精细完美。

最后是表面处理过程。

表面处理是为了增强奔马雕塑的美观效果和耐用性。

首先,通过抛光技术使奔马表面变得光滑平整,以去除表面的瑕疵和不平整。

然后,可以进行表面装饰,如喷涂上一层抗腐蚀的涂料或者进行铜饰加工等。

最后进行染色处理,为奔马雕塑增添一些艺术感和独特的色彩。

总结起来,铜奔马的铸造方法主要包括模具制作、熔铸、修整和表面处理等过程。

通过以上的步骤,我们可以得到一件具有高艺术价值和文化内涵的铜奔马雕塑。

铜奔马作为一种传统的工艺品,通过多个工序的精心制作,凝聚着铸造师们的智慧和艺术才华。

它不仅是一种靓丽的装饰品,更是一种文化的传承和艺术的展示。

铸造合金及熔炼思考题

铸造合金及熔炼思考题

第一篇铸造有色合金及其熔炼思考题及参考答案1.基本概念:屈服强度、抗拉强度、固溶强化、时效强化屈服强度就是指金属对起始塑性变形的抗力;抗拉强度是代表最大均匀塑性变形抗力的指标;固溶强化是指形成固溶体使合金强化的方法;时效强化是指通过热处理利用合金的相变产生第二相微粒,造成的强化。

2.金属材料的强化机制主要有哪些,对强度和塑性有什么影响?晶界强化、固溶强化、分散强化、形变强化、复合强化。

形变强化与粒子强化在强度提高时,塑性会显著降低;固溶强化在强度提高时塑性还能保持较好的水平;晶界强化时,细化晶粒提高强度也改善塑性。

3.铸造合金的使用性能有哪些?机械性能、物理性能和化学性能4.铸造合金的工艺性能有哪些?铸造性能、熔炼性能、焊接性能、热处理性能、机加工性能5.基本概念:变质处理、机械性能的壁厚效应所谓变质处理是在熔融合金中加入少量的一种或几种元素(或加化合物起作用而得),改变合金的结晶组织,从而改善合金机械性能。

这种随铸件壁厚增加而使机械性能下降的现象,称为机械性能的壁厚效应。

6.铝硅合金进行变质处理的原因及方法?原因:铝硅合金中的硅相在自发非控制生长条件下会长成粗大的片状,这种形态的脆性相严重割裂基体,大大降低合金的强度和塑性,为了改变这种状况,必须进行变质处理。

方法:生产上常在合金液中加入氟化纳与氯盐的混合物来进行变质处理,加入微量的纯钠也有同样效果。

7.镁、铜、铁和锰对铝硅合金组织和性能的影响?1)镁:少量的镁,即能大大提高抗拉和屈服强度,随着镁量增加,强化效果不断增大,强度急剧上升,而塑性下降;2)铜:使铝硅合金强度显著增加,但伸长率下降,提高合金的热强性;3)铁:恶化了合金的机械性能,特别是塑性,同时降低了合金的抗蚀性;4)锰:在Al-Si合金中加入锰,可大大降低Fe的危害。

8.Al-Si类活塞合金多为共晶及过共晶合金的原因?活塞材料要求具有高的热强性和耐磨性,低的线膨胀系数和密度。

共晶及过共晶合金铝硅合金中含有大量共晶和初生硅硅,可以保证合金有良好的铸造性能和低的线胀系数,并提高强度、耐磨性、抗蚀性。

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铸造铜及铜合金的熔炼第一章炉料和配料第一节金属熔炼损耗定义:金属熔炼损耗指熔炼过程中,金属的挥发、氧化烧损、与炉衬作用的消耗等全部损耗的总和。

