铜合金铸件铸造缺陷及防止对策

铜合金铸件铸造缺陷及防止对策

清华大学 曾大本1、铜合金铸件缺陷及其主要原因2、艺术铸造铜合金的冶金特性3、铜合金的熔炼原理及工艺铜合金铸造缺陷的大分类表1铜合金铸造缺陷的大分类（续）表1续铸造缺陷和熔化、浇注、凝固的基本性质表2气孔、针孔缺陷示意图气孔：a、b、c针孔：d、eabcde图1缩孔、缩松缺陷示意图

外缩孔 内缩孔 缩松图2铜合金铸件铸造缺陷分类及其主要原因

表3铜合金铸件铸造缺陷分类及其主要原因（续）表3续铜合金铸件铸造缺陷分类及其主要原因（续）表3续2、艺术铸造铜合金的冶金特性艺术铸造铜合金的独特要求：①合金应满足艺术铸品的使用要求 ——耐蚀性、色泽、声学特性和机械性能②合金应满足各种工艺要求 ——铸造成形性能、可焊接性能、可打磨加工性能和表面着色性能2.1青铜锡青铜——历史悠久的一种艺术铸造合金无锡青铜——近代发展起来的新型青铜2.1.1锡青铜（1）锡青铜的组织和性能铸态：α固溶体和（α+δ）共析体α相——锡溶于纯铜中的置换型固溶体，塑性良好δ相——以金属间化合物（Cu31Sn8）为基的固溶体，硬而脆耐磨性好（δ相硬质点镶嵌于软基体中）耐蚀性高（在蒸汽、海水和碱溶液中）铜—锡二元相图图3含锡量对青铜机械性能的影响含锡量对青铜机械性能的影响图4

锡青铜的结晶温度范围很宽，凝固速度较慢时，容易形成缩松，这是导致锡青铜铸件渗漏的主要原因。进行均匀化退火后，α枝晶消失，能防止铸件渗漏。但是分布均匀的显微缩松能储存润滑油，对于耐磨零件是有利的。 锡青铜呈糊状凝固，枝晶发达，很快就在铸件内形成晶体骨架，开始了线收缩，此时凝固层较薄，高温强度又低，因此铸件容易发生热裂。

反偏析是锡青铜铸件中常见的缺陷，铸件表面会渗出灰白色颗粒状的富锡分泌物，俗称“冒锡汗”。“锡汗”中富集δ相，造成铸件内外成分不均匀，降低合金力学性能，而且使组织更加疏松，引起渗漏，同时，表面富集坚硬的δ相，恶化切削加工性能，加工后的表面会出现灰白色斑点，影响表面质量。反偏析层一般有5mm左右，严重时可深入表皮下25～30mm。凝固速度越慢，反偏析越严重。

出现反偏析的原因是锡青铜的结晶温度范围宽，枝晶发达，低熔点的富锡δ相被包围在α枝晶间隙中，此时氢的溶解度因温度下降而急剧降低，呈气泡形成析出，产生背压，把富锡熔体推向枝晶间隙中心。而在凝固后期，铸件从内到外仍存在着大量的显微通道，在氢气泡形成的背压和固态收缩力内外夹攻下，迫使富锡溶体沿α枝晶间的显微通道向铸件表面渗出，堆积在铸件表面。

