一种降低黄铜中铋含量的方法技术

本发明专利技术公开了一种降低黄铜中铋含量的方法，是一种以降低黄铜中铋含量，进而达到消除铋的有害作用和再生利用的方法。该方法的特点是在黄铜合金中添加与铋能够形成化合物（如：BixMey）的降铋添加剂，通过高温物理冶金方法将形成的化合物作为杂质从熔体中除去，达到降低黄铜合金基体内的铋含量和改善合金组织与加工性能的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种含铋黄铜的再生利用处理方法，具体为一种降低黄铜回收料中铋含量的方法，涉及有色金属材料加工制造领域。
技术介绍
铅黄铜具有良好的切削性能和低廉的价格优势，在国内外得到了非常广阔的应用，但是铅黄铜中含有1～3%的重金属铅，对人类生存环境存在极大的威胁。近年来，随着人们对环境保护意识的不断增强，铅黄铜的应用受到国内外多数国家的限制，尤其在发达国家受限制更为严格。以无毒或低毒害物质代替铅，是减少铅污染的主要途径，目前国内外开发的无铅黄铜大多以铋为主要的合金元素，如专利： 200710098481.4（Bi0.1～1.0%）； 200510050425.4（Bi0.3～1.5%）；200710035912.2（Bi0.2～1.5%）； 200810181180.2（Bi0.1～2.5%）；200810090868.x（Bi0.3～4.0%）；200310109162.0（Bi0.1～3.5%）； 200710067480.3（Bi0.6～2.5%）等，铋黄铜已成为替代铅黄铜研究开发和应用的主要黄铜合金。但是，在废旧黄铜的回收再利用过程中，铋黄铜易与普通黄铜混料难以区分，而作为普通黄铜废料送往加工厂熔炼铸造，由于铋熔点（271℃）大大低于铜、锌，在凝固过程中分布于黄铜铸锭的晶界上，而在加工过程中铸锭出现开裂产生废品，这对含铋黄铜回收再生利用带来了极大困难。因此，研究开发降低黄铜中铋含量与再利用处理技术，对黄铜资源的回收再生利用具有重要的现实意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能够有效降低黄铜中铋含量的方法；具体技术方案为：本专利技术提供了一种能够有效降低含铋黄铜中铋含量的方法，具体步骤如下：1）在熔炼炉中加入含铋黄铜，升温熔化；2）并用覆盖剂覆盖；3）加入降低含铋黄铜中铋含量的添加剂，添加量为所述含铋黄铜重量的1.0～3.5%，熔炼、合金化；4）加入除杂剂、保温、静置、扒杂；5）进行合金浇铸。进一步，步骤2)中所述覆盖剂为石墨、木炭、硼砂、冰晶石中的任一种或任几种的组合，覆盖剂的厚度为30～50毫米。进一步，步骤4）中所述除杂剂为氟化钠或氟化钙，或氟化钠与氟化钙的混合物。进一步，步骤3）中熔炼温度为1000～1150℃，熔炼时间为30～40分钟。进一步，步骤5）中浇铸温度不低于950℃。进一步，步骤5）中浇铸温度在950～1050℃之间。进一步，步骤4）中静置时间为10～20分钟。进一步，步骤4）中除杂剂的加入量为所述含铋黄铜重量的0.1～0.5%。添加剂由主料、辅料和第二辅料组成；所述主料由锂、钙、锶、钡中的一种中间化合物或多种中间化合物的组成，主料占添加剂重量百分比为60～70%；所述辅料由稀土铈、钇、镧的氧化物中的一种或几种混合组成，辅料占添加剂的重量百分比为10～30%；所述第二辅料由硼酸钠、氯化钠、碳酸钠中的一种或几种组成，第二辅料占添加剂的重量百分比为10～20%。本专利技术将物理冶金与合金化处理黄铜合金技术相结合，用于铋黄铜回收与再生利用，该方法具有除铋效果好、工艺简单、处理成本低的特点，经该技术处理后的铋黄铜合金材料可用于再生产使用。本专利技术可用于含铋黄铜废旧料的回收处理和再生利用，是一种环境友好的循环经济处理方法，可解决现有的铋黄铜材料加工难题，同时经处理后的铋黄铜可再应用于机械制造领域，具有显著的经济效益和社会效益。具体实施方式为更进一步阐述本专利技术为达到预定专利技术目的所采取的技术手段及功效，以下结合实施例，对本专利技术的原理、特征以及功效详细说明如后。本专利技术的降低黄铜中铋含量的方法，是一种铋黄铜回收与再生利用方法。其原理是将降铋的添加剂加入高温熔化的黄铜中，添加剂可与铋在液相中形成比重较小的固相化合物。随着熔体温度的降低，再添加具有凝聚作用的除杂剂，黄铜熔体中的固相化合物不断增多，上浮至黄铜合金液面，聚集成颗粒较大的固态化合物，采用扒杂的方法去除化合物。因此，将回收的黄铜旧料和研制的降铋添加剂加热至1000～1150℃，在高温物理冶金过程中进行熔炼、合金化技术处理，可达到降低铋的含量和铋黄铜回收再利用目的。