专利名称：一种铜及铜合金熔炼用覆盖剂的制作方法
技术领域：
本发明属于铜及铜合金冶金技术领域，涉及一种新型铜及铜合金熔炼用覆盖剂的成分及其制备方法。
背景技术：
铜及铜合金熔炼过程中，影响熔体质量的主要因素是熔炼过程中熔体的氧化、吸气和吸杂，它们会导致熔体的污染，降低材料的工艺性能和产品的性能，从而影响最终制品的性能。覆盖剂的加入可以防止熔体从大气或炉气中吸收气体，减少金属的蒸发及氧化等熔炼损失，对熔体进行保温及精炼等作用。目前，铜及铜合金熔炼过程所用的覆盖剂有以碳为主要成分的碳质覆盖剂和熔剂覆盖剂两种类型。碳质覆盖剂的保温效果好，但是消耗量大，覆盖比较疏松，不能解决铜液吸气问题；也不能有效地除杂，甚至还会带入杂质进入铜液；同时，碳质覆盖剂燃烧产生的二氧化碳会加剧温室效应，对环保不利。熔剂覆盖剂能起到很好的覆盖和精炼作用，避免铜液吸气、氧化和吸杂；但熔剂覆盖剂是多种熔盐的复合，不会发热，对熔体保温效果较差，使熔体的温度梯度大，从而影响浇注质量。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺点，提供一种新型的集脱氧、保温、除气等多种功能为一体、降耗节材无污染无公害的铜及铜合金覆盖剂。本发明所述的覆盖剂的成分为5-10 #.%的氟化钙、5-15 #. %的氯化钠、3_10
wt. %的石墨、余量为冰晶石。本发明覆盖剂的制备方法是将各种原料按比例混合均匀，经200°C烘干后得到。本发明覆盖剂成分中氟化钙能增大混合熔盐的表面张力，使已吸附氧化物的熔盐球状化，而且由于熔剂-熔体表面张力的提高，加速了熔剂吸附夹杂的过程，并且氟化钙还能提高熔剂粘度；本发明覆盖剂成分中氯化钠的表面张力小，润湿性好，起到防止熔体吸气的效果，并且能降低熔剂熔点，利于夹杂向熔剂扩散迁移过程的进行；本发明覆盖剂成分中石墨粉的含量对熔体保温效果、熔剂的界面和流动性质也有很大影响，石墨粉兼有保温、防止吸气和脱氧等多种功用，同时可增强熔剂的覆盖效果；本发明覆盖剂成分中冰晶石对夹杂有较好的吸附能力，与铜熔体之间的界面张力较大，便于与铜液分离。本发明主要用于紫杂铜、纯铜及其合金，在熔炼过程中作除气、保温、精炼及覆盖作用。本发明与已有的技术相比的优点。(I)相对于已有铜及铜合金覆盖剂，本发明保温效果非常显著，采用碳纯度高的石墨粉作为碳质原料，熔点高，化学性稳定，有害杂质少，兼有防止吸气和脱氧等多种作用。(2)本发明覆盖剂的覆盖效果非常好，与市场出售的铜及铜合金用覆盖剂相比，本发明覆盖的铸锭非常致密，表面光洁，没有可见的气孔，切削性能好。
(3)本发明除气清渣能力强，能还原金属液中的氧化夹杂物，消除低熔点夹杂物， 同时也能去除吸附其上的氢和氧，从而精炼金属液。(4)本发明新型覆盖剂与铜液分离性好，且绝不粘炉壁，易于操作，防治了熔沟堵塞、缩小、蚀大的现象。(5)本发明无公害，安全环保，使用方便，价格低廉。
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I为本发明实施例I覆盖剂使用后铸锭剖面图。
2为本发明实施例2覆盖剂使用后铸锭剖面图。
3为本发明实施例3覆盖剂使用后铸锭剖面图。
4为本发明实施例4覆盖剂使用后铸锭剖面图。
5为本发明实施例5覆盖剂使用后铸锭剖面图。
6为本发明实施例6覆盖剂使用后铸锭剖面图。
7为本发明实施例7覆盖剂使用后铸锭剖面图。
8为本发明实施例中未使用覆盖剂的铸锭剖面图。
9为本发明实施例中使用木炭覆盖后铸锭剖面图。
10为本发明实施例中使用本发明覆盖剂后覆盖剂表面及铸锭表面图。 11为本发明实施例中使用市场覆盖剂后覆盖剂表面及铸锭表面图。
具体实施方案下面结合实施例对本发明作进一步解释说明。实施例I。按7. 5wt. %的氟化钙、10 wt. %的氯化钠、5 wt. %的石墨、余量为冰晶石的重量百分数配制本发明覆盖剂。将以上覆盖剂混合均匀后放入烘干箱，在200°C干燥，待铜及铜合金在保护气氛下熔化后，再加入已烘干的本产品。具体熔炼过程为将电解铜放入石墨坩埚中，用石墨片覆盖坩埚口，先在井式炉 700°C预热，再在感应熔炼炉中加热，温度控制在1200°C (参数为260 V, 3600 Hz);待熔化后再加入配制好并已烘干的本覆盖剂，铜液到温后保温15min ;从熔炼炉中取出坩埚，让铜液和覆盖剂随坩埚冷却，待铜液和覆盖剂凝固，冷却到室温，然后将铸锭从坩埚中取出。将铸锭与覆盖剂分离后，得到使用本实施例覆盖剂后的铸锭剖面图如附图I所示。由覆盖后剖面图可见本发明覆盖剂覆盖效果好，覆盖后铸锭剖面光洁，没有可见的气孔。实施例2。按5wt. %的氟化钙、10 wt. %的氯化钠、5 wt. %的石墨、余量为冰晶石的重量百分
