含铅铜合金的去铅处理方法及使用此方法的去铅用芯线技术

在黄铜、青铜等的铜合金中，被要求易削性为主的棒状制品含有一定量的铅。以往，这些制品废金属是以高回收率被回收再利用。对于这些制品废金属为了要再生利用作成低铅制品，去铅工序是必要不可缺，从而去铅技术的研发成了当务之急。虽然在现有技术上，铜合金的去铅技术中含有金属元素钙的材料可发挥显着效果，但随着因去铅剂与铜合金比重或熔点的不同，而在实用上需要量产等级的去铅法。为了解决此技术问题，本发明专利技术为一种去铅用芯线，其发明专利技术特点在于：在铜合金的熔融液的去铅处理目的中，使用不影响铜合金熔融液的成分的金属带作为外皮材，并将去铅剂单体及/或工序所必需的Pb‑Ca化合物的絮凝/浮选剂等的去铅助剂等作为内部组成物，且还具有能承受芯线供给装置的机械性/连续性供给的物理特性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】含铅铜合金的去铅处理方法及使用此方法的去铅用芯线
本专利技术涉及一种去铅用芯线，使用在含铅铜合金的熔融液的去铅处理，本专利技术还涉及此芯线的去铅处理方法。
技术介绍
对于铜合金、尤其对黄铜棒而言，为了要求加工性(易削性)，自以往即知使其含有2～4wt％量的铅是有效的。而使用黄铜棒的标的物品，例如是自来水道的水龙头、各种光学机器的加工零件、汽车零件。近年来，从环境管制的观点来看，正朝着减少或去除黄铜棒含有的铅的方向逐渐加强管制。技术上作为铅的代替品则是通过含有铋等的金属，使制品能具有近似以往的含铅黄铜棒的加工性(易削性)，这样的技术已为公知的事实。但是，使用高价铋、一般称为无铅的制品在性能上仍无法完全取代过去使用在各种目的所有制品。又，关于主要已经使用在自来水道的水龙头的黄铜棒，在考虑对人体的影响后，正开发/使用降低含铅量、一般称为低铅的制品。可是，这些新制品占有市场的比率低，大多数比率都还是以往的制品所占有。另一方面，含有黄铜的铜合金制品大多是从废金属重新溶解后制造，对此废金属按各生产制品来源做管理是极为困难的。因此，即便是特地从无铅或低铅法制造的制品所生产的废金属，几乎仍有很高的可能性混有以往制品的原料。作为这些问题的解决对策，提出了后述的方法(专利文献1)：添加金属元素钙及/或铜钙合金到含铅的黄铜熔融液中，使铅与钙成为化合物后将铅去除。又，还提出了后述的方法(专利文献2)：将去铅材料添加混合到铜合金熔融液中而产生含铅化合物，再进一步添加去硅剂使含铅化合物游离，让含铅化合物分离浮上后再排除。又，还提出了后述的方法(专利文献3)：将阻锡剂添加混合到铜合金熔融液中，接着再添加混合去铅剂，同样使含铅化合物分离浮上后再排除。而关于芯线的使用，则例如是提出了后述的方法(专利文献4)：将以铁系带状材料、外皮材包覆去硫剂的芯线投入到熔化铁/熔化钢中，使去硫剂与熔铁/熔钢反应从而得到去硫效果。【
技术介绍
文件】专利文献1：日本专利特开平10-140254号公报。专利文献2：日本专利特开2005-8970号公报。专利文献3：日本专利特开2006-161136号公报。专利文献4：日本专利特开2008-95136号公报。
技术实现思路
【专利技术所欲解决的课题】专利文献1的方法是将原料300kg以在小型熔炉实施去铅排铅的方法，暂时地添加去铅剂并静置后进行成分分析。又，专利文献2的方法中，作为一实施例是使用青铜4kg、使用去铅剂320g、去硅剂150g，并将氮气气体喷出供给到熔融液中。又专利文献3则是使用青铜5kg、阻断材料400g做实验。这些
