铜或铜合金的脱氧脱硫方法、高纯铜或铜合金及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种铜或铜合金的脱氧脱硫方法、高纯铜或铜合金及其制备方法，属于铜及铜合金制备技术领域。本发明专利技术提供了一种铜或铜合金的脱氧脱硫方法，包括以下步骤：向铜或铜合金的熔体底部通入携带脱氧脱硫剂的载气；所述脱氧脱硫剂为六硼化钙，或者，六硼化钙与硼、碳中的一种或两种的组合；所述载气为惰性气体和/或还原性气体。该脱氧脱硫剂能够有效脱除熔体中的氧和硫，形成易上浮的低密度的氧化物和硫化物，从熔体底部通入载气有助于携带脱氧脱硫剂上浮，强化脱氧脱硫效果，有利于脱氧脱硫过程实现自动化控制，载气不仅起到携带脱氧脱硫剂的作用，还作为防护气体避免铜或铜合金熔体被氧化，具有搅拌和携带脱氧脱硫产物上浮的作用。

Deoxidization and desulfurization of copper or copper alloy, high purity copper or copper alloy and their preparation

【技术实现步骤摘要】
铜或铜合金的脱氧脱硫方法、高纯铜或铜合金及其制备方法
本专利技术涉及一种铜或铜合金的脱氧脱硫方法、高纯铜或铜合金及其制备方法，属于铜及铜合金制备