数配制本发明覆盖剂。覆盖剂的制备与使用过程与实施例I相同。将铸锭与覆盖剂分离后，得到使用本实施例覆盖剂后的铸锭剖面图如附图2所示。实施例3。
按IOwt. %的氟化钙、10 wt. %的氯化钠、5 wt. %的石墨、余量为冰晶石的重量百分
数配制本发明覆盖剂。覆盖剂的制备与使用过程与实施例I相同。将铸锭与覆盖剂分离后，得到使用本实施例覆盖剂后的铸锭剖面图如附图3所示。实施例4。按7. 5wt. %的氟化钙、5wt. %的氯化钠、5 wt. %的石墨、余量为冰晶石的重量百分数配制本发明覆盖剂。覆盖剂的制备与使用过程与实施例I相同。将铸锭与覆盖剂分离后，得到使用本实施例覆盖剂后的铸锭剖面图如附图4所示。实施例5。按7. 5wt. %的氟化钙、15wt. %的氯化钠、5 wt. %的石墨、余量为冰晶石的重量百分数配制本发明覆盖剂。覆盖剂的制备与使用过程与实施例I相同。将铸锭与覆盖剂分离后，得到使用本实施例覆盖剂后的铸锭剖面图如附图5所示。实施例6。按7. 5wt. %的氟化钙、IOwt. %的氯化钠、3 wt. %的石墨、余量为冰晶石的重量百分数配制本发明覆盖剂。覆盖剂的制备与使用过程与实施例I相同。将铸锭与覆盖剂分离后，得到使用本实施例覆盖剂后的铸锭剖面图如附图6所示。实施例7。按7. 5wt. %的氟化钙、IOwt. %的氯化钠、6 wt. %的石墨、余量为冰晶石的重量百分数配制本发明覆盖剂。覆盖剂的制备与使用过程与实施例I相同。将铸锭与覆盖剂分离后，得到使用本实施例覆盖剂后的铸锭剖面图如附图7所示。从实施例I到实施例7的各配方下覆盖后剖面图可见本发明覆盖剂覆盖效果好， 覆盖后铸锭剖面光洁，没有可见的气孔。实施例8。将本发明覆盖剂与未覆盖、木炭覆盖剂及市场用覆盖剂覆盖后的铸锭质量进行对比。未使用覆盖剂的铸锭质量如附图8所示。未覆盖的铸锭内和表皮有大量的气孔和孔洞，由此可见，加入本发明覆盖剂后，提高了铸锭质量。氧含量的检测显示未覆盖时氧的含量为O. 086%，经本发明覆盖剂覆盖保护后，氧含量为O. 035%，相比未覆盖降低了 O. 051%, 这说明了本发明覆盖剂的覆盖效果明显。使用木炭覆盖后铸锭质量如附图9所示。木炭覆盖的铸锭有大量的气孔和孔洞， 由此可见本发明覆盖剂效果优于木炭覆盖剂。附图10为使用本发明覆盖剂后覆盖剂表面及铸锭表面图，附图11为使用市场覆盖剂后覆盖剂表面及铸锭表面图。对比两图可以看出，本发明覆盖剂表面质量好，覆盖比较致密；而市场覆盖剂表面氧化严重，覆盖剂有大量的气孔，覆盖比较疏松，使熔体中进入少许熔剂，从而影响铸锭质量。另外，试验发现本发明覆盖剂覆盖铸锭的切削性能优于市场覆盖剂覆盖的铸锭，这说明市场覆盖剂的粘度不够。由此可见本发明覆盖剂效果优于市场所
卖的覆盖剂。以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此。
权利要求
1.一种铜及铜合金熔炼用覆盖剂，其特征是其成分为5-10 #.%的氟化钙、5-15 wt. % 的氯化钠、3-10 wt. %的石墨、余量为冰晶石；将以上原料按比例混合均匀，经200°C烘干后得到。
全文摘要
一种铜及铜合金熔炼用覆盖剂，其特征是其成分为5-10wt.%的氟化钙、5-15wt.%的氯化钠、3-10wt.%的石墨、余量为冰晶石；将以上原料按比例混合均匀，经200℃烘干后得到。本发明的覆盖剂具有保温效果非常显著，熔点高，化学性稳定，有害杂质少，兼有防止吸气和脱氧等多种作用；覆盖效果非常好，铸锭非常致密，表面光洁，没有可见的气孔，切削性能好；除气清渣能力强，能还原金属液中的氧化夹杂物，消除低熔点夹杂物，同时也能去除吸附其上的氢和氧，从而精炼金属液；与铜液分离性好，且绝不粘炉壁，易于操作，防治了熔沟堵塞、缩小、蚀大的现象；无公害，安全环保，使用方便，价格低廉。
文档编号C22C9/00GK102605201SQ20121007514
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月21日 优先权日2012年3月21日
发明者余方新, 刘阳, 杨小霞, 詹益街, 谭敦强 申请人:南昌大学