文章介绍了纯铜、黄铜和青铜的熔炼方法。纯铜熔炼需先预热坩埚并加干燥木炭或覆盖剂,依次加入各类铜料,补加合金元素预热后加入,升温使合金熔化,达1200 - 1220℃时用磷铜脱氧,最后扒渣出炉,浇注温度1100 - 1200℃。黄铜是以锌为主要合金元素的铜基合金,分普通和特殊两类。其熔炼要做好配料,考虑新料和回炉料配比,做好金属炉料、坩埚和熔炼设备及工具、覆盖剂及熔剂的准备;熔炼时先预热坩埚加木炭,按顺序加铜料和合金,1150 - 1200℃用磷铜脱氧,按要求补加合金元素,控制锌加入温度,出炉扒渣调整温度后浇注,熔炼不同牌号合金化学成分有影响时需洗炉。青铜按成分分锡青铜和不含锡青铜,几种常用青铜合金熔炼配料成分按表2进行。
1.纯铜的熔炼
(1)先将坩埚预热至暗红色,在坩埚底加一层厚度约为30-50cm的干燥木炭或覆盖剂。再依次加入边角余料、废块和棒料,最后加电解铜。
(2)补加的合金元素可放在炉台上预热,严禁冷料加入液态金属中。整个熔化过程中应经常活动炉料,以防搭桥。
(3)升温使合金全部熔化。合金全熔后,温度达到1200-1220℃时,加入占合金液重量的0.3%-0.4%的磷铜脱氧,磷与氧化亚铜发生下列反应:5Cu2O+2P=P2O5+10Cu及Cu2O+P2O5=2CuPO3,生成的五氧化二磷气体从合金中逸出,磷酸铜可浮于液面,扒渣去除,于是达到脱氧的目的。
(4)最后扒渣出炉,合金液的浇注温度一般为1100-1200℃。
2.黄铜的熔炼
以锌为主要合金元素的铜基合金为黄铜,分为普通黄铜和特殊黄铜两类。普通黄铜是铜和锌组成的两元合金,主要用于压力加工。在普通黄铜的基础上加入其他合金元素(如硅、铝、锰、铅、铁、镍等),便成为特殊黄铜。铸造黄铜大多是特殊黄铜。
(1)合金的配料及金属炉料要求 铜合金的化学成分中,由于主要成分变化范围较大,因此在配料计算的过程中,应根据其性能要求,选择适当的配料成分。合金的化学成分应符合GB117
6-87,几种常用的黄铜熔炼配料成分按表1进行。
(2)炉料配比 按照一般的铸造惯例,新料成分占炉料的总重量应≥30%,回炉料≤70%。但在实际生产中,我们考虑到铜合金的回炉料比较多,在炉料的配比时回炉料的质量百分比≥90%时,熔化质量依然很好,化学光谱分析证明铸件的成分合格。回炉料较多时需要考虑合金中的杂质是否超标。
(3)熔炼前的准备 ①金属炉料的准备:回炉料是同牌号的废铸件、浇冒口及重熔铸锭,需要具有明确的化学成分。入炉前吹砂清除表面污物,经预热后装炉(首批冷炉熔化可随炉预热);电解铜经吹砂去除污物,在500-550℃预热后去除水分后,才能装炉(首批冷炉熔化可随炉预热;纯金属元素入炉前可在炉边预热。金属炉料的最大块度不应超过坩埚直径的1/3,长度不应超过坩埚深度的4/5。②坩埚和熔炼设备及工具的准备:坩埚使用前应无裂纹和影响安全的其他损伤,新坩埚必须经过低温缓慢加热处理,以防产生裂纹;旧坩埚将内表面熔渣清理干净;用新石墨坩埚及更换熔炼合金种类时,熔炼前坩埚应熔化同牌号系列合金进行洗炉;用耐火材料及石墨做成的搅拌棒必须彻底清理残余涂料和锈迹,并涂敷一层耐火材料或刷涂料后烘干待用;锭模在使用前必须彻底清理干净,涂涂料后预热至100-150℃待用。