防止反偏析的工艺措施有：放置冷铁，提高冷却速度，出现层状凝固。调整化学成分，如加入锌，缩小结晶温度范围。采取有效的精炼除气措施，减少合金中的含气量。锡青铜中合金元素的作用① 锌 锡青铜中加入锌可缩小锡青铜的结晶温度范围，提高合金的流动性，减小产生缩松的倾向。且熔炼时锌的蒸汽压较高，所形成锌蒸汽可防止铜和锡元素氧化，净化合金，降低产生气孔的倾向。锌对锡青铜的组织和性能的影响与锡相似，但加2%锌只相当1%锡的作用。而锌的价格只有锡的1/5，故用锌代锡还可降低成本。锌含量超过5%，易使纹饰不清晰，易受腐蚀，难以生成文雅的绿色外膜。现代室外艺术铸件常选用含锌的锡青铜，俗称炮铜。锡青铜中合金元素的作用② 铅 铅的硬度很低，在锡青铜中以质点状分布，提高合金的耐磨性能，也给青铜的加工带来方便。同时铅的熔点低，提高了锡青铜的流动性。凝固时铅富集在枝晶间的孔隙中，减少缩松，防止渗漏，一般铅含量在5%左右防渗漏效果最好。青铜中铅比重较大，过量的铅会引起重力偏析，所以含铅锡青铜浇注前须注意搅拌，采用水冷或金属型来加快冷却，防止偏析。锡青铜中合金元素的作用 Cu­Sn­Pb系合金在室温状态下金相与颜色以及合金成分与强度、延伸率的关系。图5Cu-Sn-Pb系合金在室温状态下金相与颜色的关系图6Cu-Sn-Pb系合金的抗拉强度σb/（kg·mm-1）图7Cu-Sn-Pb系合金的延伸率锡青铜中合金元素的作用③ 镍 青铜中镍无限地溶于α固溶体内，促使α树枝状晶体发达，因而加入微量的镍可以减轻锡铅的偏析。加入1%～2%的镍，便能使晶粒细化，提高机械性能、耐腐蚀性能和热稳定性，改善青铜的铸造性能。较多的镍会使青铜颜色变白。④ 铁 铁的主要作用与镍相似，可以细化晶粒，提高强度，改善着色性能。但含量必须控制在5%以下，否则使青铜发脆，同时降低耐腐蚀性能。锡青铜中合金元素的作用⑤ 铝 在锡青铜中铝是有害杂质，它使着色困难。只要含铝0.5%，表面便从暗红色转为金黄色，进而成银白色。但在无锡铝青铜中，铝能提高强度、耐腐蚀性和铸造性能。⑥ 磷 在锡青铜中必须加0.03%～0.06%的磷来脱氧，以改善铸造性能，过量易产生脆性相Cu3P，且降低着色效果。⑦ 硅 青铜中加入硅，便会使其机械性能及铸造性能恶化，但能增加耐腐蚀性能，硅使表面呈暗赤色到茶色，有时呈葡萄色，因表面覆有一层很致密的SiO2膜，使着色困难。艺术铸造用的锡青铜表4（1）铸造响铜是一种锡青铜或硅青铜，含锡量一般较高，由图4可知，这种锡青铜具有高的强度和低的塑性。表5为部分响铜的化学成分。 响铜的铸造性能很好，可浇出各种精巧艺术品，但是含锡量过高易碎，并且硬度高，加工也困难。2.1.2响铜和镜铜部分响铜的化学成分表5

（2）铜镜问世于玻璃镜之前，人们以锡青铜经研磨抛光后制成燧（聚光镜，取火用）和鉴（镜子）。表6为部分战国、汉、唐铜镜的化学成分。由图5、图7可见，铜镜的含锡量很高，故色白，硬而脆，磨抛后镜面既白且亮，反光性能好，利于映像，但易碎。唐以后，铜镜中锡量渐少，锌量增多，颜色变黄，映像效果变差。表6部分战国、汉、唐铜镜的化学成分2.1.3铝青铜铝青铜是含8%～12%Al的铜铝合金，色泽金黄，大气中变色缓慢，也可作为艺术铸件用铜。图8Cu-Al二元相图

α相为铝溶于铜的固溶体；β相是以电子化合物Cu3Al为基的固溶体，强度高，塑性好；γ2相是以电子化合物Cu32Al19为基的固溶体，性硬而脆。因此，合金中γ2相含量过多会使合金变脆。在缓慢冷却条件下，β相发生共析转变 形成的γ2相使合金变脆——称“缓冷脆性”。 快冷时，β相来不及共析转变，合金组织为α+β相，强度高，塑性好。所以，铸件可在750℃左右空冷或水冷，以防缓冷脆性。加入合金元素，如Mn、Ni等可抑制缓冷脆性。

铝青铜是工业中最常用的一种无锡青铜，其强度、塑性、化学稳定性及致密性均由于锡青铜，且铝青铜中不含锡，成本也较低，可用来代替锡青铜浇注艺术铸品。但铝青铜熔炼浇注时极易氧化吸气，且收缩大，铸件易产生气孔、缩孔，表面夹渣和裂纹。2.2黄铜黄铜有普通黄铜和特殊黄铜之分，普通黄铜为铜锌二元合金，若加入少量其他元素就构成特殊黄铜。黄铜由于色泽金黄而诱人喜爱，是一种主要的艺术铸造合金材料。著名的武当山金殿、宣德炉等明代艺术铸件就是用黄铜铸造的。2.2.1普通黄铜锌在黄铜中作用主要是提高强度，改善铸造性能。图9Cu-Zn二元相图 常用的二元黄铜平衡状态组织有三种： 含锌量小于38%时为单相α——小黄铜含锌量为38%～47%时为α+β——α+β黄铜为47%～50%时为单相β——β黄铜 普通黄铜的耐蚀性和加工性能等不够好，然而含8%～20%Zn的黄铜色泽金黄，为α单相组织，抛光后经大气腐蚀，会显出金黄色的斑块，因此在铸造艺术品中应用较多。2.2.1普通黄铜 在铜锌合金的基础上加入锰、铝、硅、铁、锡、铅、镍等合金元素，就构成了三元或多元铜合金。加入少量合金元素后，黄铜的机械性能、铸造性能和耐腐蚀性能都能得到显著的提高。特殊黄铜的组织和普通黄铜相似，主要组成仍然是β和α相。2.2.1特殊黄铜2.2.1特殊黄铜 加入合金元素对组织的影响反映在二元相图上，主要是使相区分界线的位置移动了，改变了组织中β和α两相的组成比例。因此可把合金元素对黄铜组织性能的影响，折算成锌的影响，称为“锌当量”。

