铝青铜电渣重熔工艺与组织性能研究(c84400锡青铜板)

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本文导读目录：

1、铝青铜电渣重熔工艺与组织性能研究

2、c84400锡青铜板

3、硅青铜的化学成分与物理性能

铝青铜电渣重熔工艺与组织性能研究

　　【摘要】：电渣重熔技术是将金属冶炼与铸造结合一体的冶金方式,广泛应用于钢铁等黑色金属的提纯精炼中,可以减少金属中的夹杂与偏析,优化其力学性能。

　　目前电渣重熔技术在有色金属领域应用较少,在铝青铜上应用的案例未见报道。

　　铝青铜具有良好的力学性能和耐磨、耐蚀等性能,而铜合金铸件因结构、形体复杂、铸件凝固差异性大等问题造成铸件本体性能远远低于试样性能,本文希望通过电渣重熔对铝青铜进行精炼和凝固控制,从而获得组织均匀致密、纯净度高的铝青铜,进一步提高铝青铜的力学性能及耐腐蚀性能。

　　依据铝青铜的熔铸工艺特点及重熔渣系的熔点、密度、黏度、导电率、表面张力等性能的适应性要求,设计出适用于铝青铜的38%CaF_2+57%NaF+5%Al_2O_3渣系。

　　采用普通铸造工艺制备了ZQAl9-4铜合金的601470mm熔铸电极棒,选用内直径为116mm,外直径为246mm,高为460mm的圆形结晶器,在电流20002500A、电压范围在4042V供电制度条件下制备了电渣重熔锭,其熔炼渣料的用量约1.7kg。

　　对电渣熔铸工艺前后的合金试样及轴瓦铸件本体解剖试样进行了XRD物相分析、金相显微组织及扫描电镜分析,电渣重熔后铝青铜晶粒明显细化,晶粒度比重熔前减小50%左右,层片状的相和_2相减少,针状的′相增多,析出相相细化且均匀分布,内部组织偏析得到明显改善,对比砂型铸造电极试样,重熔铸锭的晶界更完整,晶界附近的析出相更多。

　　对不同工艺条件下铝青铜试样的力学性能试验表明:电渣重熔前后铝青铜硬度平均值基本持平,但重熔铸锭的硬度更均匀;重熔铸锭的抗拉强度达到620MPa、屈服强度为180MPa,延伸率为19.5%、冲击功为25.2J,分别比重熔前电极棒的性能提高了18%、12.5%、13.4%和68%,重熔后合金的强韧性和韧塑性得到了明显提升。

　　摩擦磨损试验分析表明,电渣重熔后的铝青铜磨损率比自耗电极及轴瓦铸件本体降低近50%,重熔铸锭抗磨性能得到改善。

　　通过南海实海全面腐蚀和海水应力腐蚀试验结果分析,电渣重熔后ZQAl9-4铜合金腐蚀损耗降低了44%、腐蚀速率减小7.5%、腐蚀表面的蚀坑面积减小58%,电渣重熔后合金在海水条件下、以0.006mm/min慢应变拉伸的断裂时间为19.5小时、断裂强度为443MPa、延伸率为12.8%,分别比重熔前电极棒提升了156%、56%和128%,抗SCC能力提高,电渣重熔工艺提高了合金耐海水腐蚀性能。

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　　黄铜磷铜铍铜白铜h59黄铜棒h62黄铜棒h65黄铜带C5191磷铜带c5210磷铜棒h65黄铜线h62黄铜线C3604黄铜棒C3602黄铜棒C17500铍铜棒C17200铍铜棒C17200铍铜带c7701白铜带c7701白铜线C7521白铜线C7521白铜带。

硅青铜的化学成分与物理性能

　　工业上应用的硅青铜除含硅外，还含有少量的锰、镍、锌或其他元素。

　　硅在铜中呈有限固溶，在852℃时最大溶解度可达5.3%，并随温度降低而减小，但时效硬化效应不强，一般不进行强化热处理。

　　变形硅青铜含硅量为1%～4%，硅增高会出现脆性相，降低塑性。

　　硅青铜的结晶温度范围较小，有足够的流动性，力学性能较锡青铜高，在机械制造工业中可作锡青铜的代用品。

　　QSi3.5-3-1.5化学成分：锑（Sb）≤0.002，铁（Fe）1.2～1.8，镍（Ni）≤0.2，硅（Si）3.0～4.0，锡（Sn）≤0.25，铅（Pb）≤0.03，铜（Cu）余量，锌（Zn）2.5～3.5，锰（Mn）0.5～0.9，磷（P）≤0.03，砷（As）≤0.002，杂质总和≤1.1%。

　　硅青铜棒对低浓度、温度不高的碱溶液有高的抗蚀性。

　　但温度升高或浓度增大，会导致侵蚀速度上升，含Fe2（SO4）3的酸性水对硅青铜棒会产生强烈侵蚀，由于Fe2（SO4）3有阴极去极化作用。

　　铬酸盐、氯化铁溶液和浓氯化锌溶液会强烈地侵蚀硅青铜棒。

　　干燥的氯、澳、氟化氢、硫化氢、氯化氢、二氧化硫、氨以及四氯化碳等均不侵蚀硅青铜棒，若其中含有水气则对硅青铜棒有侵蚀作用。

　　乙炔、氢氧化铵、氯化铵、铬酸、氯化铁、硫酸铁、汞、汞盐、硝酸、氰化钾、氢化钠、重铬酸钾、银盐、氢氯化钠、熔融硫、氰酸都会侵蚀硅青铜棒。

　　列入中国国家标准中的变形硅青铜共2种牌号。

　　镍能提高硅青铜的力学性能和耐蚀性，且兼有良好的电导性。

　　镍与硅形成能固溶于铜的化合物Ni2Si，在共晶温度（1025℃）的最大溶解度为9.0%，并随温度降低而减小，在室温几乎为零。

　　镍与硅的比值为4：1的铜合金在时效处理中会因Ni2Si相沉淀而强化，获得良好的综合性能。

　　工业上常用的含硅1%和镍3%的硅青铜QSi1-3，在900～950℃淬火后塑性良好，再经350～550℃时效处理1～4h，强度可提高1倍以上。

　　因此在机械工业等部门制造重要零件，也可作通讯用高强度架空线和导电极等。

　　铅、锑、铋、砷、硫、磷等元素对合金有害，应严加控制。

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