一、挥发在熔炼过程中,金属的挥发是难以避免的,特别是一些易挥发元素有时会因挥发损失过大致使控制成分发生困难;故在熔炼工艺上应视情况采取相应措施。

挥发损失主要取决于金属的蒸汽压;此外,与其浓度和氧化膜性质、熔炼温度和时间、炉气性质和压力、熔炼设备和炉膛面积等因素有关。

金属的蒸汽压随温度的升高而增加。

金属的蒸汽压愈大或沸点愈低,挥发损失愈大。

提高金属的熔炼温度,其蒸汽压和挥发损失也相应增加。

在实际生产中,一般熔炼温度越高、时间越长、易挥发的元素含量越多、炉膛内气压越低、熔池面积越大、覆盖条件越差、挥发损失就越大。

铝、铍等在熔池表面形成保护性氧化膜,能显著减少合金中易挥发成分的损失。

熔炼设备对金属挥发影响较大,一般感应电炉的挥发损失较少,而反射炉的损耗较大。

常见元素的蒸汽压从大到小排序:Hg > As > Cd > Zn > Mg > Ba > Ca > Sb > Bi > Pb > Al > Ag > Sn > Cu > Si > Au汞砷镉锌镁钡钙锑铋铅铝银锡铜硅金二、氧化烧损熔融金属中合金元素的氧化烧损,与合金元素对氧的亲和力及含量有关,凡与氧的亲和力比基体金属大、表面活性强的元素,必然易于烧损;如铜合金中的铝、锆、钛、硅、锰、铬、锌、磷、铅等,均比铜更易氧化烧损。

所以,从各种合金元素对氧的亲和力及氧化膜的性质,便可估计出合金元素氧化烧损的趋势。

三、其他金属损耗1、熔融金属或金属氧化物与炉衬材料之间的化学作用,造成金属损耗。

2、金属在熔炼时,熔融金属因静压力作用可能渗入炉衬缝隙,而导致高温区局部熔化,使渣量及渣中金属损耗增加,这种情况在新炉开始生产和炉子快损坏时较易出现。

此外,机械混入渣中的金属,以及扒渣、飞溅等也造成金属损失。

四、降低熔炼损耗的方法:1、选用熔池面积小的炉子熔炼。

如采用工频炉代替反射炉。

2、制定合理的操作规程。

易氧化、挥发的合金元素应制成中间合金在最后加入,或在熔剂覆盖下熔化。

装料时要做到炉料合理分布,尽量采用高温快速熔化,缩短熔炼时间。

熔炼黄铜时采用低温加锌。

3、碎屑散料应制成捆或团使用。

4、正确控制炉温。

在保证熔融金属的流动性及其它工艺要求的条件下,选择适当的熔炼温度。

5、炉气一般以控制微氧化性气氛较好;6、选用覆盖剂可防止金属氧化和减少挥发损失。

含有铝、铍等元素的合金,由于能在熔融金属表面形成致密的氧化膜,一般不再加覆盖剂;但操作中应注意勿使氧化膜遭到破坏;7、正确选择覆盖剂或熔剂,使具有足够的流动性和覆盖能力,同时采取高温扒渣、捞渣等措施,降低渣中金属损耗。

8、利用脱氧剂使基体金属的氧化物还原。

(*)9、采用真空熔炼或保护性气体熔炼。

第二节杂质的控制一、杂质的来源在熔炼过程中,大多数杂质是金属从炉衬、炉气、熔剂、炉渣、操作工具等方面吸收的。

如炉衬材料选用不当时,在熔炼温度下,金属就会与炉衬相互作用,不仅降低炉衬寿命,而且会使某些杂质进行金属。

如在酸性炉衬的工频炉中熔炼铝青铜时,会使合金增硅。

燃料不纯时也会增加杂质,如用含硫高的煤气或重油作燃料时,在加热和熔炼铜、镍的过程中,会因下列反应而增硫:Cu + S = Cu2SNi + S = Ni3S当铜和铜合金用米糠作覆盖剂,镍和镍合金用稻草灰作覆盖剂时,都会使金属增磷。

从炉衬、炉气、覆盖剂或熔剂中吸收的杂质,虽然每次熔炼所吸收的量很小,但由于部分炉料经反复使用,杂质含量也有可能逐步积累增多,甚至造成报废。

许多杂质在熔炼中的烧损比合金的组成元素少,反复回炉熔炼会使杂质相对含量增加。

因此,生产中新金属与旧料的使用量一般保持一定比例,使杂质不超过一定含量。

此外,变料时洗炉不彻底,炉料管理不善,原料的混料等都会使金属中杂质增多。

二、控制杂质的途径1、加强炉料管理,杜绝混料2、在可能条件下,新金属和旧料搭配使用,旧料的使用量不超过炉料的50%;3、变料时,必须按金属的杂质要求,准确计算洗炉次数;4、选用化学稳定性高的耐火材料。

