CN109622907A - 一种用于铬青铜离心铸造的防挥发防氧化的添加剂 - Google Patents

一种用于铬青铜离心铸造的防挥发防氧化的添加剂 Download PDF

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Abstract

本发明针对现有技术中存在的问题，提供一种用于铬青铜离心铸造的防挥发防氧化的添加剂，所述添加剂包括以下重量份的组分：摩尔比为1：1的SiO2和Na2O，且SiO2和Na2O共计35～60份，NaCl 15～30份和KCl 15～30份。本发明所述添加剂既能在熔体表面形成隔离层，杜绝挥发同时防止与空气接触氧化，又能够去除熔体中的氧化物。

Description

一种用于铬青铜离心铸造的防挥发防氧化的添加剂
技术领域
本发明属于铬青铜技术领域，具体涉及一种用于铬青铜离心铸造的防挥发防氧化的添加剂。
背景技术
铬青铜是含0.4％～1.1％Cr的铜合金，在共晶温度1072℃下，铬在铜中的最大溶解度为0.65％。随温度的降低，固溶度急剧下降，固溶后时效处理析出cr粒子相。铬的加入，一方面明显提高合金的再结晶温度和热强性；另一方面使铜的导电性略有下降。耐腐蚀性能：耐蚀性类似纯铜，抗电蚀性能优于纯铜。铬青铜的性能特点如下：
(1)成形性能：合金冷、热加工性能良好，可进行挤压、热轧、锻造(要求锻后进行固溶处理)等热加工，热加工温度为820～930℃，热锻性为锻造黄铜hpb60_2的80％。在固溶、退火或适当的拉拔状态下，可进行拉拔、冷轧、镦锻、型锻或弯曲等冷加工。
(2)焊接性能：合金能锡焊、银焊和钎焊，易于进行气体保护电弧焊，对散热好的焊接部位采用电子束焊接效果好。熔焊和硬钎焊会降低热处理后材料获得的性能，这种焊接通常用于软状态，并随之施以必要的热处理。软钎焊性能良好，不推荐氧乙炔焊、保护金属弧焊、电阻点焊和电阻缝焊。
(3)切削加工与磨削性能：合金的切削加工性为易切削黄铜hpb63-3的20％。切削时使用含20％铅油的矿物油作冷却润滑剂。
铬青铜在室温及400℃以下具有较高的强度和硬度，导电性和导热性好，加工成形性能良好，广泛用于电气设备的高温导电耐磨零件，其主要用途有：电动机整流子、集电环、高温开关、电焊机的电极、滚轮、夹持器、以双金属形式使用的刹车盘、圆盘及其他要求高导热、导电率、高热强性的零部件。
但是铬青铜在离心铸造过程中，高温条件容易使得其中的合金元素挥发，而且在部分合金元素发生氧化的情况下，导致铬青铜中的合金元素损失，不符合元素配比，从而导致铬青铜的各方面性能显著降低。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的问题，提供一种用于铬青铜离心铸造的防挥发防氧化的添加剂，所述添加剂既能在熔体表面形成隔离层，杜绝挥发同时防止与空气接触氧化，又能够去除熔体中的氧化物。
本发明采用如下技术方案：
一种用于铬青铜离心铸造的防挥发防氧化的添加剂，所述添加剂包括以下重量份的组分：摩尔比为1：1的SiO2和Na2O，且SiO2和Na2O共计35～60份，NaCl 15～30份和KCl 15～30份。
优选地，所述添加剂中还包括硼砂，且硼砂的重量份为8～12份。
优选地，所述添加剂通过以下方法制备得到：按重量配比称取各原料，混合后，加热熔融得到熔融混合液，所得熔融混合液水冷后凝固得到混合块，破碎研磨后即得粉状的所述添加剂。
优选地，所述加热熔融的温度为1300～1500℃。
优选地，所得熔融混合液保温1.5～2.5h后再进行水冷。
优选地，所述添加剂研磨后的粒度为20～40目。
本发明的有益效果如下：
本发明所述添加剂中，SiO2和Na2O两种组分的摩尔比设定为1:1，在加热熔融后两者发生反应生成硅酸钠，研磨后的添加剂呈粉状，在离心铸造过程中，均匀撒到熔体表面，由于熔体温度较高，添加剂瞬间熔融并流动覆盖熔体表面，添加剂中的硅酸钠发挥主要的覆盖作用，隔绝空气的同时，也防止了合金组分的挥发，而其中的氯化钠和氯化钾能够将熔体中存在的少量氧化物或夹杂带到熔体表面形成渣，可见本发明所述添加剂能够兼顾防挥发和防氧化的作用，即使生成少量氧化物，也能够去除，此外添加硼砂是为了提高硅酸钠熔体的流动性，便于其流动覆盖熔体表面。
具体实施方式
为了使本发明的技术目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面结合具体实施例对本发明的技术方案作出进一步的说明。
实施例1
一种用于铬青铜离心铸造的防挥发防氧化的添加剂，所述添加剂包括以下重量的组分：SiO2 180g，Na2O 186g，NaCl 150g和KCl 160g。
所述添加剂通过以下方法制备得到：按重量配比称取各原料，混合后，加热熔融至1300℃得到熔融混合液，所得熔融混合液保温1.5h后水淬凝固得到混合块，破碎研磨至20目，即得粉状的所述添加剂。
实施例2
一种用于铬青铜离心铸造的防挥发防氧化的添加剂，所述添加剂包括以下重量的组分：SiO2 240g，Na2O 248g，NaCl 240g和KCl 300g。
所述添加剂通过以下方法制备得到：按重量配比称取各原料，混合后，加热熔融至1500℃得到熔融混合液，所得熔融混合液保温2h后水淬凝固得到混合块，破碎研磨至40目，即得粉状的所述添加剂。
实施例3
一种用于铬青铜离心铸造的防挥发防氧化的添加剂，所述添加剂包括以下重量的组分：SiO2 240g，Na2O 248g，NaCl 240g、KCl 300g和硼砂100g。
所述添加剂通过以下方法制备得到：按重量配比称取各原料，混合后，加热熔融至1400℃得到熔融混合液，所得熔融混合液保温2h后水淬凝固得到混合块，破碎研磨至40目，即得粉状的所述添加剂。
下面进行两组试验以验证本发明所述添加剂的效果：
在铬青铜离心铸造工序中，设计两组试验，除添加剂不同外，其余工艺条件完全相同，且两组试验中，熔体中Cr元素的重量百分比均为0.80％～0.85％，分别添加实施例2和实施例3所述添加剂，在添加之后，实施例2和实施例3所述添加剂均能迅速熔融并流动覆盖熔体表面，流动覆盖时间上无显著差异，在离心铸造完成后，对所得铬青铜铸件进行成分检测，实施例2对应的铬青铜中Cr元素含量为0.78％，实施例3对应的铬青铜中Cr元素含量为0.83％，与熔体原始的元素配比无明显差异，且实施例2和实施例3均未检测到氧。
可见本发明所述添加剂能够兼顾防挥发和防氧化的作用，即使生成少量氧化物，也能够去除，此外添加硼砂是为了提高硅酸钠熔体的流动性，便于其流动覆盖熔体表面。
最后所应说明的是：上述实施例仅用于说明而非限制本发明的技术方案，任何对本发明进行的等同替换及不脱离本发明精神和范围的修改或局部替换，其均应涵盖在本发明权利要求保护的范围之内。

