CN110983081A - 一种采用真空熔炼设备制备超低氧白铜的方法 - Google Patents

一种采用真空熔炼设备制备超低氧白铜的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110983081A
CN110983081A CN201911317580.6A CN201911317580A CN110983081A CN 110983081 A CN110983081 A CN 110983081A CN 201911317580 A CN201911317580 A CN 201911317580A CN 110983081 A CN110983081 A CN 110983081A
Authority
CN
China
Prior art keywords
deoxidizer
alloy
cupronickel
molten metal
smelting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201911317580.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110983081B (zh
Inventor
高鑫
浦海涌
李淑苹
潘坤
周向东
郑晓飞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
WUXI LONGDA METAL MATERIALS CO Ltd
Original Assignee
WUXI LONGDA METAL MATERIALS CO Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by WUXI LONGDA METAL MATERIALS CO Ltd filed Critical WUXI LONGDA METAL MATERIALS CO Ltd
Priority to CN201911317580.6A priority Critical patent/CN110983081B/zh
Publication of CN110983081A publication Critical patent/CN110983081A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110983081B publication Critical patent/CN110983081B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
    • C22C1/03—Making non-ferrous alloys by melting using master alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C9/00—Alloys based on copper
    • C22C9/06—Alloys based on copper with nickel or cobalt as the next major constituent

Abstract

本发明属于有色金属加工技术领域，具体涉及一种采用真空熔炼设备制备超低氧白铜的方法。通过对原材料的控制，利用真空感应熔炼过程中添加脱氧剂进行脱氧后，进行精炼，实现高效可控脱氧。优点在于：采用真空熔炼过程脱氧，可以获得3ppm以下的白铜合金；相比较采用磷铜脱氧，采用镍镁合金脱氧，脱氧效果好，脱氧时间变短，脱氧产物变成熔渣易去除，不影响合金成分；在真空过程下浇注，可以防止白铜合金冷却过程中的二次增氧。

