專利名稱：一種廢雜銅水平連鑄生產銅棒的添加劑組合物及其添加方法
技術領域：
本發明涉及水平連鑄生產銅棒添加劑組合物，具體是一種廢雜銅水平連鑄生產銅棒的添加劑組合物及其添加方法。
背景技術：
根據廢雜銅冶金原理，要想得到性能優異的銅棒合金，在控制材料成分配比的同時，應優化合金內部組織結構。大量研究表明，雜銅冶煉時，加入適量的添加劑可以有效地細化黃銅鑄造組織及排除金屬內部夾渣。現在市場上黃銅棒材生產廠家提高銅棒性能的方法主要有調整原材料配比、添加單一的晶粒細化劑或溶劑。但由于黃雜銅成分復雜，雜質過多，利用調整原材料配比的方法生產出來的銅棒材存在許多的缺陷，棒材加工時容易出現開裂、熱脆等現象；添加單一的晶粒細化劑，如稀土、硼類合金，有利于提高銅棒性能，但單一稀土類元素的加入容易出現樹枝狀晶粒，且稀土成本過高，稀土添加量過多會增加添加劑的成本，硼類合金具有對黃銅合金作用過慢的缺點，單一的晶粒細化劑晶粒細化效果不佳；熔劑的加入有除氣、除渣作用，但單一熔劑的加入除雜能力有限，除雜效果并不理想。
發明內容
本發明的目的旨在克服上述缺陷，提供一種廢雜銅水平連鑄生產銅棒添加劑組合物及其添加方法，該添加劑組合物成本低，晶粒細化能力強，除雜除氣效果好，所得到的黃銅棒材綜合性能高。銅棒晶粒度大小維持在0.015—0.03mm，α與β相性晶粒比例為3:1，拋光鏡面檢測無肉眼可見氣孔、裂紋，缺陷大小小于0.008mm3,抗拉強度為290Mpa，延伸率大于20%。本發明為了實現上述目的，對添加劑組合物中的各種添加劑組分進行精心挑選，在不影響添加劑各組分性能的情況下，尋求了各組分的最佳配比，并達到了添加劑組合物整體性能的平衡統一。為了達到上述目的，本發明采用的技術方案是:一種廢雜銅水平連鑄生產銅棒的添加劑組合物，所述添加劑組合物組成和質量百分含量為:晶粒細化劑10 17%、除雜溶劑22 28%及保溫覆蓋劑55 68%，各組分含量百分數之和為100%。所述保溫覆蓋劑為鈣鎂粉。所述晶粒細化劑為按質量比為1:1稀土和硼類合金。所述除雜溶劑質量百分為石墨粉14 18%、冰晶石30 36%、硼砂14 18%、NaCl14 19%、CaCO3或MgCO3 9 28%，CaCO3或MgCO3兩種化合物可以任意比例搭配。所述添加劑組合物在熔煉爐中占總銅液量的0.3%_1%。本發明所述的比例除非有特殊說明外，均為質量百分比。本發明所述添加劑組合物組分作用原理為:根據有色金屬冶金學原理，廢雜銅冶煉時，稀土類元素具有細化黃銅晶粒的作用，但隨著稀土類元素的添加容易增加樹枝狀晶粒的形成，且稀土成本過高，稀土添加量過多會增加添加劑的成本；硼元素提供了銅液異質結晶的晶核，硼類合金的加入同樣具有細化晶粒的作用，但硼類合金對黃銅合金作用過慢，且對部分含雜過高，如Fe 0.6 0.8，Sn
0.8 1.3黃銅系列，對黃銅溶液作用不明顯，無法在銅合金晶粒細化過程中將氧化物夾渣排除。稀土元素或硼類合金的單獨使用都不能達到很好的效果，本發明將硼類合金與稀土配合起來使用，將形成多核結晶有助于細化晶粒。同樣，由于廢雜銅成分復雜，含雜質較多，單一熔劑的除雜能力有限，針對廢雜銅中各類雜質的特性，本發明添加了多類除雜溶劑:I)、石墨粉具有還原性，高溫下可以與氧反應燃燒，生成二氧化碳或一氧化碳，在鹵素中只有氟能與單質碳直接反應，碳還能與除銅、鋅、鉛以外大部分金屬反應，生成金屬碳化物，有助于去除金屬內部氧化物，使熔體充分沸騰；2)、冰晶石能與原材料中有害雜質作用，形成低熔點渣層，將提取的金屬分離開來的物質。另外可起到助熔作用，可熔解產生于氧化性熔融物氧化鋅、氧化鋁；3)、硼砂可部分細化晶粒作用，有利于金屬內部夾雜排出，除去堿性和中性氧化物；4)、NaCl無煙、無毒，使用安全，熔煉時使爐渣含金屬氧化物提高，含銅降低。兼有覆蓋、除氣、變質作用；5) CaCO3> MgCO3使浮渣松散，容易扒除。本發明的突出優點在于:1、采用合理配比的稀土及硼類合金作晶粒細化劑，節約了添加劑的成本，細化了黃銅棒材晶粒，提高了棒材綜合性能，銅棒晶粒度大小維持在0.015—0.03mm，α與β相性晶粒比例為3:1，抗拉強度為290Mpa，延伸率大于20%。2、針對廢雜銅成分復雜，含雜質種類較多的缺點，采用了多類物質配制成除雜溶劑，該除雜溶劑除雜除氣效果好，拋光鏡面檢測無肉眼可見氣孔、裂紋，缺陷大小小于