Claims (6)

1.一种用于铬青铜离心铸造的防挥发防氧化的添加剂，其特征在于，所述添加剂包括以下重量份的组分：摩尔比为1：1的SiO2和Na2O，且SiO2和Na2O共计35～60份，NaCl 15～30份和KCl 15～30份。
2.根据权利要求1所述的用于铬青铜离心铸造的防挥发防氧化的添加剂，其特征在于，所述添加剂中还包括硼砂，且硼砂的重量份为8～12份。
3.根据权利要求1或2所述的用于铬青铜离心铸造的防挥发防氧化的添加剂，其特征在于，所述添加剂通过以下方法制备得到：按重量配比称取各原料，混合后，加热熔融得到熔融混合液，所得熔融混合液水冷后凝固得到混合块，破碎研磨后即得粉状的所述添加剂。
4.根据权利要求3所述的用于铬青铜离心铸造的防挥发防氧化的添加剂，其特征在于，所述加热熔融的温度为1300～1500℃。
5.根据权利要求3所述的用于铬青铜离心铸造的防挥发防氧化的添加剂，其特征在于，所得熔融混合液保温1.5～2.5h后再进行水冷。
6.根据权利要求3所述的用于铬青铜离心铸造的防挥发防氧化的添加剂，其特征在于，所述添加剂研磨后的粒度为20～40目。
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