CN102345025B - 一种dr铜锭的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种DR铜锭的制备方法，包括将41-43质量份的紫铜原料投入工频熔铜炉中并使之熔化形成铜液，撒入0.04-0.07质量份的铜合金清渣精炼剂并均匀覆盖铜熔体，依次加入27-30质量份的熟黄铜(含铜量为59-61％)、0.6-1.3质量份的铅、0.4-0.65质量份的铝、0.01-0.05质量份的Cu-10％Mg合金、26-30质量份的锌锭，待熔化后水平搅拌铜液510min；加入0.6-1.2质量份的Cu-20％As合金，熔化后水平搅拌3-5min，而后将0.04-0.07质量份的铜清渣精炼剂压入熔体，连续搅拌10-15min，经炉前成分析后调整合金成分，并加入0.01-0.015％的高效环保黄铜晶粒细化剂，搅拌4-6min后进行喷火；经静置、打渣和浇铸后获得DR铜锭。本发明制备出来的DR铜锭具有优良的抗脱锌和耐腐蚀能力，同时具有较好的铸造性能、切削性能和易抛磨性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种水暖卫浴零部件及器材用的铜合金，更具体的说涉及一种DR铜锭的制备方法。
背景技术
铅黄铜具有优良的冷热加工性能、极好的切削性能和自润滑等特点，能满足各种形状零部件的铸造、锻造、机加工、抛光等工艺，因此铅黄铜被广泛应用于电子电讯、家电、航天航空、汽车、五金装饰、船舶制造以及卫浴水暖等行业。但普通的铅黄铜易因腐蚀而导致失效，且溶出的铅和锌，其中铅是一种有害元素，对人体造成各种危害，具体比如：损伤大脑中枢以及周围的神经系统；破坏造血系统，阻碍血红素的合成，导致贫血；影响消化系统功能；抑制免疫系统功能等。
另外，欧盟、澳洲、日本已明确规定在2006年以后，进入这些国家的卫浴铜制品必须采用耐腐蚀、抗脱锌铜材，即抗脱锌腐蚀铜合金(Dezincification resistance of copper alloys，简称DR铜)，并以法律形式加以约束。但是虽然世界范围内的80％的卫浴洁具生产基地在中国，但是上述铜材却都大部分均依赖进口，大大降低了卫浴行业的实际利润。
有鉴于此，本发明人针对当前国内DR铜制备方法不完善的缺陷深入研究，遂有本案产生。
发明内容
本发明的目的在于提供一种DR铜锭的制备方法，从而可以制备出一种耐腐蚀、防脱锌并具有优良铸造性能的DR铜锭。
为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
一种DR铜锭的制备方法，其中，包括如下步骤：
A、将41-43重量份的紫铜原料投入工频熔铜炉中，开工业电压高压380V，升温至紫铜原料完全熔化，得到铜液；
B、在上述铜液中首次加入0.04-0.07重量份的铜清渣精炼剂，均匀覆盖铜液表面，并投入27-30重量份且含铜量为59～61％的熟黄铜，搅拌；
C、再加入0.6-1.3重量份的铅、0.4-0.65重量份的铝、0.01-0.05重量份的Cu-10％Mg合金、26-30重量份的锌锭，压入铜液内部使之熔化并水平搅拌5-10min；
D、加入0.6-1.2重量份的Cu-20％As合金，压入炉底，待熔化后水平搅拌3-5min；
E、再加入0.04-0.07重量份的铜清渣精炼剂，将此铜清渣精炼剂压入铜液，连续搅拌精炼10min-15min；
F、炉前取样测定铜液的化学成分，在测定成分期间，工频熔铜炉暂停工业电压高压380V，开工业电压低压180V，进行打渣；
G、根据成分测试结果，调整成分，重开工业电压高压380V，搅拌至原料完全熔化，升温至喷火，保持3-5min；
H、然后加入0.01-0.015重量份的高效环保黄铜晶粒细化剂，搅拌精炼4-6min，工频熔铜炉保持工业电压高压380V至铜液喷火两次；
I、换开工业电压低压180V，浇铸流动性杯状试样检测铜液流动性，浇铸铜锭试样进行抛光，检测表面杂质含量与分布，若存在检验不合格项，先打渣，再加入0.04-0.07重量份的铜清渣精炼剂喷火精炼一遍；
J、检验完全合格后，停电静置8min-10min，让密度大于铜液密度的杂质点下沉，密度小于铜液密度的杂质点上浮，达到精炼的效果；
K、工频熔铜炉开工业电压低压250V进行保温，经打渣后，于970℃-1000℃进行浇铸，冷却后便得到DR铜锭。
进一步，上述各种原料都是干燥的原料，以防止水渍进入工频熔铜炉内，铜液溅出伤人或生产的铜锭产生气孔。