如镍合金用镁砂炉衬,铝青铜用中性炉衬等;5、与熔融金属接触的工具,尽可能采用不易带入杂质的材料,或用涂层保护。

第三节炉料炉料包括:新金属、厂内旧料、外来废料、二次重熔料、中间合金等。

1、新金属:电解铜、电解镍、电解锌、电解锡2、厂内旧料:包括熔铸车间的残料、洗炉料和废品,铸锭加工的锯屑和切削屑,加工车间返回的残屑、残料及边角料等。

(废梗、刨花、铜渣)3、外来废料:如紫铜、白铜角料、火烧铜4、二次重熔料:铜块装料顺序及原则:1、炉料入炉前应检验化学成分及杂质含量;2、炉料应该清洁干燥、无尘土、油污、腐蚀物3、为装炉方便,锭块要堆垛整齐,边角料要打包制团,散料应装入料斗等,以减少装炉时间。

原则:1)炉料中总质量最多的金属应最先入炉,即基体金属首先入炉。

如熔炼铜合金时,先熔铜。

2)易氧化,易挥发的合金元素,应留到最后装炉和熔化。

3)合金熔化放出大量热的金属,不应单独加入,而应与预先留下的基体冷却料同时加入。

如将铝加入到铜液中,所放出的热量,可使局部温度升高200度以上。

4)一般两种熔点相差较大的金属,应先装入易熔金属,然后再加入难熔金属,利用难熔金属的熔解作用,使其逐渐溶解于低熔点金属中。

如熔炼白铜时,由于铜(1083)的熔点比镍(1451)低出较多,故先熔铜后加入镍,只需在1250-1270时镍可全部熔化。

如硅青铜熔炼时,将硅和锰先熔化在感应炉起熔体中,合金熔体含气量大为减少。

第四节中间合金一、使用目的与要求1)便于加入某些熔点高、易氧化燃烧或挥发的元素到合金中去;2)有利准确控制合金的化学成分;3)避免金属液过热,减少熔炼损耗;4)缩短熔化时间。

第二章熔炼与铸造第一节除气和脱氧一、气体的来源能溶解于金属中的气体,主要是氢和氧。

在熔炼过程中,气体的主要来源有:1、炉气:非真空熔炼时,炉气是金属中气体的主要来源。

在炉气中除含有氧、氮外,还含有水汽、氢、一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫和碳氢化合物等。

炉气的成分随使用的燃料和燃烧的情况的不同而变化;如以重油或煤气做燃料的反射炉或坩埚炉中,常含有5-10%的水汽和较多的氢、一氧化碳等。

2、炉料:电解金属表面大都有残留电解液,加工车间返回料大都含有油、水、乳液等。

外来废料大都有水腐蚀物、锈蚀等。

特别是露天堆放和潮湿季节,炉料表面吸附有水分。

这些都会使金属在熔炼过程中吸收较多的氢。

3、耐火材料:耐火材料中所含水分也能促使金属吸气,新炉开始生产时尤为严重。

4、熔剂:许多熔剂都带有水分,其中一些(如木炭、米糠等)含有吸附的水分,有些熔剂(如硼砂)本身带有结晶水。

为减少熔炼过程中气体的来源,熔剂应进行干燥或脱水处理。

5、操作工具:操作工具预热不彻底,也会增加金属的含气量。

二、气体的溶解过程及溶解度气体在金属中溶解度:金属在固体时,气体的溶解度很小,随着温度的上升溶解度缓慢增加,到熔点温度时溶解度急剧增加,继续提高熔融金属的温度,气体溶解度继续增加,到某一最大点后开始下降,到金属的沸点温度时,气体溶解度几乎等于零。

不同的合金元素对气体在合金中的溶解度的影响也不同,某些元素如镍等与气体有较大的结合力,使合金中的气体的溶解度增加。

另上些元素如铝、锡等能使气体在合金中的溶解度降低。

铜合金中合金元素对氢气溶解度的影响如下:Cu+Ni > Cu+Pb > Cu+Ag > Cu+Au > Cu+Sn > Cu+Al三、除气方法:1、气体除气法:一种为惰性气体(如N2等),另一种是活泼气体(如Cl2等)气泡越小,数量越多,对除气是有益的。

