纯净铜硼合金的制造方法技术

本发明专利技术公开了一种纯净铜硼合金的生产方法。以铜镁合金粉末中的镁作还原剂，在碳质炉衬感应炉内还原硼酐来制备含硼４～１０％的纯净铜硼合金，具有工艺流程短，操作简便，反应过程易于控制和产品质量好等优点，而且使用电解铜代替铝热法工艺使用的氧化铜作原料，解决了氧化铜来源困难的问题。纯净铜硼合金的研制成功，对于提高铜材和铜合金材的强度和抗腐蚀性能，延长使用寿命，扩大应用范围有着十分重要的意义。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种。传统的铜硼合金生产是采用铝热法一即以铝作还原剂，在炉外还原硼酐和氧化铜来制备铜硼合金。该法存在的主要问题是1、工艺过程所用主要原料氧化铜来源困难;2、由于受工艺条件限制，生产含硼高的合金比较困难，而且产品一般还会含有铝、硅和铁等杂质。这些杂质会使得铜合金材料的延展性和抗蚀性能降低，影响使用寿命。本专利技术的任务是提出一种使用新的原料和还原剂，在感应炉内制造含硼高、含杂质低的纯净铜硼合金的方法。本专利技术的要点是将小于2mm的铜镁合金粉末与同一粒度的硼酐混均后，放入到碳质炉衬的感应炉坩埚内，送电升温至1200～1400℃之间进行熔炼，即在此温度范围内用铜镁合金粉末中的镁作还原剂来还原硼酐，生产含硼4～10%的纯净铜硼合金，反应时间以炉料熔清后恒温3～10分钟为宜。铜镁合金粉末是以电解铜和镁锭作原料，在碳质炉衬的感应炉内进行熔炼，熔炼温度在900～1100℃之间，炉料熔清后就得到了铜镁合金，即可出炉浇注。该法制得的铜镁合金经冷却后，破碎至小于2mm的铜镁合金粉末即可作为冶炼铜硼合金的原料。本专利技术使用来源广泛的电解铜代替传统铝热法工艺使用的氧化铜作原料，解决了氧化铜来源困难的问题。另外，由于铝热法工艺过程不易控制，产品成分受原料和工艺条件限制，所以采用铝热法生产的铜硼合金，一般含硼都比较低，含硼约在2～4%之间，而且含铝、硅、铁等杂质比较高，约在2～10%之间，给使用带来了不良的影响，本专利技术较好地解决了这一问题，由于是首先制备铜镁合金，并以铜镁合金中的镁作还原剂，避免了铝对合金的污染，加之反应是在感应炉内进行，过程中温度和反应速度容易控制，使得镁利用率大幅度提高。而且合金含硼高，一般在4～10%之间，杂质含量低，合金纯净。优质纯净的铜硼合金作为铜材和铜合金材的硼元素添加剂。铜材和铜合金材中添加0.002～0.01%硼，可以显著提高其强度、硬度、耐磨性能和抗腐蚀性能，因而大幅度延长了铜材和铜合金材的使用寿命，并可以拓宽其使用范围。下面结合工艺流程图对本专利技术作进一步描述该工艺分二步进行。第一步是以电解铜和镁锭作原料，在碳质炉衬的感应炉内熔炼制备铜镁合金。电解铜和镁锭的配加比例是根据铜硼合金要求含硼量来确定的。一般选择铜镁合金中镁含量在15～45%进行配料。感应炉内的熔炼温度一般以控制在900～1100℃为宜，炉料熔清后即可出炉浇注。在此条件下镁和铜形成多种金属化合物，例如MgCu2，Mg2Cu合金等。该法熔炼制备的铜镁合金一般含Mg15～45%，Cu为余量，镁收得率一般在80～90%之间。第二步是将第一步炼制的铜镁合金破碎至小于2mm粉末，然后将其与同等粒度的硼酐按铜镁合金硼酐-10040～100的比例配料。再把这两种炉料混合均匀，以增加熔炼过程物料接触界面，有利于反应充分进行。最后把这种混合料加入到碳质炉衬的感应炉内，并送电进行熔炼。熔炼温度一般控制在1200～1400℃，在该温度范围内恒温3～10分钟即可出炉浇注。这样硼酐被铜镁合金中的镁还原出硼之后，立即与铜结合，形成铜硼合金。铜硼合金的含硼量可以由调整铜镁合金的含镁量和硼酐的加入量来控制。该反应过程的基本原理是△G＝-394592+83.6T (J)从这个热力学反应式可以看出，该反应属于放热反应。在熔炼过程中，只要将混均的物料加热到一定温度，反应即可充分进行，镁和硼酐反应后生成高熔点的氧化镁，氧化镁和未参与反应的硼酐结合又可以生成低熔点的炉渣，即MgO-B2O3二元渣，这样就保证了冶炼的顺利进行。这种MgO-B2O3二元渣因含有40～50%的B2O3，如果经处理使B2O3得到回收利用，可以进一步降低生产成本。采用本专利技术生产的纯净铜硼合金的典型的炉料配比及合金成分如下 权利要求1.一种生产铜硼合金的方法，其特征在于将小于2mm的铜镁合金粉末与同一粒度的硼酐混均后，放入到碳质炉衬的感应炉坩埚内，送电升温至1200～1400℃之间进行熔炼，即在此温度范围内用铜镁合金粉末中的镁作还原剂来还原硼酐，生产含硼4～10%的纯净铜金，反应时间以炉料熔清后恒温3～10分钟为宜。2.根据权利要求1所述的方法，其中铜镁合金粉末是以电解铜和镁锭作原料，在碳质炉衬的感应炉内进行熔炼，熔炼温度可以控制在900～1100℃之间，炉料熔清后就得到了铜镁合金，即可出炉浇注。该法制备的铜镁合金经冷却后，破碎至小于2mm的铜镁合金粉末即可作为冶炼铜硼合金的原料。全文摘要本专利技术公开了一种纯净铜硼合金的生产方法。以铜镁合金粉末中的镁作还原剂，在碳质炉衬感应炉内还原硼酐来制备含硼4～10％的纯净铜硼合金，具有工艺流程短，操作简便，反应过程易于控制和产品质量好等优点，而且使用电解铜代替铝热法工艺使用的氧化铜作原料，解决了氧化铜来源困难的问题。纯净铜硼合金的研制成功，对于提高铜材和铜合金材的强度和抗腐蚀性能，延长使用寿命，扩大应用范围有着十分重要的意义。文档编号C22C9/00GK1108311SQ94119280公开日1995年9月13日 申请日期1994年12月20日 优先权日1994年12月20日专利技术者唐异章, 常镇有, 王世拥, 李艳芬, 邱波, 郭文政, 张奇琨 申请人:吉林铁合金厂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产铜硼合金的方法，其特征在于将小于２ｍｍ的铜镁合金粉末与同一粒度的硼酐混均后，放入到碳质炉衬的感应炉坩埚内，送电升温至１２００～１４００℃之间进行熔炼，即在此温度范围内用铜镁合金粉末中的镁作还原剂来还原硼酐，生产含硼４～１０％的纯净铜金，反应时间以炉料熔清后恒温３～１０分钟为宜。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：唐异章，常镇有，王世拥，李艳芬，邱波，郭文政，张奇琨，
申请(专利权)人：吉林铁合金厂，
类型：发明
国别省市：22[中国|吉林]