铸造铜合金的工艺特点

    铜合金具有良好的耐磨性、耐蚀性、导电性及导热性和一定的强度。广泛用于制造轴套、蜗轮、泵体及电器和制冷设备上的零件。但铜合金的密度大、价格较贵。

   (1)铸造铜合金分类铸造铜合金分为铸造黄铜和铸造青铜两大类。铸造黄铜又分为普通黄铜和特殊黄铜，铸造青铜又分为锡青铜和特殊青铜。

   ①普通黄铜是铜和锌二元合金，锌能提高黄铜的强度，当含锌量在30%～40%之间时，黄铜的力学性能较好。广泛用于制造一般的耐磨和耐蚀零件。

   ②特殊黄铜为了改善普通黄铜的性能，在普通黄铜中加入少量其他元素，如铝、锰、硅等，组成多元合金的黄铜称为特殊黄铜。主要用于制造承受重载的齿轮，蜗轮和船用螺旋桨等零件。

   ③锡青铜铜和锡为主加元素的普通青铜。锡青铜耐磨性和耐蚀性较黄铜高，铸造性能较黄铜差，因为锯青铜的结晶温度范围大，流动性差，铸件中易产生显微缩松。适用于制造气密性要求不高的耐磨及耐蚀件。

   锡青铜中加入磷元素，则具有较高的强度及耐磨性，适用于制造承受重载及高耐磨性的零件。

   ④特殊青铜以其他元素替代锡的青铜称为特殊青铜。

   a.铝青铜是铜和铝为主加元素的特殊青铜。其强度和塑性都高于锡青铜。在酸、碱中的耐蚀性很高，可代替不锈钢零件。铸件的致密性很好。以铝替代锡，其成本比锡青铜下降20%—25%。但铝青铜的干摩擦系数大、导热性差、不耐高温蒸汽腐蚀等缺点，因此不可能完全取代锡青铜。

   b．铅青铜是钢和铅为主加元素的特殊青铜，是很有价值的耐磨材料。铅的硬度很低，在铅青铜中以细小分散的颗粒分布在基体中，摩擦系数很小，导热性较好，耐冲击，可用于重要的轴套。但cu-pb二元合金的强度、塑性很低，只能镶嵌在钢套内壁上，作为双金属轴承使用。为提高二元铅青铜的力学性能，开发丁一些多元铅青铜，可做整体轴承，省去了浇注双金属轴承的复杂工艺。

   (2)铸造铜合金的工艺特点多数铜合金的收缩大（特别是铝青铜）。为此，在铸造时要控制凝固顺序，防止缩孔的形成。锡青铜在液态下极易氧化，在浇注时应不要断流，同时浇注系统应能防止金属液的飞溅，以便金属液平稳流动。生产中常采用底注式浇注系统。锡青铜最适宜采用金属型铸造，因为金属型的冷却速度快，使金属液凝固区变窄，不易产生缩松，铸件内部组织致密。铅青铜易产生比重偏析现象，生产中一定要控制浇注温度，浇注前耍充分搅拌，使液体成分尽量均匀，并使铸件快速冷却，以减轻比重偏析现象。

   (3)铸造铜合金的熔炼钢合金在液态下极易氧化，形成的氧化物因溶解在铜内而使合金的力学性能下降。与铝合金相同，铜合金一般也采用坩埚炉熔化，使铜液不直接接触燃料和空气，以减少金属的氧化及损耗，保持金属的纯洁。为防止铜的氧化，熔化青铜时应加玻璃、硼砂等熔剂，以覆盖铜液。为去除已形成的cu20，最好在出炉前向铜液中加入0.3%～0.6%的磷钢来脱氧。由于黄铜中的锌本身就是良好的脱氧剂，所以熔化黄铜时，不需另加熔剂和脱氧剂。