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銅與銅合金的除渣精煉及原理簡述
在熔煉過程中產(chǎn)生的爐渣主要是氧化渣。氧化渣的來源很多,首先是金屬在熔煉過程中的氧化而生成的渣和爐料帶進(jìn)來的夾雜物,其次是爐氣中的灰塵、爐襯和工具帶入的夾雜物等。由于來源不同,氧化渣存在的狀態(tài)、性質(zhì)、分布情況也不同,若澆鑄前不進(jìn)行除渣精煉,將嚴(yán)重影響合金的加工性能和力學(xué)性能。因此,銅合金中非金屬夾雜物的含量和分布,是反映銅合金熔體冶金質(zhì)量的一個重要標(biāo)志。
銅與銅合金除渣精煉原理簡述
(1)密度差作用
當(dāng)銅合金熔體在高溫靜置時,由于非金屬夾雜物與銅合金熔體密度不同而產(chǎn)生分離,發(fā)生上浮或下沉。它們遵循Stokes定律(斯托克斯定律),即熔體中夾渣的上浮或下沉速度與兩者的密度差成正比,與熔體的黏度成反比,與夾渣顆粒半徑平方成正比。
(2)吸附作用
想銅合金熔體中導(dǎo)入惰性氣體或采用加入熔劑產(chǎn)生中性氣體,在氣泡上浮過程中,與懸浮狀態(tài)的夾渣相遇時,夾渣便可能被吸附在氣泡表面而帶出熔體。
(3)溶解作用
非金屬夾雜物溶解于液態(tài)熔劑后,可隨熔劑的沉浮而脫離金屬熔體。熔劑溶解夾雜物的能力取決于其分子結(jié)構(gòu)和由此產(chǎn)生的化學(xué)性質(zhì)。當(dāng)它們的分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)接近時,在一定溫度下就能互溶。
(4)化合作用
化合作用以夾渣和熔劑之間有一定的親和力并能形成化合物或絡(luò)合物為基礎(chǔ)。堿性氧化物和酸性熔劑貨酸性氧化物與堿性熔劑在一定溫度條件下可相互作用形成體積更大、熔點更低且易于與金屬分離的復(fù)鹽式爐渣。根據(jù)其密度大小,在熔體中可上浮或下沉而去除。
由于化合造渣反應(yīng)是多相反應(yīng),其總的反應(yīng)速率主要取決于擴(kuò)散傳質(zhì)速率。因此,反應(yīng)的溫度和濃度等條件對化合造渣影響很大,熔煉溫度較高的銅合金更適合用化合造渣法除渣。