技术介绍
氧和硫在纯铜及铜合金中有着不同程度的危害。氧几乎不固溶于铜，含氧铜凝固时，氧以共晶体的形式析出，分布于铜的晶界上。铸态含氧铜中含氧量极低时，随着氧含量的升高依次出现含Cu2O的亚共晶体、共晶体与过共晶体。在铜合金中，氧与其它元素共存时的影响极为复杂，对合金的力学性能、电导率等性能均有不同程度的影响。硫在室温铜中的溶解度为零，以Cu2S的弥散质点存在，降低铜的电导率与热导率。目前，铜及铜合金一般在感应炉中进行熔炼，为了不使熔体被污染，一般不采用任何添加剂的方式进行熔炼和精炼，而是通过在熔池表面覆盖木炭以及保护气体气氛中进行保护；但是木炭易吸附潮湿空气，甚至直接吸收水分，从而成为可能使铜液大量吸收氢的渠道，因此，难以采用感应电炉熔炼高品质铜及铜合金。CN107858528A公开了一种纯铜熔炼方法。该工艺首先将石墨坩埚预热至暗红色，在埚底加一层厚度为30～50mm的干燥木炭或覆盖剂(60％硼砂和37％碎玻璃)，再依次加入边角料、废块和棒料，最后加入纯铜；而后将预热后的补加的合金元素加入坩埚中，升温使合金元素全部熔化，并升温至1200～1220℃时加入占合金液质量0.3～0.4％的磷铜脱氧，充分反应后除去扒渣并浇铸，得到纯铜。CN101104889A公开了一种熔炼纯铜或高含铜合金原料的方法。该方法在合金熔炼过程中以N2与H2、CO、C2H2的混合气体(含氮气95％以上)为保护气体，以此来抑制铜合金熔体氧化。CN106086444B公开了一种上引法制备高纯无氧铜杆的方法。该方法以首先将电解铜加入熔炼炉中熔化得到铜液，加入预熔熔盐(重量百分比，硼酸钠60～65％、氟硅酸钠10～15％、冰晶石10～15％、氟化钙5～10％、二氧化钛1～5％和氯化钠5～10％)，同时不断向铜液中通入高纯氮气，然后在1190～1210℃时向铜液中加入由Cu-Re合金和氧化锂组成的脱氧剂，在中频电磁场中搅拌至均匀分布，保温10～30min，得到高纯铜熔体。采用以上工艺获得纯铜及铜合金熔体中氧含量较高，且对于铜及铜合金熔炼过程中脱硫并没有具体的措施。
技术实现思路
本专利技术提供了一种铜或铜合金的脱氧脱硫方法，该方法效率高、操作简单，能够有效降低铜或铜合金中氧含量和硫含量。本专利技术提供了一种高纯铜或铜合金的制备方法。本专利技术提供了一种高纯铜或铜合金。本专利技术的技术方案如下：一种铜或铜合金的脱氧脱硫方法，其特征在于，包括以下步骤：向铜或铜合金的熔体底部通入携带脱氧脱硫剂的载气；所述脱氧脱硫剂为六硼化钙，或者，六硼化钙与硼、碳中的一种或两种的组合；所述载气为惰性气体和/或还原性气体。铜合金可以是本领域常规的各种铜合金，比如，可以是Cu-Ni-Al合金，其中，Ni的质量分数为12.0％～15.0％，Al的质量分数为2.3％～3.0％，余量为铜；也可以是Cu-Zn-Al合金，其中，Cu的质量分数为66.0％～68.0％，Al的质量分数为2.0％～3.0％，余量为锌；还可以是Cu-Al合金，其中，Al的质量分数为4.0％～6.0％，余量为铜。本专利技术的铜或铜合金的脱氧脱硫方法，通过向铜或铜合金的熔体底部通入携带脱氧脱硫剂的载气，进行脱氧脱硫，效率高，操作简单。该方法的脱氧脱硫剂能够有效脱除熔体中的氧和硫，形成易上浮的低密度的氧化物和硫化物，从熔体底部通入携带脱氧脱硫剂的载气的方式有助于脱氧脱硫剂的上浮，提高了脱氧脱硫剂的利用率，强化了脱氧脱硫效果，有利于脱氧脱硫过程实现自动化控制，载气不仅起到携带脱氧脱硫剂的作用，还作为防护气体避免铜或铜合金熔体被氧化，且具有搅拌和携带脱氧脱硫产物上浮的作用，脱氧脱硫彻底。优选地，所述熔体的上表面覆盖有覆盖剂。覆盖剂具有隔氧的作用，可防止铜或铜合金的熔体被氧化。优选地，所述覆盖剂主要由以下质量百分含量的原料组成：四硼酸钠60％～75％、碱金属氧化物10％～20％、氟铝酸钠5％～15％和氟化钠5％～15％；所述碱金属氧化物为氧化钠和/或氧化钾。该覆盖剂能够吸收脱氧脱硫产物，提高脱氧脱硫效率，有效防止熔体被氧化。优选地，所述覆盖剂主要由以下质量百分含量的原料组成：四硼酸钠60％～75％、碱金属氧化物15％～20％、氟铝酸钠5％～10％和氟化钠5％～10％；所述碱金属氧化物为氧化钠和/或氧化钾。该覆盖剂能够吸收脱氧脱硫产物，进一步提高脱氧脱硫效率，有效防止熔体被氧化。优选地，所述上表面覆盖有覆盖剂的熔体由包括以下步骤的方法制得：在惰性气体和/或还原性气体的气氛中，向铜或铜合金的金属料中加入覆盖剂，加热使得金属料和覆盖剂熔化，即得。惰性气体和/或还原性气体的气氛可防止铜或铜合金熔化过程中被氧化，铜或铜合金的金属料和覆盖剂溶化后，覆盖剂位于铜或铜合金熔体的表面，能够进一步防止铜或铜合金熔体被氧化。应当说明的是，铜或铜合金的金属料是经过预处理干燥的，预处理干燥的工艺是将铜或铜合金在300～550℃下预热干燥。覆盖剂是进过混合和干燥的，可通过在球磨机上球磨3～6h进行混合，然后置于180～300℃下干燥5～15h除去水分。可以理解的是，保护气体的气氛可以通过在反应装置中通入保护气体的方式实现，保护气体的流量以0.6～2m3/h为优，时间以5～10min为优。优选地，所述覆盖剂的重量为金属料重量的0.5％～1.2％。覆盖剂为金属料重量的0.5％～1.2％，可有效兼顾成本和隔氧效果，有效吸附脱氧脱硫产物。优选地，所述覆盖剂的重量为金属料重量的0.8％～1％。更好地兼顾成本和隔氧效果，有效吸附脱氧脱硫产物。优选地，所述脱氧脱硫剂为六硼化钙，或者，75wt％～95wt％的六硼化钙和5wt％～25wt％的硼的组合，或者，75wt％～95wt％的六硼化钙和5wt％～25wt％的碳的组合，或者，35wt％～45wt％的六硼化钙、40wt％～60wt％的硼和5wt％～15wt％的碳的组合。六硼化钙、由六硼化钙与硼组成的脱氧脱硫剂、由六硼化钙与碳组成的脱氧脱硫剂或由六硼化钙与硼和碳组成的脱氧脱硫剂能够有效深度脱除铜或铜合金熔体中氧和硫，并形成低密度的氧化物和硫化物。优选地，所述脱氧脱硫剂的重量为熔体重量的0.1％～0.8％。能够有效兼顾成本和脱氧脱硫效果。优选地，所述脱氧脱硫剂的重量为熔体重量的0.5％～0.7％。能够更有效地兼顾成本和脱氧脱硫效果。优选地，所述载气为还原性气体；所述还原性气体为一氧化碳、氢气、乙炔或甲烷中的一种或两种以上。还原性气体既作为载气，携带脱氧脱硫剂从熔体底部进入熔体，作为防护气体避免铜或铜合金熔体被氧化，且具有搅拌和携带脱氧脱硫产物上浮的作用，还能够作为脱氧剂，能够有效脱除熔体中的氧。一氧化碳、氢气、乙炔或甲烷中的一种或两种以上作为载气，有利于脱除熔体中的氧，同时还作为载气，携带脱氧脱硫剂从熔体底部进入熔体，避免铜或铜合金熔体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铜或铜合金的脱氧脱硫方法，其特征在于，包括以下步骤：/n向铜或铜合金的熔体底部通入携带脱氧脱硫剂的载气；所述脱氧脱硫剂为六硼化钙，或者，六硼化钙与硼、碳中的一种或两种的组合；所述载气为惰性气体和/或还原性气体。/n

【技术特征摘要】
1.一种铜或铜合金的脱氧脱硫方法，其特征在于，包括以下步骤：
向铜或铜合金的熔体底部通入携带脱氧脱硫剂的载气；所述脱氧脱硫剂为六硼化钙，或者，六硼化钙与硼、碳中的一种或两种的组合；所述载气为惰性气体和/或还原性气体。


2.根据权利要求1所述的铜或铜合金的脱氧脱硫方法，其特征在于，所述熔体的上表面覆盖有覆盖剂。


3.根据权利要求2所述的铜或铜合金的脱氧脱硫方法，其特征在于，所述覆盖剂主要由以下质量百分含量的原料组成：
四硼酸钠60％～75％、碱金属氧化物10％～20％、氟铝酸钠5％～15％和氟化钠5％～15％；
所述碱金属氧化物为氧化钠和/或氧化钾。


4.根据权利要求2所述的铜或铜合金的脱氧脱硫方法，其特征在于，所述上表面覆盖有覆盖剂的熔体由包括以下步骤的方法制得：
在惰性气体和/或还原性气体的气氛中，向铜或铜合金的金属料中加入覆盖剂，加热使得金属料和覆盖剂熔化，即得。


5.根据权利要求4所述的铜或铜合金的脱氧脱硫方法，其特征在于，所述覆盖剂的重量为金属料重量的0.5％～1.2％。

【专利技术属性】
技术研发人员：程楚，宋克兴，周延军，刘海涛，安世忠，张彦敏，皇涛，国秀花，李韶林，朱一明，宋金涛，张凌亮，
申请(专利权)人：河南科技大学，
类型：发明
国别省市：河南;41