CN107794401A - 一种紫铜及铸造方法 - Google Patents

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虞国宏
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Abstract

本发明所公开的一种紫铜，包括以下成分重量百分比：Ce：0.06％、As：0.002％、Sb：0.002％、Bi：0.001％、Fe：0.005％、Pb：0.005％、Sn：0.002％、Ni：0.005％、Zn：0.005％、S：0.005％、0：0.06％、杂质：0.08％、余量为铜。本发明的一种紫铜，其配方使得延伸率好，提高伸长率和冲击韧性，并且导电性能在纯铜的基础上提升了102.97％，而其硬度在纯铜的基础上提升了113.5％。

Description

一种紫铜及铸造方法
技术领域
本发明涉及一种紫铜及铸造方法。
背景技术
紫铜又名红铜就是铜单质，因其颜色为紫红色而得名。各种性质见铜。紫铜是工业纯铜，其熔点为1083℃，无同素异构转变，相对密度为8.9，为镁的五倍。同体积的质量比普通钢重约15％。因其具有玫瑰红色，表面形成氧化膜后呈紫色，故一般称为紫铜。它是含有一定氧的铜，因而又称含氧铜。
紫铜的电导率和热导率仅次于银，广泛用于制作导电、导热器材。紫铜在大气、海水和某些非氧化性酸(盐酸、稀硫酸)、碱、盐溶液及多种有机酸(醋酸、柠檬酸)中有良好的耐蚀性，并且其用途比纯铁广泛得多，主要紫铜用于制作发电机、母线、电缆、开关装置、变压器等电工器材和热交换器、管道、太阳能加热装置的平板集热器等导热器材，紫铜还用于电机短路环，电池加热感应器的制作，和大功率电子元件上面，接线排接线端子之类的。
当紫铜用于接线排之类的过程中需要较好的导电率和热导率，并且在焊接后进行冲压固定时具有较好的抗拉强度，而现有技术中的紫铜退火板材的室温抗拉强度仅为22～25公斤力/平方毫米，伸长率仅为45～50％，布氏硬度(HB)仅为35～45，上述所体现的数据使得紫铜在用于接线排时的导电率、热导率和抗拉强度均较为不理想，从而影响了使用性能。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术的不足而设计的一种提高使用性能的一种紫铜。
本发明所设计的一种紫铜，包括以下成分重量百分比：
Ce：0.06％、As：0.002％、Sb：0.002％、Bi：0.001％、Fe：0.005％、Pb：0.005％、Sn：0.002％、Ni：0.005％、Zn：0.005％、S：0.005％、0：0.06％、P：0.002、杂质：0.08％、余量为铜。
进一步，所述铜的重量百分比为99.9％。
进一步，紫铜的铸造方法，包括以下步骤：
投料---熔化--保温-脱氧-覆盖-在线铸造-冷却-收卷；
所述熔化包括以下步骤：将投入到潜流式连体炉的原料熔化，熔化温度为1285-1390℃。
进一步，所述脱氧为：将铋粒投射到紫铜液中，所述铋粒直径为3-10nm。
进一步，所述铋粒含铋重量百分比为10％。
进一步，所述覆盖为：用木炭覆盖，覆盖层厚度为115-130mm。
本发明所设计的一种紫铜，其配方和潜流式连体炉，将控温、铸造综合在一套炉体中进行，采用不间断连续加料，采用木炭覆盖，以隔除铜液与大气的接触，使得铸造而成的铜坯，含氧量极低，具有良好的硬度、拉伸性能、延伸率好和冲击韧性，并且导电性能在纯铜的基础上提升了102.97％(提升约59.3MS/m)，而其硬度在纯铜的基础上提升了118.5％(提升约44.7HB)。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
本实施例所描述的一种紫铜，包括以下成分重量百分比：
Ce：0.06％、As：0.002％、Sb：0.002％、Bi：0.001％、Fe：0.005％、Pb：0.005％、Sn：0.002％、Ni：0.005％、Zn：0.005％、S：0.005％、0：0.06％、P：0.002、杂质：0.08％、所述铜的重量百分比为99.9％。
一种紫铜的铸造方法，包括以下步骤：
投料--熔化-保温-脱氧-覆盖-在线铸造-冷却-收卷；
每吨铜液中加入0.1Kg铋含量为10％的铋粒，直径为5-10nm，熔化温度为1300℃，覆盖时采用120mm木炭覆盖。
实施例2：
一种紫铜，包括以下成分重量百分比：
Ce：0.06％、As：0.002％、Sb：0.002％、Bi：0.001％、Fe：0.005％、Pb：0.005％、Sn：0.002％、Ni：0.005％、Zn：0.005％、S：0.005％、0：0.06％、P：0.002、杂质：0.08％、所述铜的重量百分比为99.9％。
一种紫铜的铸造方法，包括以下步骤：
投料-熔化-保温-脱氧-覆盖-在线铸造-冷却-收卷；
所述熔化包括以下步骤：将投入到潜流式连体炉的原料熔化，熔化温度为1285-1390℃。
每吨铜液中加入0.1Kg铋含量为10％的铋粒，直径为3-8mm，熔化温度为1350℃，覆盖时采用125mm木炭覆盖。
上述实施例1和实施例2利用铋粒投射到紫铜液中，铋粒快速沉入铜液中溶解，含铋重量百分比为10％，根据需要加入合适量的铋粒，控制铸造后的紫铜含铋量不高于0.001％，以微量形式便于控制含量。
其利用上述制得的铜坯使得物理规格及电性能具有每米弯曲度不大于40mm，并且其力学性能的抗拉强度不小于275N/mm2，布氏硬度(HBW)为75-100，进一步，20℃直流电阻率56.2Ωmm2/m，其使得导电效率具有较高的提升。伸长率为60％。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种紫铜，其特征在于，包括以下成分重量百分比：
Ce：0.06％、As：0.002％、Sb：0.002％、Bi：0.001％、Fe：0.005％、Pb：0.005％、Sn：0.002％、Ni：0.005％、Zn：0.005％、S：0.005％、0：0.06％、杂质：0.08％、余量为铜。
2.根据权利要求1所述的一种紫铜，其特征在于，所述铜的重量百分比为99.9％。
3.一种如权利要求1或2所述的一种紫铜的铸造方法，其特征在于，包括以下步骤：
投料-熔化-保温-脱氧-覆盖-在线铸造-冷却-收卷；
所述熔化包括以下步骤：将投入到潜流式连体炉的原料熔化，熔化温度为1285-1390℃。
4.根据权利要求3所述的一种紫铜的铸造方法，其特征在于，所述脱氧为：将铋粒投射到紫铜液中，所述铋粒直径为3-10nm。
5.根据权利要求3所述的一种紫铜的铸造方法，其特征在于，所述铋粒含铋重量百分比为10％。
6.根据权利要求3所述的一种紫铜的铸造方法，其特征在于，所述覆盖为：用木炭覆盖，覆盖层厚度为115-130mm。
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