專利名稱：一種銅及銅合金熔煉用精煉劑的制作方法
技術領域：
本發明屬于銅及銅合金加工技術領域，涉及一種新型銅及銅合金熔煉用精煉劑的成分及其制備方法。
背景技術：
銅及銅合金熔煉過程中常含有氫、氧、硫、鉛、鉍和砷等雜質元素，這些雜質元素對銅的熱傳導性能和加工性能有很大的影響。例如氧和硫易引起鑄件“冷脆”，鉛、鉍等易導致材料“熱脆”，而氫是銅中最常見、危害最大的氣體，將導致管材大量起泡，產生嚴重的質量事故。在銅及銅合金熔煉過程中加入適量精煉劑可以起到除氣清渣、細化晶粒的作用。 目前，銅及銅合金在精煉時除氫方法有通惰性氣體除氫、氧化除氫和熔劑除氫等，但存在除氫設備成本高、效率低等問題。常見的脫氧方法有磷、鋰、硼、鎂等，而脫氧時又存在磷會強烈降低銅的導電性能，鋰價格昂貴且與容易使熔體重新吸氫，硼脫氧效果較差，鎂導致夾雜缺陷等諸多問題，上述銅的脫氫脫氧精煉技術均難以滿足高質量銅及銅合金產品的要求。

發明內容
本發明的目的就在于克服上述銅精煉劑的不足，設計出一種新型的集脫氧、除氣、 除雜等多功能于一體的銅及銅合金精煉劑的成分及其制備方法，在很大程度上提高鑄錠質量，最終提高加工成品率。本發明所述的精煉劑的成分為5-15 wt.%的氟化鈣、1-5 wt.% 二氧化硅、1_5 wt. % 二氧化鈦、2-10 wt. %的氟硅酸鈉、40-60 wt. %的碳酸鈉，余量為四硼酸鈉。所述覆蓋劑的制備方法為將上述精煉劑原料按配方稱量好混合均勻放入烘干箱，在120 °C干燥一個小時，用金相鑲嵌機，手動把精煉劑壓制成片狀，用銅箔包好備用即可。本發明的使用方法為先在約120°C下烘烤干燥，然后用金相鑲嵌機手動將已烘干的本發明壓制成片狀或塊狀，待銅及銅合金在保護氣氛下熔化后，用銅箔包住壓制成片的本發明精煉劑，并用石墨鐘罩壓入金屬液內，靜置20-40s。本發明精煉劑具有吸附化合作用，能與不溶性夾雜化學反應，在分配定律和重力作用下上浮除渣；同時，本發明精煉劑在銅液中反應產生氣體，通過氣泡浮選的作用，使夾雜上浮從而達到除渣的效果。本發明精煉劑成分中二氧化硅、氟硅酸鈉和四硼酸鈉能與不溶性夾雜化學反應，反應產生密度小于銅液的復鹽，在二氧化鈦很強的包覆作用下，通過助熔劑氟化鈣加速精煉劑吸附夾雜能力，增大混合熔鹽的表面張力，促進熔渣上浮流動，使熔渣與金屬液更好的分離，從而達到精煉除雜和凈化熔體效果。本發明主要用于紫雜銅、純銅及其合金，在熔煉過程中作除氣、保溫、精煉及覆蓋作用。本發明與已有的技術相比的優點①本發明集脫氧、除氣、除雜等多功能于一體，具有較強的吸附、溶解和化合造渣能力。 精煉劑還原金屬液中的氧化夾雜物，同時也去除吸附其上的氫和氧，從而精煉了金屬液。②本發明與金屬熔體間的表面張力大，能促進熔渣上浮流動，使熔渣與金屬液更 好的分離，從而達到精煉除雜和凈化熔體效果。③本發明具有較強的化學穩定性和熱穩定性，對金屬和爐襯沒有腐蝕作用，不與 金屬液發生相互作用，既不產生化學反應，也不相互熔解，保證了合金原有的成份和性能。④本發明無公害，安全環保，使用方便，價格便宜。


圖1為本發明實施例1精煉劑對哈銅精煉后的顯微組織。圖2為本發明實施例2精煉劑對哈銅精煉后的顯微組織。圖3為本發明實施例3精煉劑對哈銅精煉后的顯微組織。圖4為本發明實施例4精煉劑對廢雜銅精煉后的顯微組織。圖5為本發明實施例5精煉劑對廢雜銅精煉后的顯微組織。圖6為本發明實施例6精煉劑對廢雜銅精煉后的顯微組織。圖7為本發明實施例7精煉劑對廢雜銅精煉后的顯微組織。圖8為本發明實例中哈銅未添加精煉劑的顯微組織。圖9為本發明實例中廢雜銅未添加精煉劑的顯微組織。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明作進一步解釋說明。實施例1。按10 wt. %的氟化鈣、2. 5 wt. % 二氧化硅、2. 5 wt. % 二氧化鈦、4 wt. %的氟硅酸 鈉、46 wt. %的碳酸鈉、余量為四硼酸鈉的重量百分數配制本發明精煉劑。將以上精煉劑混合均勻后放入烘干箱，在120 °C干燥一個小時；再用金相鑲嵌機， 手動把本發明精煉劑壓制成片狀；用銅箔包好備用。