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​铜合金熔炼过程中有哪些脱氧的方法?

2017/11/13 10:20:43

将熔体中氧化物还原除氧的过程称为脱氧。熔体的脱氧过程属于置换反应过程。脱氧需借助于脱氧剂进行,铜的脱氧剂分两类,即表面脱氧剂和溶解于金属的脱氧剂。

将熔体中氧化物还原除氧的过程称为脱氧。熔体的脱氧过程属于置换反应过程。脱氧需借助于脱氧剂进行,铜的脱氧剂分两类,即表面脱氧剂和溶解于金属的脱氧剂。铜合金脱氧的方法有扩散脱氧、沉淀脱氧和复合脱氧等。A 扩散脱氧表面脱氧剂不溶于铜液中,脱氧反应主要在熔体表面进行,熔池内部熔体的脱氧,主要是靠氧化亚铜不断向熔池表面扩散的作用实现的;一是因为氧化亚铜的比重较铜的比重小,它可以向熔池表面浮动;二是因为脱氧反应在熔池表面进行,熔体表面的氧化亚铜不断被还原,其浓度不断降低,由于浓度差的作用,熔池深处的氧化亚铜就不断上浮。表面脱氧速度较慢,达到完全脱氧需要较长时间。但是由于脱氧反应仅在表面进行,所以熔池内部的熔体不会受到污染。常用表面脱氧剂除了木炭以为,还可以用某些密度远小于铜的可还原氧化亚铜的溶剂,例如硼化镁(Mg3B2)、碳化钙(CaC2)、硼渣(Na2B4o6·MgO)等。B 沉淀脱氧 溶于金属的脱氧剂,能在整个熔池内与熔融金属渣的氧化物相互作用,脱氧效果显著得多。它的缺点是剩余的脱氧剂会形成夹杂,影响金属性能。铜及铜合金常用的这类脱氧剂有磷、硅、锰、铝、镁、钙、钛、锂等。这些金属以纯金属或中间合金形式加入,脱氧结果形成气态、液态或固态生成物。脱氧反应所产生的细小固体氧化物,使金属的黏度增大或成为金属中分布不均匀的夹杂物。采用这类脱氧剂时,应控制加入量。两种脱氧方法各有利弊,生产中可采用综合脱氧法。例如,用低频感应炉熔炼无氧铜时,先用后层木炭覆盖进行表面脱氧,然后加磷铜进行熔池内部脱氧。


也可采用以下措施:精选炉料,用足够厚度的煅烧木炭覆盖铜液,密封炉盖,尽量少开启炉盖,浇注时流注尽可能短,并用煤气保护。C 复合脱氧 采用两种或两种以上脱氧方式时,称为复合脱氧。在利用木炭扩散脱氧的同时,再通过加磷或镁等进行沉淀脱氧的方法进行复合脱氧的工艺,在实际生产中已经广泛地得到了应用。"木炭-氩气"复合脱氧,指在传统的木炭覆盖熔体的基础上,同时向熔体中吹入惰性气体氩,从而达到比较彻底脱氧的目的。单纯采用木炭覆盖,脱氧速度很慢。


在熔体表面采用木炭覆盖的条件下,通过直径Φ20mm的石墨管,以及同样直径但头部具有孔径为70μm多孔喷头的石墨管,包括采用旋转石墨管的方式,向熔体深处吹入氩气。向铜液中吹入氩气,有助于扩大熔融铜中的二氧化碳于木炭的接触面积,使熔融铜中的二氧化碳的扩散速度加快,即分布更加均匀。采用上述旋转石墨管的方式,向中间包内的熔体中吹入氩气。中间包中铜液的流速为0.2m/s,石墨管旋转速度为900r/min,氩气吹入量为20L/min。脱氧效果从低到高的顺序是:(1)单纯采用木炭覆盖;(2)垂直石墨管吹入氩气;(3)多孔喷头的石墨管吹入氩气;(4)选择石墨管吹入氩气。"木炭-氩气"复合脱氧方式,同时有促进除氢的效果。增加氩气吹入量,比增加石墨管旋转速度更能有效地促进脱气效果。


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