Description

一种采用真空熔炼设备制备超低氧白铜的方法
技术领域
本发明属于有色金属加工技术领域，具体涉及一种采用真空熔炼设备制备超低氧白铜的方法。
背景技术
白铜合金是一种以镍为主要合金元素的铜基合金，由于其具有较强的抗冲刷腐蚀性能，尤其是优良的抗高速流动海水的冲刷腐蚀能力，故被广泛应用于火力发电、石油化工、海洋工业和舰艇等行业，特别在某些关键的海洋防腐蚀部件上被大量使用，并且其应用范围仍在不断扩大、用量也在逐年递增。随着技术的发展，需要性能更优良的材料来满足更严苛的使用环境需求。
由于氧与铜生成Cu2O脆性相，形成Cu－Cu2O共晶体，氧化铜以杂质形式出现在晶界间。Cu2O脆性相硬度高，在冷变形时与铜基体脱离，导致铜合金机械性能下降，在后续拉制中易造成断裂现象。氧含量过高还能降低铜合金导电性能。
目前关于真空熔炼设备制备超低硫白铜的方法很少。专利申请号201310549653.0，铸造用纯铜熔炼工艺，通过加入占合金液质量0.3-0.4％的磷铜脱氧，充分反应后除去扒渣进行脱氧，真个过程采用非真空的工艺。专利申请号201310726566.8，锡青铜熔炼工艺，公开了一种锡青铜熔炼工艺，采用磷铜脱氧的敞开式熔炼工艺。专利申请号201410822936.2，一种铅青铜的制造方法，公开了一种铅青铜的制造方法，加入磷铜脱氧。专利申请号201610171635.7，公开了一种用于紫杂铜脱氧精炼的中间合金、应用及制备方法。专利申请号 201610854434.7，公开了一种铜脱氧剂。专利申请号 201710758527.4，公开了一种海洋工况用耐冲蚀铜合金及其制备方法，磷铜脱氧。专利申请号201711340261.8，涉及了一种纯铜熔炼工艺，磷铜脱氧。
上述专利中全部采用磷铜脱氧，磷元素在白铜中影响耐蚀性，是杂质元素，而采用非真空熔炼无法达到超低氧含量要求，所以提出了一种采用真空熔炼设备制备超低氧白铜的方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对白铜熔炼过程中氧含量增加或无法去除的问题，提出了一套完成的方法，降低白铜合金中的氧含量。
一种采用真空熔炼设备制备超低氧白铜的方法，具体包括以下步骤：
（1）理论计算：根据原材料加入量、金属液中氧的质量百分比、脱氧剂中金属镁的质量百分比、脱氧剂的利用系数各参数，根据计算公式计算脱氧剂的加入量；
（2）原材料的准备：将熔炼所用的电解铜、电解镍、纯铁、电解锰经过喷丸、打磨处理，去除表面的氧化层或锈蚀层，在经过超声波用酒精作为介质进行清洗，清洗完成后烘干备用；
（3）铸模烘干：将铸铁模具装入到烘干炉内加热；
（4）装炉：将电解镍、纯铁、电解铜按顺序装入熔炼炉坩埚中，电解锰装入第一上位料仓中，将脱氧剂装入第二上位料仓中；
（5）抽真空：采用真空感应熔炼合金，先将真空度抽至1×10-3Pa，然后充氩气至0.8~1.0×105Pa，再抽真空至1×10-3Pa，如此反复三次；
（6）熔炼：采用真空感应炉进行熔炼，待坩埚内的合金全部熔化后，精炼10分钟，降低功率，待合金液表面结膜后，充氩气至0.8~1.0×105Pa，在第一上位料仓加入锰合金，金属液面稳定后，通过第二上位料仓加入脱氧剂；
（7）精炼：增加熔炼功率待液面翻滚，破碎氧化薄膜后，维持5~15分钟；
（8）调整温度：调整功率使金属液的温度稳定在1300~1400℃；
（9）浇铸：浇铸金属液，浇铸完成后抽真空至1×10-3Pa，1~4小时后，待金属液完全凝固，取出模具和铸锭，空冷至室温；
进一步地，步骤（1）中计算公式如下：
W脱氧剂=W金属液×W[O]÷（W[Mg]）÷K；
W脱氧剂：该炉次加入脱氧剂的重量，kg；
W金属液：该炉次加入原材料的重量，kg；
W[O]：精炼前金属液中氧的质量百分比，%；
W[Mg]：脱氧剂中金属镁的质量百分比，%；
K：脱氧剂的利用系数。
进一步地，K控制在60%-65%。
进一步地，步骤（3）中的加热温度为800~1000℃，烘干时间为0.5~4小时。
进一步地，步骤（1）中所采用脱氧剂为镍镁合金。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
（1）采用真空熔炼过程脱氧，可以获得3ppm以下的白铜合金；
（2）相比较采用磷铜脱氧，采用镍镁合金脱氧，脱氧效果好，脱氧时间变短，脱氧产物变成熔渣易去除，不影响合金成分；
（3）在真空过程下浇注，可以防止白铜合金冷却过程中的二次增氧。
附图说明
图1为一种采用真空熔炼设备制备超低氧白铜的方法法的流程图。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
（1）根据计算公式如下：
W脱氧剂=W金属液×W[O]÷（W[Mg]）÷K；