0.008mm3,符合高檔衛浴器材的銅合金棒材標準。
具體實施例方式以下通過實施例對本發明的技術方案作進一步說明。實施例1一種廢雜銅水平連鑄生產銅棒的添加劑組合物，包括晶粒細化劑10%、除雜溶劑22%及保溫覆蓋劑68%。所述晶粒細化劑中含稀土 50%，鋁硼合金50%。所述除雜溶劑混合物中含石墨粉14%、冰晶石30%、硼砂14%、NaCl 14%,CaCO3 28%。
所述添加劑組合物以0.4%加入到熔煉爐中。添加該添加劑組合物細化了銅棒晶粒,組織晶粒大小維持在0.015一0.03mm, α與β相性晶粒比例為3:1。實施例2一種廢雜銅水平連鑄生產銅棒的添加劑組合物，它包括:晶粒細化劑12%、除雜溶劑25%及保溫覆蓋劑63%。所述晶粒細化劑中含稀土 50%，銅硼合金50%。所述除雜溶劑混合物中含石墨粉17%、冰晶石33%、硼砂17%、NaCl 17%,CaCO3 10%、MgCO3 6% ο所述添加劑組合物以0.7%加入到熔煉爐中。
該添加劑具有很好的除氣除雜作用，銅棒拋光后拋光鏡面檢測無肉眼可見氣孔、裂紋，缺陷大小小于O. 008mm3。實施例3一種廢雜銅水平連鑄生產銅棒的添加劑組合物，它包括晶粒細化劑17%、除雜溶劑28%及保溫覆蓋劑55%。所述晶粒細化劑中含稀土 50%，銅硼合金50%。所述除雜溶劑混合物中含石墨粉18%、冰晶石36%、硼砂18%、NaCl 19%、CaCO3 4%、MgCO3 5% ο所述添加劑組合物以1%加入到熔煉爐中。添加該添加劑組合物改善了銅棒性能，銅棒抗拉強度達290Mpa，延伸率大于20%。
權利要求
1.一種廢雜銅水平連鑄生產銅棒的添加劑組合物，其特征在于，所述添加劑組合物組分和質量百分含量為:晶粒細化劑10 17%、除雜溶劑22 28%及保溫覆蓋劑55 68%，各組分含量百分數之和為100%， 所述保溫覆蓋劑為鈣鎂粉， 所述晶粒細化劑為按質量比為1:1稀土和硼類合金， 所述除雜溶劑 質量百分為石墨粉14 18%、冰晶石30 36%、硼砂14 18%、NaCl14 19%、CaCO3或MgCO3 9 28%，CaCO3或MgCO3兩種化合物可以任意比例搭配。
2.根據權利要求1所述添加劑組合物，其特征在于:所述添加劑組合物在熔煉爐中占總銅液量的0.3%-1%。
全文摘要
一種廢雜銅水平連鑄生產銅棒的添加劑組合物及其添加方法，所述組合物組分和質量百分含量為晶粒細化劑10～17%、除雜溶劑22～28%及保溫覆蓋劑55～68%。所述保溫覆蓋劑為鈣鎂粉，晶粒細化劑為按質量比為1:1稀土和硼類合金，除雜溶劑重量百分為石墨粉14～18%、冰晶石30～36%、硼砂14～18%、NaCl 14～19%、CaCO3或MgCO3 9～28%，CaCO3或MgCO3兩種化合物可以任意比例搭配。所述添加劑組合物在熔煉爐中占總銅液量的0.3%-1%。本發明成本低廉，晶粒細化能力強，除雜除氣效果好，所得到的黃銅棒材綜合性能高。銅棒晶粒度大小維持在0.015—0.03mm，α與β相性晶粒比例為3:1,拋光鏡面檢測無肉眼可見氣孔、裂紋，抗拉強度為290Mpa，延伸率大于20%。
文檔編號B22D11/11GK103071770SQ20131002949
公開日2013年5月1日 申請日期2013年1月28日 優先權日2013年1月28日
發明者義求正, 王錦, 鐘文華, 王紅衛, 陳艷梅, 劉建生, 鄧明, 蔡陽中, 黎宙紅 申請人:梧州漓佳銅棒有限公司