进一步，上述紫铜原料中的铁杂质含量小于0.1％(重量百分比)。
进一步，该喷火的温度位于1060℃～1100℃之间。
采用上述步骤后，本发明涉及一种DR铜锭的制备方法，其严格控制各种原料的添加顺序，从而能避免有效成分烧损与环境污染，并实现了成分易控；另外通过添加了熟黄铜，从而有利于减少熔体中的杂质，提高铸锭冶金质量；另外本发明通过采用上述步骤，能使制备出来的DR铜锭具有优良的抗失锌和耐腐蚀能力，同时具有较好的铸造性能、切削性能和抛磨性能。
具体实施方式
为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。
实施例一：
A、将41.5重量份的紫铜原料投入工频熔铜炉中，开工业电压高压380V，升温至紫铜原料完全熔化，得到铜液；
B、在上述铜液中首次加入0.06重量份的铜清渣精炼剂，均匀覆盖铜液表面，并投入28重量份且含铜量为59～61％的熟黄铜，搅拌；
C、再加入0.75重量份的铅、0.5重量份的铝、0.03重量份的Cu-10％Mg合金、28重量份的锌锭，压入铜液内部使之熔化并水平搅拌5-10min；此时为防止铅和铝被氧化，需将铅和铝立即压入铜液内部进行搅拌，使之熔化；
D、加入0.7重量份的Cu-20％As合金，压入炉底，待熔化后水平搅拌3-5min；
E、再加入0.06重量份的铜清渣精炼剂，将此铜清渣精炼剂压入铜液，连续搅拌精炼10min-15min；
F、炉前取样测定铜液的化学成分，在测定成分期间，工频熔铜炉暂停工业电压高压380V，开工业电压低压180V，进行打渣；
G、根据成分测试结果，按照产品要求在铜液中补入相应原料，工频熔铜炉开工业电压高压380V，搅拌至原料完全熔化，升温至喷火(即温度达到1060℃-1100℃)，保持3min-5min；
H、然后加入0.012重量份的高效环保黄铜晶粒细化剂，搅拌精炼4min-6min；工频熔铜炉保持工业电压高压380V至铜液完全喷火(温度达1060℃-1100℃)两次；
I、换开工业电压低压180V，浇铸流动性杯状试样检测铜液流动性，浇铸铜锭试样进行抛光，检测表面杂质含量与分布，若存在检验不合格项，先打渣，再加入0.06重量份的铜清渣精炼剂喷火精炼一遍；
J、检验完全合格后，停电静置8min-10min，让密度大于铜液密度的杂质点下沉，密度小于铜液密度的杂质点上浮，达到精炼的效果；
K、工频熔铜炉开工业电压低压250V让铜液保温，打渣，浇铸铜锭，浇铸温度约970℃-1000℃，冷却后便得到优质的DR铜锭。
实施例二：
A、将41重量份的紫铜原料投入工频熔铜炉中，开工业电压高压380V，升温至紫铜原料完全熔化，得到铜液；
B、在上述铜液中首次加入0.06重量份的铜清渣精炼剂，均匀覆盖铜液表面，并投入29重量份且含铜量为59～61％的熟黄铜，搅拌；
C、再加入0.8重量份的铅、0.5重量份的铝、0.04重量份的Cu-10％Mg合金、28重量份的锌锭，压入铜液内部使之熔化并水平搅拌5-10min；此时为防止铅和铝被氧化，需将铅和铝立即压入铜液内部进行搅拌，使之熔化；
D、加入0.65重量份的Cu-20％As合金，压入炉底，待熔化后水平搅拌3-5min；
E、再加入0.06重量份的铜清渣精炼剂，将此铜清渣精炼剂压入铜液，连续搅拌精炼10min-15min；
F、炉前取样测定铜液的化学成分，在测定成分期间，工频熔铜炉暂停工业电压高压380V，开工业电压低压180V，进行打渣；
G、根据成分测试结果，按照产品要求在铜液中补入相应原料，工频熔铜炉开工业电压高压380V，搅拌至原料完全熔化，升温至喷火(即温度达到1060℃-1100℃)，保持3min-5min；
H、然后加入0.015重量份的高效环保黄铜晶粒细化剂，搅拌精炼4min-6min；工频熔铜炉保持工业电压高压380V至铜液完全喷火(温度达1060℃-1100℃)两次；
I、换开工业电压低压180V，浇铸流动性杯状试样检测铜液流动性，浇铸铜锭试样进行抛光，检测表面杂质含量与分布，若存在检验不合格项，先打渣，再加入0.06重量份的铜清渣精炼剂喷火精炼一遍；
J、检验完全合格后，停电静置8min-10min，让密度大于铜液密度的杂质点下沉，密度小于铜液密度的杂质点上浮，达到精炼的效果；
K、工频熔铜炉开工业电压低压250V让铜液保温，打渣，浇铸铜锭，浇铸温度约970℃-1000℃，冷却后便得到优质的DR铜锭。