W脱氧剂：该炉次加入脱氧剂的重量，kg；
W金属液：该炉次加入原材料的重量，kg；
W[O]：精炼前金属液中氧的质量百分比，%；
W[Mg]：脱氧剂中金属镁的质量百分比，%；
K：脱氧剂的利用系数。
其中原材料加入量W金属液：：2000kg、精炼前金属液中氧的质量百分比W[O]：0.0040%、脱氧剂中金属镁的质量百分比为10%、脱氧剂的利用系数85%，计算脱氧剂的加入量为0.94kg；
（2）原材料的准备：将熔炼所用的电解铜、电解镍、纯铁、电解锰经过喷丸、打磨处理，去除表面的氧化层或锈蚀层，在经过超声波用酒精作为介质进行清洗，清洗完成后烘干备用；
（3）铸模烘干：将铸铁模具装入到烘干炉内加热至800℃，烘干4小时；
（4）装炉：将电解镍、纯铁、电解铜按顺序装入熔炼炉坩埚中，电解锰装入第一上位料仓中，将脱氧剂装入第二上位料仓中；
（5）抽真空：采用真空感应熔炼合金，先将真空度抽至1×10-3Pa，然后充氩气至0.8×105Pa，再抽真空至1×10-3Pa，如此反复三次；
（6）熔炼：采用真空感应炉进行熔炼，待坩埚内的合金全部熔化后，精炼10分钟，降低功率，待合金液表面结膜后，充氩气至0.8×105Pa，在第一上位料仓加入锰合金，金属液面稳定后，通过第二上位料仓加入脱氧剂；
（7）精炼：增加熔炼功率待液面翻滚，破碎氧化薄膜后，维持5分钟；
（8）调整温度：调整功率使金属液的温度稳定在1300℃；
（9）浇铸：浇铸金属液，浇铸完成后抽真空至1×10-3Pa，1小时后，待金属液完全凝固，取出模具和铸锭，空冷至室温；
取样分析测得白铜合金中的氧含量为0.0002%。
实施例2
1）根据计算公式，原材料加入量1000kg、精炼前金属液中氧的质量百分比0.0050%、脱氧剂中金属镁的质量百分比为12%、脱氧剂的利用系数85%，计算脱氧剂的加入量为0.49kg；
（2）原材料的准备：将熔炼所用的电解铜、电解镍、纯铁、电解锰经过喷丸、打磨处理，去除表面的氧化层或锈蚀层，在经过超声波用酒精作为介质进行清洗，清洗完成后烘干备用；
（3）铸模烘干：将铸铁模具装入到烘干炉内加热至900℃，烘干2小时；
（4）装炉：将电解镍、纯铁、电解铜按顺序装入熔炼炉坩埚中，电解锰装入第一上位料仓中，将脱氧剂装入第二上位料仓中；
（5）抽真空：采用真空感应熔炼合金，先将真空度抽至1×10-3Pa，然后充氩气至0.9×105Pa，再抽真空至1×10-3Pa，如此反复三次；
（6）熔炼：采用真空感应炉进行熔炼，待坩埚内的合金全部熔化后，精炼10分钟，降低功率，待合金液表面结膜后，充氩气至0.9×105Pa，在第一上位料仓加入锰合金，金属液面稳定后，通过第二上位料仓加入脱氧剂；
（7）精炼：增加熔炼功率待液面翻滚，破碎氧化薄膜后，维持10分钟；
（8）调整温度：调整功率使金属液的温度稳定在1350℃；
（9）浇铸：浇铸金属液，浇铸完成后抽真空至1×10-3Pa，2小时后，待金属液完全凝固，取出模具和铸锭，空冷至室温；
取样分析测得白铜合金中的氧含量为0.0001%。
实施例3
（1）根据计算公式，原材料加入量8000kg、精炼前金属液中氧的质量百分比0.0070%、脱氧剂中金属镁的质量百分比为10%、脱氧剂的利用系数85%，计算脱氧剂的加入量为3.53kg；
（2）原材料的准备：将熔炼所用的电解铜、电解镍、纯铁、电解锰经过喷丸、打磨处理，去除表面的氧化层或锈蚀层，在经过超声波用酒精作为介质进行清洗，清洗完成后烘干备用；
（3）铸模烘干：将铸铁模具装入到烘干炉内加热至1000℃，烘干0.5小时；
（4）装炉：将电解镍、纯铁、电解铜按顺序装入熔炼炉坩埚中，电解锰装入第一上位料仓中，将脱氧剂装入第二上位料仓中；
（5）抽真空：采用真空感应熔炼合金，先将真空度抽至1×10-3Pa，然后充氩气至1.0×105Pa，再抽真空至1×10-3Pa，如此反复三次；
（6）熔炼：采用真空感应炉进行熔炼，待坩埚内的合金全部熔化后，精炼10分钟，降低功率，待合金液表面结膜后，充氩气至1.0×105Pa，在第一上位料仓加入锰合金，金属液面稳定后，通过第二上位料仓加入脱氧剂；
（7）精炼：增加熔炼功率待液面翻滚，破碎氧化薄膜后，维持15分钟；
（8）调整温度：调整功率使金属液的温度稳定在1400℃；
（9）浇铸：浇铸金属液，浇铸完成后抽真空至1×10-3Pa，4小时后，待金属液完全凝固，取出模具和铸锭，空冷至室温；
取样分析测得白铜合金中的氧含量为0.0002%。
最后说明的是，以上实施例仅以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行参数范围内的修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本要求范围当中。