但由于气泡上浮的速度大,通过熔体的时间短,且气泡不可能均匀分布于整个熔体中,故用此法除气不容易彻底;随着熔体中含氢量的减少,去气效果显著降低。

2、熔剂除气法:熔剂除气是利用熔盐的热分解或与金属进行置换反应,产生不溶于熔体的挥发性气泡而将氢除去。

如铝青铜常用冰晶石熔剂除气,白铜和镍合金常用萤石、硼砂、碳酸钙等熔剂除气。

熔剂精炼时,一般将干燥的熔剂用带孔罩压入熔池中。

为了提高除去效果,也可采用干燥氮气将粉状熔剂吹入熔池中。

熔剂在除气的同时,还可去渣。

3、沸腾除气:在工频炉熔炼高锌黄铜时常用的一种方法。

但需具备两个条件:一是高锌黄铜的沸腾温度较低,二是熔沟部分熔体温度较高。

铜锌合金的沸腾温度随锌含量的增加而降低。

由于工频炉中熔沟部分熔体温度最高,首先形成锌的蒸汽泡随即上浮。

伴着熔池温度的升高,炉膛内的蒸汽压也随逐渐提高;当温度升高到整个熔池接近锌的沸点时,甚至使整个熔池表面出现冒泡。

当熔池上面的蒸汽压升高到超过大气压时,锌蒸汽便向炉口喷出,被氧化燃烧,形成沸腾的喷火现象。

次数越多,除气效果越好,一般2-3次即可。

含锌量小于20%的黄铜,不能利用沸腾除气。

缺点在于低沸点金属元素(如锌等)损耗较大。

4、其他除气法:1)冷凝除气;2)振荡除气;3)直流电解除气四、脱氧过程使金属熔体中的氧化物还原而除去氧的过程称为脱氧。

熔融金属及合金中的脱氧过程属于置换反应,凡在操作条件下,能从熔融金属中取得氧的任何物质,即氧化物的分解压比被脱氧金属氧化物的分解压为低的元素,一般都可作为脱氧剂。

五、脱氧剂分为表面脱氧剂和溶解于金属的脱氧剂两种。

表面脱氧剂基本上不溶于金属,脱氧作用仅在与金属接触的表面进行,脱氧速度较慢。

它的优点不溶于金属,脱氧剂不会影响金属的质量。

常用的表面脱氧剂有:碳化钙、硼化镁、木炭、硼(B2O3)等。

溶于金属的脱氧剂,能在整个熔池中与熔融金属中的氧化物相互作用,脱氧效果好得多。

缺点是剩余的脱氧剂将留于金属中而影响金属的性能。

常用的脱氧剂有:磷、硅、锰、铝、镁、钙、钛、锂等。

这些元素可以中间合金的形式加入。

脱氧反应所产生的细小固体氧化物,使金属的粘度增大,或成为金属中分布不均匀的夹杂物,故应控制加入量。

对脱氧剂的要求:1. 对金属或合金的性能无害。

2. 脱氧产物最好不溶于熔融金属,且容易除去。

3. 脱氧剂应足够活泼,即脱氧产物应与熔融金属在比重和熔点上有较大的差别。

铜磷中间合金除能脱氧外,并能改善合金的流动性,在铜合金生产中应用较广。

第二节精炼1、氧化精炼2、除渣精炼3、熔剂:使用熔剂的作用是:防止吸气、氧化;除气、除渣;细化晶粒;通过熔剂加入某些元素。

熔剂按用途分覆盖剂、精炼剂、氧化剂、还原剂、变质剂。

按化学性质又分为酸性、碱性、中性三大类。

酸性熔剂如硼砂、硅砂等,用来除去碱性和中性如氧化物;而碱性熔剂如苏打、碳酸钙,则用以除去酸性及中性氧化物;中性熔剂有碱金属、碱土金属的氯盐和氟盐,如KCL、NaCl、CaCl2、CaF2等以及木炭、米糠、玻璃等。

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