[发明专利]一种用于紫杂铜精炼除杂质的铜钙稀土合金及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种用于紫杂铜精炼除杂质的铜钙稀土合金及其制备方法和应用，所述铜钙稀土合金含有以下重量百分比的化学成分：钙5‑10％、混合稀土4‑14％，不可避免的杂质0‑1％，余量为铜，在精炼过程中，向紫杂铜铜液中加入所述铜钙稀土合金可以显著降低铜液中的硫、铋、镉、铬、锑、和锡等杂质元素含量，经过半连续铸造或连续铸造后，得到的铸锭不起皮和断裂，且夹杂物较少，气泡少，晶粒较细小。

技术领域

本发明属于紫杂铜精炼领域，具体涉及一种用于紫杂铜精炼除杂质的铜钙稀土合金及其制备方法和应用。

背景技术

铜是人类历史上应用最早、最广泛的金属材料，它具有很好的导电性、耐蚀性、无磁性、成本低的特点，是工业生产的重要原料。铜及其合金由于良好的综合性能，广泛用于国民经济的各个方面，而纯铜因为具有优异的导电性能，被广泛用于电气、电力、电讯和电子行业。纯铜中铜的含量要求较高，因此熔炼时采用的原料有新金属及紫杂铜，采用紫杂铜熔炼时，相比于新金属虽然氧及杂质元素的含量较高，但是有很大的成本优势。

紫杂铜熔炼时的温度为1150～1300℃，包括氧化和还原两个过程。氧化过程中，随着铜液中氧化亚铜数量的增加，其中的某些杂质，例如紫杂铜中常含有氧、硫、铋、镉、铬、锑、和锡等杂质元素，这些杂质元素常常会严重影响材料的性能。例如氧和硫在铜中呈Cu₂O和Cu₂S状态存在,并与铜生成(Cu+Cu₂O)和(Cu+Cu₂S)共晶体，这两种共晶体均为脆性相，加工时易引起“冷脆性”，影响加工性能；铋等金属杂质在铜中的溶解度不大，但易和铜生成低熔点的共晶体，沿晶界呈网状分布，在热轧时导致开裂，即所谓的“热脆性”。

目前，还没有一种高效的方法能同时去除紫杂铜中的上述金属和非金属杂质，如果杂质含量超标，严重损害铜的质量及导电性。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于紫杂铜精炼除杂质的铜钙稀土合金及其制备方法和应用。在精炼过程中，向紫杂铜铜液中加入本发明中的铜钙稀土合金可以显著降低铜液中的硫、铋、镉、铬、锑、和锡等杂质元素含量，经过半连续铸造或连续铸造后，得到的铸锭热轧时不起皮和断裂，且夹杂物较少，气泡少，晶粒较细小。

本发明采取的技术方案如下：

一种用于紫杂铜精炼除杂质的铜钙稀土合金，所述铜钙稀土合金含有以下重量百分比的化学成分：钙5-10％、混合稀土4-14％，不可避免的杂质0-1％，余量为铜。采用该配比的铜钙稀土合金具有良好的精炼除杂效果，且铸锭组织无缺陷和夹杂物。

在本发明的一个技术方案中，所述铜钙稀土合金含有以下重量百分比的化学成分：钙5％，混合稀土10％，不可避免的杂质0-1％，余量为铜。

在本发明的一个技术方案中，所述铜钙稀土合金含有以下重量百分比的化学成分：钙10％，混合稀土8％，不可避免的杂质0-1％，余量为铜。

在本发明的一个技术方案中，所述铜钙稀土合金含有以下重量百分比的化学成分：钙8％，混合稀土12％，不可避免的杂质0-1％，余量为铜。

所述稀土为铈、镧或富铈镧的混合稀土。

本发明还提供了所述用于紫杂铜精炼除杂质的铜钙稀土合金的制备方法，按照铜钙稀土合金的质量百分比将含钙原料、稀土原料和含铜原料熔炼、浇注形成铜钙稀土合金，然后粉碎。

所述熔炼的温度为1080～1100℃。

粉碎至粒径为50～100mm，该粒径大小的铜钙稀土合金，接触面积大，反应速度快，可快速有效的与紫杂铜铜液反应。