CN102268567B - 一种铜磷合金的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种铜磷合金的制备方法。本发明的目的是针对现有的铜磷合金的制备方法所存在的生产过程复杂、能耗高、污染环境的缺陷，提供一种工艺简单、产品成分均匀、能耗低、生产过程无污染的铜磷合金的制备方法。本发明制备铜磷合金包括以下步骤：称出赤磷和纯铜；将称出的赤磷放入坩埚中；在赤磷上铺一层隔层材料，在隔层材料上插入纯铜棒；将称出的纯铜放入坩埚中，进行加热熔炼，待赤磷完全反应后用棒子捣破隔层材料，待隔层材料浮起后从熔体中去除，继续熔炼至合金成份均匀后停止熔炼，在熔炼过程中加入覆盖剂；将熔炼好的合金熔液表面的覆盖剂及剩余的隔层材料去除，合金熔液经出坩埚、冷却后即得到铜磷合金产品。

Description

一种铜磷合金的制备方法
技术领域
本发明涉及铜磷合金领域，特别是一种铜磷合金的制备方法。
背景技术
铜磷合金是制造铜及其合金、铜磷基合金焊料等的重要母合金。现有的铜磷合金的制备方法主要有：1、电解法，2、炭热还原法，3、铜液浇磷搅拌合成法，4、磷蒸气与铜液反应法。现有的铜磷合金的制备方法一般需在电解、高温加热等条件下制备铜磷合金，在制备铜磷合金过程中，现有的铜磷合金的制备方法存在着生产过程复杂、能耗高、污染环境等不足之处。
发明内容
本发明的目的是针对现有的铜磷合金的制备方法所存在的生产过程复杂、能耗高、污染环境等不足之处，提供一种生产工艺简单、产品成分均匀、能耗低、生产过程无污染的铜磷合金的制备方法。
本发明所采用的技术方案是通过如下方式完成的：一种铜磷合金的制备方法，制备铜磷合金的原料采用赤磷和纯铜，制备铜磷合金包括以下步骤：
(1)称出赤磷和纯铜；
(2)将称出的赤磷放入坩埚中；
(3)在赤磷上铺一层隔层材料，将隔层材料压实，在隔层材料上插入纯铜棒；
(4)将称出的纯铜放入坩埚中，将坩埚放置在加热炉中，进行加热熔炼，纯铜熔化后继续熔炼，待赤磷完全反应后用棒子捣破隔层材料，待隔层材料浮起后从熔体中去除，继续熔炼至合金成份均匀后停止熔炼，在熔炼过程中加入覆盖剂；
(5)将熔炼好的合金熔液表面的覆盖剂及剩余的隔层材料去除，合金熔液经出坩埚、冷却后即得到铜磷合金产品。
在上述一种铜磷合金的制备方法中，赤磷与纯铜的量是按照质量百分比确定的，其中，赤磷0.5～15％，纯铜85～99.5％。
在上述一种铜磷合金的制备方法中，在制备铜磷合金的步骤(3)中，所述的隔层材料的原料采用红砂、细沙、粘土、膨润土、高岭土和水玻璃中的一种以上，隔层材料原料采用水混合，其中水的质量是隔层材料原料质量的2～50％。
在上述一种铜磷合金的制备方法中，在制备铜磷合金的步骤(3)中，所述的隔层材料的厚度为0.2～40cm。
在上述一种铜磷合金的制备方法中，在制备铜磷合金的步骤(3)中，在隔层材料上插入的纯铜棒为一根以上。
在上述一种铜磷合金的制备方法中，在制备铜磷合金的步骤(3)中，在隔层材料上插入的纯铜棒的一端露出隔层材料，一端接触赤磷。
在上述一种铜磷合金的制备方法中，在制备铜磷合金的步骤(4)中，所述的覆盖剂采用木炭、焦炭、木材、谷壳、麦糠、草木灰、硼砂、玻璃、冰晶石、卤化物中的一种以上。
在上述一种铜磷合金的制备方法中，在制备铜磷合金的步骤(4)中，所述的棒子采用石墨棒、陶瓷棒、玻璃棒、木棒、金属棒中的一种。
本发明制备的铜磷合金组份的质量百分比为：磷0.5～15％，铜85～99.5％。
本发明的铜磷合金的制备方法与现有的铜磷合金的制备方法相比，具有以下特点：
1、工艺过程简单、能耗低；
2、熔炼过程中，借助隔层材料良好的封闭作用，杜绝了磷的挥发，对环境无污染，改善了劳动条件；
3、隔层材料来源广泛，合金的成本低。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明做出进一步的具体说明。
实施例1
一种含磷14％的铜磷合金制备方法，制备方法包括以下步骤：
(1)按照含磷量14％的铜磷合金配料，称取纯铜85.8kg，赤磷14.2kg；
(2)将赤磷放入清理洁净的坩埚中并铺平，坩埚容量为120kg；
(3)在赤磷上平铺一层隔层材料，隔层材料的厚度约3～4cm，隔层材料由红砂、细沙、粘土、膨润土、高岭土和水玻璃组成，将上述物质用水混合，其中水的质量分数介于10～35％，将隔层材料打平压实，在隔层材料均匀插入4根截面积为2～4cm2、长度为5～8cm的纯铜棒，其中纯铜棒的一端露出隔层材料，一端接触赤磷；
(4)将纯铜放入坩埚中，将坩埚放置在感应加热炉中，进行加热熔炼，熔炼过程中加入木炭覆盖；电解铜熔化后继续熔炼15分钟，用石墨棒捣破隔层材料，待隔层材料浮起后将其去除，加入谷壳覆盖，继续熔炼至熔体温度达到1100～1300℃时停止熔炼；
(5)将熔炼好的合金液表面的覆盖剂及剩余的隔层材料去除，将合金浇铸到铸模中，冷却，脱模，获得铜磷合金锭。
经化验分析，铜磷合金的含磷量14.02％，杂质含量≤0.15％。
实施例2
一种含磷12％的铜磷合金制备方法，制备方法包括以下步骤：
(1)按照含磷量12％的铜磷合金配料，称取纯铜43.9kg，赤磷6.1kg；
(2)将赤磷放入清理洁净的坩埚中并铺平，坩埚容量为60kg；
(3)在赤磷上平铺一层隔层材料，隔层材料的厚度约1～10cm，隔层材料由红砂、细沙、粘土、膨润土、高岭土和水玻璃中的一种以上组成，将上述物质用水混合，其中水的质量分数介于10～25％，将隔层材料打平压实，在隔层材料均匀插入3根截面积为2～5cm2、长度为3～6cm的纯铜棒，其中纯铜棒的一端露出隔层材料，一端接触赤磷；
(4)将纯铜放入坩埚中，将坩埚放置在感应加热炉中，进行加热熔炼，熔炼过程中加入焦炭覆盖；电解铜熔化后继续熔炼20分钟，待赤磷完全反应后用陶瓷棒捣破隔层材料，待隔层材料浮起后将其去除，继续熔炼20分钟后停止熔炼；
(5)将熔炼好的合金液表面的覆盖剂及剩余的隔层材料去除，将合金液通过制粒设备制成铜磷合金粒。
经化验分析，铜磷合金的含磷量12.03％，杂质含量≤0.15％。