Claims (5)

1.一种采用真空熔炼设备制备超低氧白铜的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）理论计算：根据原材料加入量、金属液中氧的质量百分比、脱氧剂中金属镁的质量百分比、脱氧剂的利用系数各参数，根据计算公式计算脱氧剂的加入量；
（2）原材料的准备：将熔炼所用的电解铜、电解镍、纯铁、电解锰经过喷丸、打磨处理，去除表面的氧化层或锈蚀层，在经过超声波用酒精作为介质进行清洗，清洗完成后烘干备用；
（3）铸模烘干：将铸铁模具装入到烘干炉内加热；
（4）装炉：将电解镍、纯铁、电解铜按顺序装入熔炼炉坩埚中，电解锰装入第一上位料仓中，将脱氧剂装入第二上位料仓中；
（5）抽真空：采用真空感应熔炼合金，先将真空度抽至1×10-3Pa，然后充氩气至0.8~1.0×105Pa，再抽真空至1×10-3Pa，如此反复三次；
（6）熔炼：采用真空感应炉进行熔炼，待坩埚内的合金全部熔化后，精炼10分钟，降低功率，待合金液表面结膜后，充氩气至0.8~1.0×105Pa，在第一上位料仓加入锰合金，金属液面稳定后，通过第二上位料仓加入脱氧剂；
（7）精炼：增加熔炼功率待液面翻滚，破碎氧化薄膜后，维持5~15分钟；
（8）调整温度：调整功率使金属液的温度稳定在1300~1400℃；
（9）浇铸：浇铸金属液，浇铸完成后抽真空至1×10-3Pa，1~4小时后，待金属液完全凝固，取出模具和铸锭，空冷至室温。
2.根据权利要求1所述真空熔炼生产高强铜合金大规格铸锭的方法，其特征在于，步步骤（1）中计算公式如下：
W脱氧剂=W金属液×W[O]÷（W[Mg]）÷K；
W脱氧剂：该炉次加入脱氧剂的重量，kg；
W金属液：该炉次加入原材料的重量，kg；
W[O]：精炼前金属液中氧的质量百分比，%；
W[Mg]：脱氧剂中金属镁的质量百分比，%；
K：脱氧剂的利用系数。
3.根据权利要求2所述一种采用真空熔炼设备制备超低氧白铜的方法，其特征在于，K控制在60%-65%。
4.根据权利要求1所述一种采用真空熔炼设备制备超低氧白铜的方法，其特征在于，步骤（3）中的加热温度为800~1000℃，烘干时间为0.5~4小时。
5.根据权利要求1所述一种采用真空熔炼设备制备超低氧白铜的方法，其特征在于，步骤（1）中所采用脱氧剂为镍镁合金。
CN201911317580.6A 2019-12-19 2019-12-19 一种采用真空熔炼设备制备超低氧白铜的方法 Active CN110983081B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911317580.6A CN110983081B (zh) 2019-12-19 2019-12-19 一种采用真空熔炼设备制备超低氧白铜的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911317580.6A CN110983081B (zh) 2019-12-19 2019-12-19 一种采用真空熔炼设备制备超低氧白铜的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110983081A true CN110983081A (zh) 2020-04-10
CN110983081B CN110983081B (zh) 2021-08-20

Family

ID=70063089

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911317580.6A Active CN110983081B (zh) 2019-12-19 2019-12-19 一种采用真空熔炼设备制备超低氧白铜的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110983081B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111575530A (zh) * 2020-05-29 2020-08-25 无锡隆达金属材料有限公司 一种耐高污染海水腐蚀的铜合金管材的制备方法
CN113293318A (zh) * 2021-05-19 2021-08-24 西安斯瑞先进铜合金科技有限公司 一种低氧含量铜铁合金的制备方法
CN115369258A (zh) * 2022-08-04 2022-11-22 江苏鑫瑞崚新材料科技有限公司 一种低银低硫超高纯铜提纯真空熔炼工艺