其中添加剂由主料、辅料和第二辅料组成；所述主料由锂、钙、锶、钡中的一种中间化合物或多种中间化合物的组成，主料占添加剂重量百分比为60～70%；所述辅料由稀土铈、钇、镧的氧化物中的一种或几种混合组成，辅料占添加剂的重量百分比为10～30%；所述第二辅料由硼酸钠、氯化钠、碳酸钠中的一种或几种组成，第二辅料占添加剂的重量百分比为10～20%。主料、辅料和第二辅料中成分内部的相互替换均可以起到较好的除铋效果。实施例1为了考察效果，首先对黄铜旧料的铋含量进行检测，经测本批黄铜旧料铋含量0.84%。添加剂由重量百分比为70%主料，重量百分比为20%的辅料和重量百分比为10%的第二辅料组成。除杂剂选用氟化钠，也可以选用氟化钙，或者将氟化钠与氟化钙以任意比例混合。覆盖剂选用石墨片，也可以是粉状的石墨，或者木炭、硼砂、冰晶石，可以使用其中一种，也可以将几种以任意比例混合后使用。按如下步骤进行操作：1）在熔炼炉中加入铋黄铜旧料，升温熔化；2）用石墨片作为覆盖剂覆盖黄铜旧料熔液，覆盖剂的厚度为30毫米；3）加入准备好的添加剂，添加量为黄铜旧料重量的1.0%，一起熔炼、合金化，控制熔炼温度为1050℃，熔炼30分钟；熔炼过程中均匀搅拌促进合金化过程均匀；4）加入氟化钠作为除杂剂，重量为黄铜旧料重量的0.2%、保温静置15分钟，经除气、扒杂；5）降温至950℃，也可以降温到1000℃，浇铸成铸锭。取样分析得到试样中铋含量为0.0417%，经计算降铋率为95%。表1为实施例中的工艺参数和降铋效果。降铋添加剂除杂剂熔炼温度熔炼时间静置时间降铋率1.0%0.2%1050℃30min15min95%表1实施例2本批黄铜旧料铋含量0.84%。配制添加剂，使用由重量百分比为70%的主料，重量百分比为10%的辅料和重量百分比为20%的第二辅料组成的添加剂。除杂剂选用氟化钠，也可以选用氟化钙，或者将氟化钠与氟化钙以任意比例混合。覆盖剂选用石墨片，也可以是粉状的石墨，或者木炭、硼砂、冰晶石，可以使用其中一种，也可以将几种以任意比例混合后使用。按如下步骤进行操作：1）在熔炼炉中加入铋黄铜旧料，升温熔化；2）用石墨片作为覆盖剂覆盖黄铜旧料熔液，覆盖剂的厚度为50毫米；3）加入准备好的添加剂，添加量为黄铜旧料重量的1.5%，一起熔炼、合金化，控制熔炼温度为1100℃，熔炼35分钟；熔炼过程中均匀搅拌促进合金化过程均匀；4）加入氟化钠作为除杂剂，重量为黄铜旧料重量的0.25%、保温静置10分钟，经除气、扒杂；5）降温至1000℃，也可降温到1050℃，浇铸成铸锭。取样分析得到试样中铋含量为0.0452%，经计算降铋率为94.6%。表2为实施例中的工艺参数和降铋效果。降铋添加剂除杂剂熔炼温度熔炼时间静置时间降铋率1.5%0.25%1100℃35min10min94.6%表2实施例3本批黄铜旧料铋含量0.78%。配制添加剂，使用由重量百分比为60%的主料，重量百分比为30%的辅料和重量百分比为10%的第二辅料组成的添加剂。除杂剂选用氟化钠，也可以选用氟化钙，或者将氟化钠与氟化钙以任意比例混合。覆盖剂选用石墨片，也可以是粉状的石墨本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种降低黄铜中铋含量的方法，其特征在于，包括以下步骤：1）在熔炼炉中加入含铋黄铜，升温熔化；2）并用覆盖剂覆盖；3）加入降低含铋黄铜中铋含量的添加剂，添加量为所述含铋黄铜重量的1.0～3.5%，熔炼、合金化；4）加入除杂剂、保温、静置、扒杂；5）进行合金浇铸。

【技术特征摘要】
1.一种降低黄铜中铋含量的方法，其特征在于，包括以下步骤：1）在熔炼炉中加入含铋黄铜，升温熔化；2）并用覆盖剂覆盖；3）加入降低含铋黄铜中铋含量的添加剂，添加量为所述含铋黄铜重量的1.0～3.5%，熔炼、合金化；4）加入除杂剂、保温、静置、扒杂；5）进行合金浇铸。2.如权利要求1所述的降低黄铜中铋含量的方法，其特征在于，步骤2)中所述覆盖剂为石墨、木炭、硼砂、冰晶石中的任一种或任几种的组合，覆盖剂的厚度为30～50毫米。3.如权利要求1所述的降低黄铜中铋含量的方法，其特征在于，步骤4）中所述除杂剂为氟化钠或氟化钙，或氟化钠与氟化钙的混合物。4.如权利要求2所述的降低黄铜中铋含量的方法，其特征在于，步骤3）中熔炼温度为1000～1150℃，熔炼时间为30～40分钟。5.如权利要求1所述的降低黄铜中铋含量的方法，其特征在于，步骤5）中浇铸...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡薇，柳瑞清，赵红彬，裴勇军，郑少锋，易志勇，
申请(专利权)人：江西理工大学，宁波博威合金材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36