CN102345024B - 镍青铜的熔炼工艺 - Google Patents

Abstract

本发明主要公开了一种镍青铜合金铸件的熔炼工艺，经过配料、熔炼，在熔炼过程中严格按照加料顺序以及比例，经过除气措施，铜合金液含气量检测、打渣、浇注成型。本发明有效控制和消除气孔，夹渣等铸造缺陷，铸造工艺简单，熔炼操作方便，提高铸件质量。

Description

镍青铜的熔炼工艺

技术领域

本发明涉及铜合金冶炼技术领域，具体涉及镍青铜合金铸件的熔炼工艺。

背景技术

铸造镍青铜是20世纪初发展起来的，由于它具有优良的耐蚀性和可以同钢媲美的强度和韧性，因而在工业中得到广泛应用。镍青铜就是以镍、铁、锰、铝为主要合金元素的镍青铜。因镍青铜具有极佳的耐腐蚀性能，是用于船舶螺旋桨、泵、阀以及水下紧固件的重要材料。无论是砂型铸造还是熔模铸造，熔炼都是铸造生产中至关重要的一环，各种铜合金的熔炼有相同之处，又有不同之处，在多年的生产实践，本发明人开发出一种镍青铜合金铸件的熔炼工艺，本案由此产生。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种镍青铜合金铸件的熔炼工艺，控制和消除气孔，夹渣等铸造缺陷，铸造工艺简单，熔炼操作方便，提高铸件质量。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：

一种镍青铜合金铸件的熔炼工艺，包括以下步骤：

1、炉料配比：采用新料和回炉料进行配料，新料电解铜加入重量占炉料的总重量应>30％ ，回炉料占炉料的总重量应≤70％；（该回炉料一般为镍青铜冒口或废品）

2、熔炼步骤：

(1) 打开中频感应电炉升温把石墨坩埚预热至暗红色，坩埚底部放入炉料总量0.1%的铜合金精炼剂（铜合金精炼剂可选用冰晶石、氟化钙、氟化钠、碳酸钠或上述任意混合形成的多元复合溶剂）

(2)按照下述顺序以及比例依次加料，

先加入回炉料总量的20%-30%，然后加入20%-30%的铁、镍、铝，以及剩余全部炉料；具体添加时部分回炉料+铁+镍炉温上升后，铜先熔化，渗入铁、镍表层，使其合金化，从而降低了熔点，加速铁、镍的熔化；接着覆盖剂与剩余铁、镍、铝合金料一起入炉，覆盖剂可选用木炭、石墨、硼砂，加入量一般为炉内总量的2.0％ ～2.5％；当炉温继续升高后，铁已经熔化了一大部分，此时加入铝待铝溶解后再加入剩余全部炉料；

(3)当炉料全部溶清后即用搅拌棒将其压入，达到迅速熔融，并不断搅拌使成分均匀；

(4)采取熔炼除气措施，采用钟罩压入0.2％ ～0.4％ 的铜合金精炼剂；

(5)铜合金液含气量检测，在干燥的砂型中挖取直径3-4厘米的铸型，取炉内铜液倒入铸型中，观察铸型顶部凹凸情况判断含气量，如顶部有鼓起突出现象继续除气，直至铸型顶部凹缩；

(6)用覆盖剂打渣，并且通过热电偶测量铜合金液温度并且按工艺要求调整铜合金液温度后迅速出炉浇注；

(7)浇注时小件抬包浇注，浇包包嘴和浇口杯要对准，瞬时将浇口杯浇满；大件要拔塞浇注，防止飞溅，减少氧化。

采用上述方案后，本发明具有诸多有益效果：

本发明中的熔炼工艺，对镍铝青铜在熔铸过程中的常见缺陷及成因进行了详细分析，从炉料配比到加料顺序都严格把关，实现快速熔炼、减少氧化的功效。整个工艺步骤简单，可操作性强，给行业中提供一种规范熔炼工艺。本发明中制成得到的铸件成品，其性能参数如下表所示：

具体实施方式

实施例1、

采用新料和回炉料以重量比为40%:60%进行配料，打开中频感应电炉升温把石墨坩埚预热至暗红色，坩埚底部放入炉料总量0.1%的铜合金精炼剂，（铜合金精炼剂可选用冰晶石、氟化钙、氟化钠、碳酸钠或上述任意混合形成的多元复合溶剂，本实施例中铜合金精炼剂选用上海虹光金属熔剂厂生产HGCTJ-1铜合金精炼剂）。按照下述顺序以及比例依次加料：先加入20%的回炉料，然后加入20%的铁、镍、铝，最后加入剩余全部炉料。具体添加时部分回炉料+铁+镍炉温上升后，铜先熔化，渗入铁、镍表层，使其合金化，从而降低了熔点，加速铁、镍的熔化；接着木炭与剩余铁、镍、铝等合金料一起入炉，木炭加入量为炉内总量的2.0％；当炉温继续升高后，铁已经熔化了一大部分，此时加入铝待铝溶解后再加入剩余全部炉料。当炉料全部溶清后即用搅拌棒将其压入，达到迅速熔融，并不断搅拌使成分均匀。采取熔炼除气措施，采用钟罩压入0.2％的铜合金精炼剂。铜合金液含气量检测，在干燥的砂型中挖取直径3-4厘米的铸型，取炉内铜液倒入铸型中，观察铸型顶部凹凸情况判断含气量，如顶部有鼓起突出现象继续除气，直至铸型顶部凹缩。用覆盖剂打渣，并且通过热电偶测量铜合金液温度并且按工艺要求调整铜合金液温度后迅速出炉浇注。浇注时小件抬包浇注，浇包包嘴和浇口杯要对准，瞬时将浇口杯浇满；大件要拔塞浇注，防止飞溅，减少氧化。按照该工艺铸造时候，铸造产品表面气孔密集且铸件表面起皮严重，铸件废品率在30%左右。

实施例2、

采用新料和回炉料以重量比为35%:65%进行配料，打开中频感应电炉升温把石墨坩埚预热至暗红色，坩埚底部放入炉料总量0.1%的铜合金精炼剂，（铜合金精炼剂可选用冰晶石、氟化钙、氟化钠、碳酸钠或上述任意混合形成的多元复合溶剂，本实施例中铜合金精炼剂选用上海虹光金属熔剂厂生产HGCTJ-1铜合金精炼剂）。按照下述顺序以及比例依次加料：先加入25%的回炉料，然后加入25%的铁、镍、铝，最后加入剩余全部炉料。具体添加时部分回炉料+铁+镍炉温上升后，铜先熔化，渗入铁、镍表层，使其合金化，从而降低了熔点，加速铁、镍的熔化；接着石墨与剩余铁、镍、铝等合金料一起入炉，石墨加入量为炉内总量的2.2％；当炉温继续升高后，铁已经熔化了一大部分，此时加入铝待铝溶解后再加入剩余全部炉料。当炉料全部溶清后即用搅拌棒将其压入，达到迅速熔融，并不断搅拌使成分均匀。采取熔炼除气措施，采用钟罩压入0.3％的铜合金精炼剂。铜合金液含气量检测，在干燥的砂型中挖取直径3-4厘米的铸型，取炉内铜液倒入铸型中，观察铸型顶部凹凸情况判断含气量，如顶部有鼓起突出现象继续除气，直至铸型顶部凹缩。用覆盖剂打渣，并且通过热电偶测量铜合金液温度并且按工艺要求调整铜合金液温度后迅速出炉浇注。按照该工艺铸造时候，铸造产品表面气孔密集且铸件表面起皮严重，铸件废品率在20%左右。

实施例3、

采用新料和回炉料以重量比为60%:40%进行配料，打开中频感应电炉升温把石墨坩埚预热至暗红色，坩埚底部放入炉料总量0.1%的铜合金精炼剂，（铜合金精炼剂可选用冰晶石、氟化钙、氟化钠、碳酸钠或上述任意混合形成的多元复合溶剂，本实施例中铜合金精炼剂选用上海虹光金属熔剂厂生产HGCTJ-1铜合金精炼剂）。按照下述顺序以及比例依次加料：先加入30%的回炉料，然后加入30%的铁、镍、铝，最后加入剩余全部炉料。具体添加时部分回炉料+铁+镍炉温上升后，铜先熔化，渗入铁、镍表层，使其合金化，从而降低了熔点，加速铁、镍的熔化；接着石墨与剩余铁、镍、铝等合金料一起入炉，石墨加入量为炉内总量的2.5％；当炉温继续升高后，铁已经熔化了一大部分，此时加入铝待铝溶解后再加入剩余全部炉料。当炉料全部溶清后即用搅拌棒将其压入，达到迅速熔融，并不断搅拌使成分均匀。采取熔炼除气措施，采用钟罩压入0.4％的铜合金精炼剂。铜合金液含气量检测，在干燥的砂型中挖取直径3-4厘米的铸型，取炉内铜液倒入铸型中，观察铸型顶部凹凸情况判断含气量，如顶部有鼓起突出现象继续除气，直至铸型顶部凹缩。用覆盖剂打渣，并且通过热电偶测量铜合金液温度并且按工艺要求调整铜合金液温度后迅速出炉浇注。按照该工艺铸造时候，铸造产品表面无明显气孔，铸件表面无起皮，减少可铸件缩孔现象等铸造缺陷，铸件废品率在10%左右。

Claims (3)

1.一种镍青铜合金铸件的熔炼工艺，其特征在于：包括以下步骤：第一步，炉料配比，采用新料和回炉料进行配料，新料电解铜加入重量占炉料的总重量应60％，回炉料占炉料的总重量应40％；第二步，熔炼步骤：一、打开中频感应电炉升温把石墨坩埚预热至暗红色，坩埚底部放入炉料总量0.1%的铜合金精炼剂；二、按照下述顺序以及比例依次加料，先加入回炉料总量的20%-30%，然后加入20%-30%的铁、镍、铝，最后加入剩余全部炉料；三、当炉料全部溶清后即用搅拌棒将其压入，达到迅速熔融，并不断搅拌使成分均匀；四、采取熔炼除气措施，采用钟罩压入0.2％～0.4％的铜合金精炼剂；五、铜合金液含气量检测，在干燥的砂型中挖取直径3-4厘米的铸型，取炉内铜液倒入铸型中，观察铸型顶部凹凸情况判断含气量，如顶部有鼓起突出现象继续除气，直至铸型顶部凹缩；六、用覆盖剂打渣，并且通过热电偶测量铜合金液温度并且按工艺要求调整铜合金液温度后迅速出炉浇注；七、浇注时小件抬包浇注，浇包包嘴和浇口杯要对准，瞬时将浇口杯浇满；大件要拔塞浇注，防止飞溅，减少氧化。

2.如权利要求1所述的一种镍青铜合金铸件的熔炼工艺，其特征在于：所述的回炉料为镍青铜冒口或熔炼中的废品。

3.如权利要求1所述的一种镍青铜合金铸件的熔炼工艺，其特征在于：所述的铜合金精炼剂为冰晶石、氟化钙、氟化钠、碳酸钠或上述任意混合形成的多元复合精炼剂。