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108396102A (zh) * 2018-05-28 2018-08-14 成都先进金属材料产业技术研究院有限公司 电炉冶炼特钢钢水的方法
CN110144472A (zh) * 2019-04-30 2019-08-20 中国科学院合肥物质科学研究院 一种锰铜减振合金的真空感应熔炼方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108396102A (zh) * 2018-05-28 2018-08-14 成都先进金属材料产业技术研究院有限公司 电炉冶炼特钢钢水的方法
CN110144472A (zh) * 2019-04-30 2019-08-20 中国科学院合肥物质科学研究院 一种锰铜减振合金的真空感应熔炼方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111575530A (zh) * 2020-05-29 2020-08-25 无锡隆达金属材料有限公司 一种耐高污染海水腐蚀的铜合金管材的制备方法
CN111575530B (zh) * 2020-05-29 2021-12-03 江苏隆达超合金股份有限公司 一种耐高污染海水腐蚀的铜合金管材的制备方法
CN113293318A (zh) * 2021-05-19 2021-08-24 西安斯瑞先进铜合金科技有限公司 一种低氧含量铜铁合金的制备方法
CN115369258A (zh) * 2022-08-04 2022-11-22 江苏鑫瑞崚新材料科技有限公司 一种低银低硫超高纯铜提纯真空熔炼工艺

Also Published As

Publication number Publication date
CN110983081B (zh) 2021-08-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110983081B (zh) 一种采用真空熔炼设备制备超低氧白铜的方法
WO2021018203A1 (zh) 一种非真空下引连铸铜铁合金扁锭的生产工艺
CN109371271B (zh) 铜铁合金的非真空熔炼及连铸工艺
CN110760718B (zh) 一种高钨高钴的镍合金高纯净度细晶棒料的制备方法
CN110616341B (zh) 一种CoCrNiNbx共晶中熵合金及其制备方法
CN112458321B (zh) 一种大电流电连接器用碲铜合金丝材的金属加工工艺
CN114351017A (zh) 一种高韧高导热型铝合金锭的铸造方法及应用
CN112157220A (zh) 一种Al-Cu-Mg-Mn系铝合金铸件制备方法
CN110241327B (zh) 一种含Ti锡青铜棒及其制备加工和热处理工艺方法
CN110983080B (zh) 一种采用真空熔炼设备制备超低硫白铜的方法
CN115094263A (zh) 铜铬锆系合金用变质剂合金、其制备方法及应用
CN113234945B (zh) 一种钛镍形状记忆合金靶材及其制备方法
CN113736970A (zh) 一种高抗软化铜铬锆合金棒制备方法
CN1733953A (zh) 一种高强高导铜合金及其制备方法
CN110863124A (zh) 一种高强度高塑性中熵合金及其制备方法
CN111961896B (zh) 一种铝合金铸件的制备方法
CN114774865A (zh) 一种铝钪合金靶材及其制备方法
CN115491558A (zh) 一种压铸镁合金及其制备方法和应用
CN111996419A (zh) 一种含铁亚共晶铝硅合金及其制备方法
CN113215448A (zh) 一种Al-Si-Fe-（Mg）系合金材料及其制备方法
WO2023004862A1 (zh) 高强度稀土增强的铝合金及其制备方法
CN112575224B (zh) 含高Si镍铜耐蚀合金及其制备方法
CN114561572B (zh) 一种4系铝合金及4系铝合金棒的制备方法
CN115216637B (zh) 精密可伐合金箔材用合金锭的制备方法
CN115679138A (zh) 一种提升导体铝合金耐腐蚀损伤的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information

Address after: 214105 No.18 Xiangyun Road, anzhen street, Xishan District, Wuxi City, Jiangsu Province

Applicant after: Jiangsu Longda Super Alloy Co.,Ltd.

Address before: 214105 No.18 Xiangyun Road, anzhen street, Xishan District, Wuxi City, Jiangsu Province

Applicant before: WUXI LONGDA METAL MATERIALS Co.,Ltd.

CB02 Change of applicant information
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant