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15161531316將熔體中氧化物還原除氧的過程稱為脫氧。熔體的脫氧過程屬于置換反應(yīng)過程。脫氧需借助于脫氧劑進(jìn)行,銅的脫氧劑分兩類,即表面脫氧劑和溶解于金屬的脫氧劑。銅合金脫氧的方法有擴(kuò)散脫氧、沉淀脫氧和復(fù)合脫氧等。A 擴(kuò)散脫氧表面脫氧劑不溶于銅液中,脫氧反應(yīng)主要在熔體表面進(jìn)行,熔池內(nèi)部熔體的脫氧,主要是靠氧化亞銅不斷向熔池表面擴(kuò)散的作用實(shí)現(xiàn)的;一是因?yàn)檠趸瘉嗐~的比重較銅的比重小,它可以向熔池表面浮動(dòng);二是因?yàn)槊撗醴磻?yīng)在熔池表面進(jìn)行,熔體表面的氧化亞銅不斷被還原,其濃度不斷降低,由于濃度差的作用,熔池深處的氧化亞銅就不斷上浮。表面脫氧速度較慢,達(dá)到完全脫氧需要較長時(shí)間。但是由于脫氧反應(yīng)僅在表面進(jìn)行,所以熔池內(nèi)部的熔體不會(huì)受到污染。常用表面脫氧劑除了木炭以為,還可以用某些密度遠(yuǎn)小于銅的可還原氧化亞銅的溶劑,例如硼化鎂(Mg3B2)、碳化鈣(CaC2)、硼渣(Na2B4o6·MgO)等。B 沉淀脫氧 溶于金屬的脫氧劑,能在整個(gè)熔池內(nèi)與熔融金屬渣的氧化物相互作用,脫氧效果顯著得多。它的缺點(diǎn)是剩余的脫氧劑會(huì)形成夾雜,影響金屬性能。銅及銅合金常用的這類脫氧劑有磷、硅、錳、鋁、鎂、鈣、鈦、鋰等。這些金屬以純金屬或中間合金形式加入,脫氧結(jié)果形成氣態(tài)、液態(tài)或固態(tài)生成物。脫氧反應(yīng)所產(chǎn)生的細(xì)小固體氧化物,使金屬的黏度增大或成為金屬中分布不均勻的夾雜物。采用這類脫氧劑時(shí),應(yīng)控制加入量。兩種脫氧方法各有利弊,生產(chǎn)中可采用綜合脫氧法。例如,用低頻感應(yīng)爐熔煉無氧銅時(shí),先用后層木炭覆蓋進(jìn)行表面脫氧,然后加磷銅進(jìn)行熔池內(nèi)部脫氧。
也可采用以下措施:精選爐料,用足夠厚度的煅燒木炭覆蓋銅液,密封爐蓋,盡量少開啟爐蓋,澆注時(shí)流注盡可能短,并用煤氣保護(hù)。C 復(fù)合脫氧 采用兩種或兩種以上脫氧方式時(shí),稱為復(fù)合脫氧。在利用木炭擴(kuò)散脫氧的同時(shí),再通過加磷或鎂等進(jìn)行沉淀脫氧的方法進(jìn)行復(fù)合脫氧的工藝,在實(shí)際生產(chǎn)中已經(jīng)廣泛地得到了應(yīng)用。"木炭-氬氣"復(fù)合脫氧,指在傳統(tǒng)的木炭覆蓋熔體的基礎(chǔ)上,同時(shí)向熔體中吹入惰性氣體氬,從而達(dá)到比較徹底脫氧的目的。單純采用木炭覆蓋,脫氧速度很慢。
在熔體表面采用木炭覆蓋的條件下,通過直徑Φ20mm的石墨管,以及同樣直徑但頭部具有孔徑為70μm多孔噴頭的石墨管,包括采用旋轉(zhuǎn)石墨管的方式,向熔體深處吹入氬氣。向銅液中吹入氬氣,有助于擴(kuò)大熔融銅中的二氧化碳于木炭的接觸面積,使熔融銅中的二氧化碳的擴(kuò)散速度加快,即分布更加均勻。采用上述旋轉(zhuǎn)石墨管的方式,向中間包內(nèi)的熔體中吹入氬氣。中間包中銅液的流速為0.2m/s,石墨管旋轉(zhuǎn)速度為900r/min,氬氣吹入量為20L/min。脫氧效果從低到高的順序是:(1)單純采用木炭覆蓋;(2)垂直石墨管吹入氬氣;(3)多孔噴頭的石墨管吹入氬氣;(4)選擇石墨管吹入氬氣。"木炭-氬氣"復(fù)合脫氧方式,同時(shí)有促進(jìn)除氫的效果。增加氬氣吹入量,比增加石墨管旋轉(zhuǎn)速度更能有效地促進(jìn)脫氣效果。
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