采用上述步骤后，本发明严格控制各种原料的添加顺序，从而能避免有效成分烧损与环境污染，并实现了成分易控；另外通过添加了熟黄铜，从而有利于减少熔体中的杂质，提高铸锭冶金质量；综上本发明通过采用上述步骤，能使制备出来的DR铜锭具有优良的抗失锌和耐腐蚀能力，同时具有较好的铸造性能、切削性能和抛磨性能。其耐腐蚀性能具体为纵向深度≤300um，横向深度≤100um。
在本发明的上述范围内，其形成的DR铜锭的主要化学成分为：
Cu：61.5％-63.5％；
Pb：1.2％-1.5％；
Al：0.5％-0.7％；
As：0.08％-0.15％；
Sn+Fe+Ni：＜0.35％；
余量为Zn和不可避免的杂质。比如在实际试验中随机抽取的铜材成分表如下：
| 序号 | Cu | Pb | Al | As | Fe | Zn |
| 1 | 62.08 | 1.25 | 0.638 | 0.0446 | 0.0671 | 35.77 |
| 2 | 62.59 | 1.30 | 0.700 | 0.0416 | 0.0583 | 35.21 |
| 3 | 62.10 | 1.22 | 0.616 | 0.0416 | 0.0779 | 35.85 |
| 4 | 62.84 | 1.40 | 0.678 | 0.0442 | 0.0889 | 34.89 |
在本发明中，需严格控制加料顺序，避免有效成分烧损与环境污染，实现成分易控；通过添加了熟黄铜，有利于减少熔体中的杂质，提高铸锭冶金质量；保证铜液搅拌与静置时间、喷火次数，喷火温度控制在1060-1100℃；上述各种原料都是干燥的原料，以防止水渍进入工频熔铜炉内，铜液溅出伤人或生产的铜锭产生气孔；同时上述紫铜原料中的铁杂质含量小于0.1％(重量百分比)。另外，该铜清渣精炼剂的生产厂家可以选用为上海旺南金属熔剂有限公司；而该高效环保黄铜晶粒细化剂的生产厂家为赣州市精创工贸有限公司，其型号为JHXH-2。
上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。
Claims (4)
1.一种DR铜锭的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
A、将41-43重量份的紫铜原料投入工频熔铜炉中，开工业电压高压380V，升温至紫铜原料完全熔化，得到铜液；
B、在上述铜液中首次加入0.04-0.07重量份的铜清渣精炼剂，均匀覆盖铜液表面，并投入27-30重量份且含铜量为59～61％的熟黄铜，搅拌；
C、再加入0.6-1.3重量份的铅、0.4-0.65重量份的铝、0.01-0.05重量份的Cu-10％Mg合金、26-30重量份的锌锭，压入铜液内部使之熔化并水平搅拌5-10min；
D、加入0.6-1.2重量份的Cu-20％As合金，压入炉底，待熔化后水平搅拌3-5min；
E、再加入0.04-0.07重量份的铜清渣精炼剂，将此铜清渣精炼剂压入铜液，连续搅拌精炼10min-15min；
F、炉前取样测定铜液的化学成分，在测定成分期间，工频熔铜炉暂停工业电压高压380V，开工业电压低压180V，进行打渣；
G、根据成分测试结果，调整成分，重开工业电压高压380V，搅拌至原料完全熔化，升温至喷火，保持3-5min；
H、然后加入0.01-0.015重量份的高效环保黄铜晶粒细化剂，搅拌精炼4-6min，工频熔铜炉保持工业电压高压380V至铜液喷火两次；
I、换开工业电压低压180V，浇铸流动性杯状试样检测铜液流动性，浇铸铜锭试样进行抛光，检测表面杂质含量与分布，若存在检验不合格项，先打渣，再加入0.04-0.07重量份的铜清渣精炼剂喷火精炼一遍；
J、检验完全合格后，停电静置8min-10min，让密度大于铜液密度的杂质点下沉，密度小于铜液密度的杂质点上浮，达到精炼的效果；
K、工频熔铜炉开工业电压低压250V进行保温，经打渣后，于970℃-1000℃进行浇铸，冷却后便得到DR铜锭。
2.如权利要求1所述的一种DR铜锭的制备方法，其特征在于，上述各种原料都是干燥的原料，以防止水渍进入工频熔铜炉内，铜液溅出伤人或生产的铜锭产生气孔。
3.如权利要求1所述的一种DR铜锭的制备方法，其特征在于，上述紫铜原料中的铁杂质含量小于0.1％(重量百分比)。
4.如权利要求1所述的一种DR铜锭的制备方法，其特征在于，该喷火的温度位于1060℃～1100℃之间。
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