CN102168193A

CN102168193A - 废杂黄铜再生连铸优质黄铜方法

Info

Publication number: CN102168193A
Application number: CN2011100757978A
Authority: CN
Inventors: 张佳斌; 刘新才; 潘晶; 钟铃; 申志堃; 徐俊; 张卫兴; 谢文婷; 覃海姣
Original assignee: Ningbo University
Current assignee: Ningbo University
Priority date: 2011-03-28
Filing date: 2011-03-28
Publication date: 2011-08-31
Anticipated expiration: 2031-03-28
Also published as: CN102168193B

Abstract

废杂黄铜再生连铸优质黄铜合金方法，属于铜合金及其加工领域。针对现有技术的缺点，即对于原材料大部分或全部为废杂黄铜、采取熔炼、精炼、调整合金成分、铸造的黄铜合金含铁量高、拉伸强度和塑性低下的问题，本发明公开废杂黄铜再生连铸优质黄铜合金方法，在现有技术-熔炼、精炼、调整合金成分之后，加入合金熔液重量的0.05～3.00％废稀土钴永磁材料，然后去除熔液表面的熔渣，再进行铸造，所得黄铜合金的拉伸强度、延伸率相对现有技术制备的黄铜合金的对应性能分别提高10％以上和20％以上。

Description

废杂黄铜再生连铸优质黄铜方法

技术领域

废杂黄铜再生连铸优质黄铜合金方法，属于铜合金及其加工领域。

背景技术

近五年来，我国铜及铜合金消费量每年以19.7％的速度递增，但铜及铜合金的原材料资源短缺，从精矿冶炼铜难以满足不断增长的国内需求，因此铜合金的原材料70％要依靠进口。其中，废杂铜的进口量迅猛增加，1990年我国废杂铜进口量为2.17万吨，2000年骤增至250.11万吨，而到2005年我国废杂铜进口量已经达到482.12万吨；同时，国内废杂铜存量也逐年增加。因此，解决我国铜合金加工材可持续发展的关键是充分利用废杂铜，并解决由于采用废杂铜作原料所带来的质量和行业技术问题。

现有的技术表明，采取合金熔炼、精炼、合金成分调整、铸造的技术路线，当原材料大部分或者全部为废杂黄铜时，合金成分调整是为了确保产品的一致性。但因原料大部分或全部为废杂铜，再生黄铜合金中杂质含量高、夹杂多、夹渣普遍，而且所制备的黄铜合金含铁量高，难以调低其含量，这些是合金成分调整工序所无法解决的问题。发明者研究发现，黄铜合金中高的铁含量易于形成树枝状晶铁基固溶体，铁基树枝晶与基体的界面为薄弱环节，在黄铜拉伸过程中黄铜基体易于从该界面剥离，这是导致再生黄铜机械性能较低的主要原因之一。再生铸造黄铜的机械性能低于采用废杂紫铜或电解铜作原料的黄铜合金的机械性能，尤其是塑性降低明显。例如，当原材料大部分或者全部为废杂黄铜时，经过合金熔炼、精炼、合金成分调整的再生过程，再生的黄铜合金成分为56.0～60.0wt％Cu、2.0～3.2wt％Pb、Fe+Sn≤2.0wt％、余Zn及杂质，其拉伸强度只有340MPa，延伸率只有4.5％。

如何提高废杂黄铜作原料再生、铸造黄铜合金的拉伸强度、延伸率，成为铜材加工行业一个迫切希望解决的问题，也是一个棘手的难题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺点，提供废杂黄铜再生连铸优质黄铜合金方法，采用该方法制备的原料大部分或者全部为废杂黄铜的再生连铸黄铜合金的拉伸强度、延伸率分别提高10％以上和20％以上。

本发明废杂黄铜再生连铸优质黄铜合金方法，在原材料大部分或者全部为废杂黄铜、且经过熔炼、精炼、合金成分调整之后，往合金熔液中加入合金熔液重量的0.05～3.00％废稀土钴永磁材料，然后去除熔液表面的熔渣，再进行铸造；相对废杂黄铜为原料只经过熔炼、精炼、合金成分调整、再铸造的黄铜合金，经过熔炼、精炼、合金成分调整、往合金熔液中加入废稀土钴永磁材料、再铸造的黄铜合金的拉伸强度提高10％以上，延伸率提高20％以上。

在上述废杂黄铜再生连铸优质黄铜合金方法中，废稀土钴永磁材料包括感应熔炼废稀土钴铸锭及边角料、电弧熔炼废稀土钴铸锭及边角料、粉末烧结废稀土钴块体材料、速凝废稀土钴片。

在上述废杂黄铜再生连铸优质黄铜合金方法中，废稀土钴永磁材料包括喷射废稀土钴粉、快淬废稀土钴带、气流磨废稀土钴粉，粉或带经过压结成废稀土钴永磁材料块体。

在上述废杂黄铜再生连铸优质黄铜合金方法，其特征在于：废稀土钴永磁材料包括废1:5型稀土钴永磁材料、废2:17型稀土钴永磁材料、废贫稀土稀土钴永磁材料。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

