Smältegenskaper hos syrefri koppar
Strikt särskilja bör syrefri koppar delas upp i vanlig syrefri koppar och hög ren syrefri koppar. Vanlig syrefri koppar kan smältas i en kraftfrekvent järnkärninduktionsugn, medan syrefri koppar med hög renhet bör smältas i en vakuuminduktionsugn.
Vid användning av semi-kontinuerlig gjutning kan raffineringsprocessen av smältan i smältugnen och hållugnen vara oberoende av tidsbegränsningar. Stränggjutning är annorlunda. Kvaliteten på smält koppar beror inte bara på raffineringskvaliteten hos smältugnen och hållugnen, utan ännu viktigare, den beror också på stabiliteten hos hela systemet och processen.
För att förhindra att smältan förorenas använder syrefri kopparsmältning i allmänhet inga tillsatser för smältning och raffinering. Ytan på den smälta poolen är täckt med träkol och den reducerande atmosfären som bildas är en vanlig smältatmosfär.
Induktionsugnar för smältning av syrefri koppar bör ha goda tätningsegenskaper.
Smältning av syrefri koppar bör använda högkvalitativ katodkoppar som råmaterial. För att smälta syrefri koppar med hög renhet bör katodkoppar med hög renhet användas som råmaterial. Om katodkopparn torkas och förvärms innan den går in i ugnen, kan fukt eller fuktig luft som kan adsorberas på dess yta avlägsnas.
Vid smältning av syrefri koppar bör tjockleken på träkolslagret som täcker ytan av den smälta poolen i ugnen vara dubbelt så hög som vid smältning av vanlig ren koppar, och träkolet måste uppdateras i tid.
Även om träkolsbeläggning har många fördelar, såsom värmebevarande, luftisolering och reduktion, har det också vissa nackdelar. Träkol absorberar till exempel lätt fuktig luft och absorberar till och med direkt fukt, vilket blir en kanal genom vilken flytande koppar kan absorbera en stor mängd väte.
Träkol eller kolmonoxid har en reducerande effekt på koppar(II)oxid, men är helt ineffektiva mot väte. Därför bör träkol väljas noggrant och brännas innan det tillsätts i ugnen.
Under smältningen, överföringen, värmekonserveringen och hela gjutprocessen är ett fullständigt skydd av smältan en nödvändig förutsättning för framställning av syrefri koppar. I många moderna syrefria kopparsmältnings- och gjutningsproduktionslinjer är inte bara smältningen, utan även torkning och förvärmning av laddningen, överföringstvätten, hällkammaren, etc. helt skyddade.
Vissa moderna storskaliga syrefria kopparproduktionslinjer använder generatorgas som skyddsgas, medan de flesta gasgeneratorer använder naturgas som råmaterial.
En metod för att tillverka skyddsgas som vanligtvis används utomlands är: först bränn naturgas med relativt låg svavelhalt och 94 % till 96 % metan med luft av teoretiskt värde, och använd nickeloxid som medium för att avlägsna väte. Den resulterande gasen består huvudsakligen av Sammansatt av kväve och kolsyragas. Sedan omvandlas kolsyragasen till kolmonoxid genom att använda varmt träkol för att erhålla en syrefri gas innehållande 20 % till 30 % kolmonoxid och resten är kväve.
Förutom generatorgas används även gaser som kväve, kolmonoxid eller argon som dielektriska material för syrefritt kopparsmältskydd eller raffinering.
Vakuumsmältning bör vara det bästa valet för att smälta syrefri koppar av hög kvalitet.
Vakuumsmältning kan inte bara kraftigt minska syrehalten, utan också kraftigt minska innehållet av väte och vissa andra föroreningselement.
Vid smältning i en vakuummedelfrekvent kärnlös induktionsugn används ofta grafitdeglar och högren katodkoppar eller omsmält koppar som har raffinerats två gånger som råmaterial. Packad i ugnen tillsammans med kopparkatoden innehåller den även flinggrafitpulver för deoxidation.
Faktum är att deoxidation huvudsakligen utförs genom kolet i grafitdegelmaterialet. Mängden kol som förbrukas kan beräknas. Till exempel förbrukar 1 kg koppar 100 g kol. Erfarenheten visar att ju högre syrehalten är i kopparvätskan i början, desto snabbare fortskrider deoxidationsreaktionen i de tidiga stadierna av smältningen.
Syrefri koppar som erhålls genom vakuumsmältning kan ha en syrehalt lägre än 0.0005 % och en vätehalt lägre än 0,0001 % till 0,0003 %. Faktum är att endast när koppar smälts och gjuts under en viss grad av vakuum är det möjligt att få gjutgods som är helt fria från syre och andra gaser. Därför bör vakuumgraden för vakuumugnen som används för att tillverka kopparmaterial för elektroniska rör vara över 10-6.