Claims (8)

1.一种铜磷合金的制备方法，制备铜磷合金的原料采用赤磷和纯铜，其特征在于制备铜磷合金包括以下步骤：
(1)称出赤磷和纯铜；
(2)将称出的赤磷放入坩埚中；
(3)在赤磷上铺一层隔层材料，将隔层材料压实，在隔层材料上插入纯铜棒；
(4)将称出的纯铜放入坩埚中，将坩埚放置在加热炉中，进行加热熔炼，纯铜熔化后继续熔炼，待赤磷完全反应后用棒子捣破隔层材料，待隔层材料浮起后从熔体中去除，继续熔炼至合金成份均匀后停止熔炼，在熔炼过程中加入覆盖剂；
(5)将熔炼好的合金熔液表面的覆盖剂及剩余的隔层材料去除，合金熔液经出坩埚、冷却后即得到铜磷合金产品。
2.根据权利要求1所述的一种铜磷合金的制备方法，其特征在于赤磷与纯铜的量是按照质量百分比确定的，其中，赤磷0.5～15％，纯铜85～99.5％。
3.根据权利要求1或2所述的一种铜磷合金的制备方法，其特征在于在制备铜磷合金的步骤(3)中，所述的隔层材料的原料采用红砂、细沙、粘土、膨润土、高岭土和水玻璃中的一种以上，隔层材料原料采用水混合，其中水的质量是隔层材料原料质量的2～50％。
4.根据权利要求1或2所述的一种铜磷合金的制备方法，其特征在于在制备铜磷合金的步骤(3)中，所述的隔层材料的厚度为0.2～40cm。
5.根据权利要求1或2所述的一种铜磷合金的制备方法，其特征在于在制备铜磷合金的步骤(3)中，在隔层材料上插入的纯铜棒为一根以上。
6.根据权利要求1或2所述的一种铜磷合金的制备方法，其特征在于在制备铜磷合金的步骤(3)中，在隔层材料上插入的纯铜棒的一端露出隔层材料，一端接触赤磷。
7.根据权利要求1或2所述的一种铜磷合金的制备方法，其特征在于在制备铜磷合金的步骤(4)中，所述的覆盖剂采用木炭、焦炭、木材、谷壳、麦糠、草木灰、硼砂、玻璃、冰晶石、卤化物中的一种以上。
8.根据权利要求1或2所述的一种铜磷合金的制备方法，其特征在于在制备铜磷合金的步骤(4)中，所述的棒子采用石墨棒、陶瓷棒、玻璃棒、木棒、金属棒中的一种。
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