本发明废杂黄铜再生连铸优质黄铜合金方法，往再生合金熔液中加入合金熔液重量的0.05～3.00％废稀土钴永磁材料，充分发挥废稀土钴永磁材料中Co和稀土元素的作用，通过强化黄铜合金基体、强化黄铜合金中铁基树枝状晶、净化再生铸造黄铜合金的晶界组织、细化和均匀化再生铸造黄铜合金的晶粒尺寸，实现改善再生铸造黄铜合金的拉伸强度和延伸率；在废2:17型稀土钴永磁材料中，除了Co和稀土元素的作用之外，还有Zr具有强化再生黄铜合金的作用。

具体实施方式

大部分或者全部采用废杂黄铜作原料，将原料放入电炉内熔炼，待块状原料熔化后，扒掉氧化渣；加入精炼剂，进一步造渣，扒渣；然后对合金进行快速炉前检测，调整合金成分，之后往合金熔液中加入合金熔液重量的0.05～3.00％废稀土钴永磁材料，然后去除熔液表面的熔渣，再进行铸造。

实施例1，用废杂黄铜作原料，采用现有技术-熔炼、精炼、调整合金成分，所得黄铜合金的成分为58.0wt％Cu、2.5wt％Pb、Fe+Sn为1.8wt％、余Zn及杂质，在此基础上加入废粉末烧结稀土钴块体，加入量为合金熔液重量的0.15wt％，再生连铸的黄铜合金的拉伸强度达到380MPa、延伸率为5.6％。

对比例1，用废杂黄铜作原料，采用现有技术-熔炼、精炼、调整合金成分、水平连铸，再生连铸的黄铜合金的合金成分与实施例1相同，但再生连铸黄铜合金的拉伸强度为340MPa、延伸率为4.5％。

实施例2，用废杂黄铜作原料，采用现有技术-熔炼、精炼、调整合金成分，所得黄铜合金的成分为81.0wt％Cu、4.3wt％Si、Fe1.2、余Zn及杂质，在此基础上加入废稀土钴铸锭及边角料，加入量为合金熔液重量的0.10wt％，再生连铸的黄铜合金的拉伸强度180MPa、延伸率为5.7％。

对比例2，用废杂黄铜作原料，采用现有技术-熔炼、精炼、调整合金成分、水平连铸，再生连铸的黄铜合金的合金成分与实施例2相同，但再生连铸黄铜合金的拉伸强度为160MPa、延伸率为4.8％。

实施例3，用废杂黄铜作原料，采用现有技术-熔炼、精炼、调整合金成分，所得黄铜合金的的成分为59.0wt％Cu、2.0wt％Pb、Fe+Sn为1.2wt％、余Zn及杂质，加入速凝废1:5型稀土钴片，加入量为合金熔液重量的0.13wt％，再生连铸的黄铜合金的拉伸强度提高15％、延伸率提高23％。

实施例4，用废杂黄铜作原料，采用现有技术-熔炼、精炼、调整合金成分，所得黄铜合金的成分为82.0wt％Cu、3.8wt％Si、1.2wt％Fe、余Zn及杂质，气流磨废2:17型稀土钴粉经过压结成废稀土钴永磁材料块体，加入量为合金熔液重量的1.50wt％，再生连铸的黄铜合金的拉伸强度提高20％，延伸率提高24％。

实施例5，用废杂黄铜作原料，采用现有技术-熔炼、精炼、调整合金成分，所得黄铜合金的成分与实施例1相同，加入废贫稀土稀土钴永磁快淬带，加入量为合金熔液重量的2.50wt％，再生连铸的黄铜合金的拉伸强度提高18％、延伸率提高26％。

Claims

1.废杂黄铜再生连铸优质黄铜合金方法，在原材料大部分或者全部为废杂黄铜、且经过熔炼、精炼、合金成分调整之后，其特征是：

a.往合金熔液中加入合金熔液重量的0.05～3.00％废稀土钴永磁材料，然后去除熔液表面的熔渣，再进行铸造；

b.相对废杂黄铜为原料、只经过熔炼、精炼、合金成分调整、再铸造的黄铜合金，经过熔炼、精炼、合金成分调整、往合金熔液中加入废稀土钴永磁材料、再铸造的黄铜合金的拉伸强度提高10％以上，延伸率提高20％以上。

2.按照权利要求1所述的废杂黄铜再生连铸优质黄铜合金方法，其特征在于：废稀土钴永磁材料包括感应熔炼废稀土钴铸锭及边角料、电弧熔炼废稀土钴铸锭及边角料、粉末烧结废稀土钴块体材料、速凝废稀土钴片。

3.按照权利要求1所述的废杂黄铜再生连铸优质黄铜合金方法，其特征在于：废稀土钴永磁材料包括喷射废稀土钴粉、快淬废稀土钴带、气流磨废稀土钴粉，粉或带经过压结成废稀土钴永磁材料块体。

4.按照权利要求1所述的废杂黄铜再生连铸优质黄铜合金方法，其特征在于：废稀土钴永磁材料包括废1:5型稀土钴永磁材料、废2:17型稀土钴永磁材料、废贫稀土稀土钴永磁材料。