具體精煉過程為將銅原料(其中實施例1、實施例2和實施例3為哈銅原料，實施 例4到實施例7為廢雜銅原料)放入石墨坩堝，石墨片覆蓋坩堝口，先在井式爐700°C預熱， 再在感應熔煉爐中加熱，溫度控制在1200°C (參數為260 K，3600佐)；待銅完全熔化后，將 用銅箔包裹好的本發明精煉劑用石墨鐘罩壓入銅液內，靜置20-40S ;扒渣后用石墨片覆蓋 坩堝口，保溫10 min ;待溫度冷卻到室溫之后將鑄錠從坩堝中取出。實施例2。按10 wt. %的氟化鈣、2. 5 wt. % 二氧化硅、2. 5 wt. % 二氧化鈦、10 wt. %的氟硅酸 鈉、40 wt. %的碳酸鈉、余量為四硼酸鈉的重量百分數配制本發明精煉劑。精煉劑制備和使用過程與實施例1相同。實施例3。按10 wt. %的氟化鈣、2. 5 wt. % 二氧化硅、2. 5 wt. % 二氧化鈦、2 wt. %的氟硅酸 鈉、48 wt. %的碳酸鈉、余量為四硼酸鈉的重量百分數配制本發明精煉劑。精煉劑制備和使用過程與實施例1相同。
實施例4。
按10 wt. %的氟化鈣、5 wt. %二氧化鈦、4 wt. %的氟硅酸鈉、46wt. %的碳酸鈉、余量為四硼酸鈉的重量百分數配制本發明精煉劑。
精煉劑制備和使用過程與實施例I相同。
實施例5。
按10 wt. %的氟化鈣、5 wt. % 二氧化硅、4 wt. %的氟硅酸鈉、46wt. %的碳酸鈉、余量為四硼酸鈉的重量百分數配制本發明精煉劑。
精煉劑制備和使用過程與實施例I相同。
實施例6。
按5 wt. %的氟化鈣、2. 5 wt. %二氧化硅、2. 5 wt. %二氧化鈦、4Wt.%的氟硅酸鈉、46 wt.%的碳酸鈉、余量為四硼酸鈉的重量百分數配制本發明精煉劑。
精煉劑制備和使用過程與實施例I相同。
實施例7。
按15 wt. %的氟化鈣、2. 5 wt. % 二氧化硅、2. 5 wt. % 二氧化鈦、4 wt. %的氟硅酸鈉、46wt. %的碳酸鈉、余量為四硼酸鈉的重量百分數配制本發明精煉劑。
精煉劑制備和使用過程與實施例I相同。
實施例8。
實施例I、實施例2和實施例3配方精煉劑對哈銅顯微組織的影響分別如圖I、圖2、圖3所示。
實施例4、實施例5、實施例6和實施例7配方精煉劑對廢雜銅顯微組織的影響分別如圖4、圖5、圖6和圖7所示。
哈銅未添加本發明精煉劑的顯微組織如圖8所示，廢雜銅未添加本發明精煉的顯微組織如圖9所示。
由各圖可見，添加本發明精煉劑后，哈銅和廢雜銅的熔體都有明顯凈化，晶界細小，基體較為干凈。
實施例9。
本發明精煉劑對電導率和硬度的影響如表I所示。
表I本發明精煉劑對鑄錠電導率和硬度的影響。
權利要求
1. 一種銅及銅合金熔煉用精煉劑，其特征是其成分為5-15 wt. %的氟化鈣、1-5 wt. % 二氧化硅、1-5 wt. %二氧化鈦、2-10 wt. %的氟硅酸鈉、40-60 wt. %的碳酸鈉，余量為四硼酸鈉；將上述精煉劑原料按配方稱量好混合均勻放入烘干箱，120°C干燥一個小時，用金相鑲嵌機，手動把精煉劑壓制成片狀。
全文摘要
一種銅及銅合金熔煉用精煉劑，其特征是其成分為5-15wt.%的氟化鈣、1-5wt.%二氧化硅、1-5wt.%二氧化鈦、2-10wt.%的氟硅酸鈉、40-60wt.%的碳酸鈉，余量為四硼酸鈉；將上述精煉劑原料按配方稱量好混合均勻放入烘干箱，120℃干燥一個小時，用金相鑲嵌機，手動把精煉劑壓制成片狀。本發明具有集脫氧、除氣、除雜等多功能于一體，具有較強的吸附、溶解和化合造渣能力；與金屬熔體間的表面張力大，能促進熔渣上浮流動，使熔渣與金屬液更好的分離，從而達到精煉除雜和凈化熔體效果；具有較強的化學穩定性和熱穩定性，對金屬和爐襯無腐蝕作用，不與金屬液發生化學反應，也不相互熔解，保證了合金原有的成份和性能；無公害，安全環保，使用方便，價格便宜。
文檔編號C22B15/14GK102605193SQ20121007517
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月21日 優先權日2012年3月21日
發明者劉陽, 楊小霞, 詹益街, 譚敦強, 陳強 申請人:南昌大學