技术介绍
皆为小规模的实验方法，即使例如添加添加剂或搅拌混合，都是以人手可做的范围。在去铅目的中，金属钙是最具效果，但因为金属钙是粒状/粉状时接触水会产生氢气的水反应性可燃物质，所以尤其在量产阶段下必须保持禁水状态并保管在干燥的阴凉处，此外还须注意投入到熔融液时的反应，处理上实为困难。由于硅化钙做成粒状/粉状时也有同样的高危险性，因此在实用量产的处理上也有问题。又，这些
技术介绍
的去铅剂(Ca密度1.55)或助剂等的比重小，相对于比重超过8的黄铜或青铜的熔融液是会浮起，单纯只是添加并无法得到充分的去铅效果。即便使用搅拌机等的方法在技术上有助于实施，因为可料想到装置的设置、处理工序/时间的增加的问题，所以在实用量产制造上尚未确立这些使用搅拌机等的方法。作为现有技术公知的芯线如专利文献4所示，去氧/去硫/黑色铅球状化时必要的添加物原料分别以单体或混合物的形态被铁制的外皮金属带(外皮材)包覆后，将包覆后的制品作为投入到用于处理的熔化生铁、熔化生钢的制品，而这样的制品是使用在钢铁、铸造业中。以往在过去芯线的内部组成物根据其使用目的，有去氧剂、去硫剂、黑色铅球状化剂等各种原料的组合，外皮材根据目的与处理的对象物虽能做变更，但实际上流通市场的制品中使用的外皮金属带只有铁制的薄板，除了理论上可准备、可使用的这些铁制的薄板以外的金属(例如铝)薄板，从制造技术/成本/准备难易度的观点来看几乎不会被选用。况且本专利技术的目的在于铜合金的去铅，因为以往使用的铁、铝等会影响进行去铅的铜合金的品质，所以不能使用这些材料。在此情况下选择的外皮材不只是成分，为了要能由芯线供给装置适当地供给到熔融液，还要求后述的物理特性：对芯线的形状加工后的内部组成物能确实被固定，且在供给过程中不产生断裂、破裂、绽开等的强度(拉伸强度)、柔软性及加工性等。特别在由芯线供给装置供给芯线的情况下，是要求芯线的强度与柔软性的平衡。本专利技术中的去铅剂的主要成分为金属钙及/或钙化硅，另外因为去铅助剂的比重也比需去铅处理的铜合金熔融液小，所以单纯只是投入会浮在熔融液表面，反应只会在表面发生故无法得到期望的去铅效果。为了得到有效的去铅方法，必须对去铅剂施加相应其浮力的重力，使其沉降到熔融液的内部。一般而言流体的浮力能由下述式1求出。(式1)F＝ρVg(F＝浮力、ρ＝流体密度、V＝物体体积、g＝重力加速度)假设相对于密度(比重)8.2的黄铜熔融液，使密度1.55的金属钙10kgs沉降时所需的力是由后述求出：通过从浮力减去物体自重的合力，得到(式2)F’＝(ρ1－ρ2)Vg(ρ1＝黄铜密度、ρ2＝金属钙密度)所以F’＝[8.2(g/cm3)-1.55(g/cm3)]×[10,000(g)/1.55(g/cm3)]×9.8(m/s2)＝420,452(g·m/s2)≒43kgf。就单纯计算上，必须有从1000℃左右的熔融液正上方垂直地吊挂43kgs的秤锤的作业工序，或者必须有通过机械力压入到熔融液的作业工序。当然，在实用量产中随着熔融液的处理量、目标去铅量，可知此数值会大幅地增加，从而人力将无法应付，变得需要大规模的装置。又，为了压入到熔融液，所需的铸造具是相对于熔融液的温度/成分为不可熔，或者即使在压入到熔融液的情况下，每次都须准备不影响熔融液的品质的铸造具，这增加了成本与作业工序，并不适合实用量产。【解决课题的技术方案】为了在铜合金量产制造中进行去铅，本专利技术的技术方案与方法是解决了上述的技术问题。在本专利技术，通过以金属制的外皮材包覆金属钙及/或硅化钙，将与空气中的水分的接触降到最低而降低危险性，又，还能以芯线这一体的形状由机械长时间持续地自动投入，所以在实用量产的去铅处理中减轻/解决了安全上的问题与处理上的问题。此处的铜合金是以铜为主成分的合金，而以黄铜或青铜为主要对象，但本专利技术并非限定为此。在本专利技术，通过将包含去铅剂的芯线连续地供给到熔融液，首先避免去铅剂整批的投入，将相对于熔融液的浮力的每单位时间的反作用力抑制到最小限度，使去铅剂分散在熔融液整体，从而有效率地实施去铅，且以芯线送入装置来实现机械性/连续性供给的芯线的性能，还排除了人力或在熔融液正上方的危险作业工序，解决了这些技术问题。在此本专利技术提出一种含铅铜合金的去铅处理方法，其特点在于，分别将去铅剂及/或去铅助剂单独各别地或者混合后以铜或铜合金构成的外皮材包覆而构成去铅用芯线，并将所述去铅用芯线依序供给并沉降到含有铅的铜合金的熔融液中来进行去铅处理；其中，所述去铅剂为粒状或粉状并含有金属元素钙；所述去铅助剂为粒状或粉状并含有后述原料中至少一种：Ca化合物、Pb-Ca化合物的絮凝/浮选剂、阻锡材料、铜、锌、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含铅铜合金的去铅处理方法，其特征在于，分别将去铅剂及/或去铅助剂单独各别地或者混合后以铜或铜合金构成的外皮材包覆而构成去铅用芯线，并将所述去铅用芯线依序供给并沉降到含有铅的铜合金的熔融液中来进行去铅处理；其中，所述去铅剂为粒状或粉状并含有金属元素钙；所述去铅助剂为粒状或粉状并含有后述原料中至少一种：Ca化合物、Pb‑Ca化合物的絮凝/浮选剂、阻锡材料、铜、锌、锡，或铜、锌，或锡化合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种含铅铜合金的去铅处理方法，其特征在于，分别将去铅剂及/或去铅助剂单独各别地或者混合后以铜或铜合金构成的外皮材包覆而构成去铅用芯线，并将所述去铅用芯线依序供给并沉降到含有铅的铜合金的熔融液中来进行去铅处理；其中，所述去铅剂为粒状或粉状并含有金属元素钙；所述去铅助剂为粒状或粉状并含有后述原料中至少一种：Ca化合物、Pb-Ca化合物的絮凝/浮选剂、阻锡材料、铜、锌、锡，或铜、锌，或锡化合物。2.根据权利要求1所述的去铅处理方法，其特征在于，将由所述外皮材包覆所述去铅剂而构成的去铅用芯线与由所述外皮材包覆所述去铅助剂而构成的去铅用芯线供给并沉降到熔融液中而进行去铅处理。3.根据权利要求1或2所述的去铅处理方法，其特征在于，将由所述外皮材包覆所述去铅剂及/或所述去铅助剂的至少一种而构成的去铅用芯线分成一次或多次供给并沉降到熔融液中而进行去铅处理。4.一种去铅用芯线，其特征在于，由外皮材与去铅剂构成，且所述外皮材包覆所述去铅剂，所述外皮材由拉伸强度150～600N/mm2、延伸性15～60％的铜或铜合金构成，所述去铅剂为粒状或粉状并含有金属钙及/或硅化钙。5.一种去铅用芯线，其特征在于，由外皮材与去铅助剂构成，且所述外皮材包覆所述去铅助剂，所述外皮材由拉伸强度150～600N/mm2、延伸性15...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢庄司，
申请(专利权)人：日本永翔贸易株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP