硬质合金挤压棒材无氧铜材氧含量及挤压缩尾缺陷控制
影响无氧铜质量的主要因素主要有:
① 原材料质量
② 氧的影响
③ 熔炼装备的密封
无氧铜生产遵循“精料、密封、精炼”的工艺原则,严把原辅材料质量关,严格工艺制度和操作规程,采取有效检测手段,提高无氧铜质量,是目前无氧铜生产中可行的有效控制手段。
原料阴极铜
分析了不同厂商所供的阴极铜的氧含量(见表1),结果表明:氧含量确实存在较大差异(最低3ppm,最高90ppm)。高品质(TU0、LC1011、TU1)无氧铜生产对原料阴极铜的要求高,一般应选用高纯阴极铜。
熔体覆盖与保护
熔体覆盖
木炭是无氧铜熔炼最好的覆盖剂。木炭覆盖在熔体表面上,不仅有防氧、防吸气的作用,还能起到很好的脱氧作用。木炭的脱氧反应是:
Cu2O +C=2Cu+ CO
Cu2O + CO =2Cu + CO2
木炭的质量对熔体的脱氧效果有较大的影响,对各类木炭进行了分析,结果见表2。应选用栎木等木材烧出的白炭作为无氧铜的脱氧剂。此外,木炭应煅烧(500℃~800℃)且不宜久放,应即烤即用。
在熔炼炉和保温炉内(保温炉炉头部位也应通入氮气)通入惰性气体(氮气),起到隔绝空气,防吸氧、吸气以及减少木炭损耗的作用;在铜液转注过程中,流槽内的熔体流速快,波动大,使用固体覆盖剂易裸露液面,应采用惰性气体(氮气)或煤气进行保护。
密封
目前国内无氧铜熔炼设备与国外有一定差距,关键是在密封技术上。如采用进口无氧铜炉组(密封好,仅用不煅烧的普通木炭)生产的C10200无氧铜铸锭氧含量在10ppm以下的占99%以上,而其它国产设备(用煅烧木炭)生产的C10200无氧铜铸锭氧含量在10ppm以下的不足90%。这一点说明设备密封状况对无氧铜铸锭氧含量的控制是何等关键。
精炼脱氧
一般来说,即使是高纯阴极铜,其基础氧含量大多在10ppm以上,要满足部分客户要求的氧含量在5ppm以下的无氧铜需要,必须进行精炼脱氧处理。
除用优质的煅烧木炭脱氧处理外,加入适量的Cu-P合金脱氧,来保证无氧铜的氧含量要求。另外,为进一步达到除氧效果,近几年发展的一项无氧铜熔体除氧技术——通过透气砖往炉膛内通入一氧化碳和氮气,利用一氧化碳的还原作用,达到对铜液中氧的除去目的。