表8各合金元素的锌当量合金元素的作用：（1）铁黄铜中加入铁的加入量一般为1%～3%。它可细化晶粒，提高强度和硬度，增加耐腐蚀性，但超过这个数值，则使合金发脆，降低塑性和耐腐蚀性。2.2.1特殊黄铜（2）锰

锰能提高黄铜的强度和硬度，同时增加抗腐蚀性能，且不降低塑性。 Cu-Zn-Mn系合金的颜色逐渐由红变黄，由黄变白（图10）。当含锌量为30%时，只要加入10%的锰就可使合金变为类似镍白铜所具有的美丽银白色。 若含63.5%Cu、24.5%Zn、12%Mn，则具有良好的机械性能、工艺性能和耐腐蚀性。这两种合金可取代镍白铜铸造艺术铸件。黄铜中加入锰还具有阻止“脱锌”的作用。

2.2.1特殊黄铜图10Cu-Zn-Mn系合金颜色（3）铝

少量的铝就能强烈地提高黄铜的强度，但降低塑性。铝能提高抗腐蚀性能，提高合金的流动性，浇出的铸件表面质量较好。（4）硅

少量的硅能显著提高黄铜的强度和硬度，但也显著降低塑性。硅也能提高黄铜的抗腐蚀和铸造性能。（5）铅

铅主要用来改善黄铜的切削加工性能。（6）锡

锡主要用来提高黄铜的强度和抗海水腐蚀，故加锡的黄铜又称海军炮铜。锡的加入量一般控制在1%以下。（7）镍

镍用来细化组织，提高冲击韧性和耐腐蚀性。2.2.1特殊黄铜艺术铸造用黄铜表9 白铜主要为Cu-Ni-Zn合金，镍赋予银白色泽，并提高耐腐蚀性及硬度，但以30%为限，若过多，熔化时吸气大。锌改善铸造性能，不利于耐蚀性。锡与镍能形成（Cu·Ni）3Sn(即θ)相，起明显的强化作用。白铜中还可加入≤5%铅，改善加工性能，壁厚时，取下限。2.3白铜 白铜的色泽与合金成分有关，如图11所示。铜中增加镍或锌就成为白色，其中镍含量对白铜色泽的影响要比锌强。 白铜呈美丽温和的银白色。有良好的延展性和耐腐蚀性，含20%Ni的白铜常用于铸招牌，含15%～20%Ni的白铜多用于日常用品。图11镍和锌含量对白铜色泽的影响1-带黄色 2-黄色3-白色4-银白色 5-镍色 6-白色美国用于艺术铸造的白铜表10

白铜在液态时急剧吸气。熔化时溶液表面须覆盖木炭。先把铜与镍作成50%Cu+50%Ni的中间合金，待铜镍中间合金和电解铜熔化后经脱氧再加入锌，熔化后再用磷铜进行二次脱氧，磷的加入量为0.03%。白铜铸件凝固过程中容易开裂，浇注时易产生二次氧化，须特别注意。 在铜中加入铍（Be），就可大为提高铜合金的机械性能，增强耐磨性，且成形性及复印性极佳，使铸件可复印出清晰细致的纹饰。 铸造铍铜合金含0.45%～2.75%Be，Be含量越高，铸造性能越好，使合金具有金黄色色泽，但成本也越高。低含量的铍，合金呈淡红色或金黄色。铍铜合金价格高，熔炼时铍蒸气有毒，应加强吸排措施。2.4铍铜合金美国铸造铍铜合金表11 铜合金铸件的常见缺陷如力学性能不合格、气孔、夹渣、渗漏、偏析等，主要原因是熔炼工艺控制不当。铜合金熔炼工艺的要点有：1) 严格控制合金的化学成分，准确配料。2) 净化合金液，防止铜液氧化、吸气。3) 高温熔炼，快速熔化，低温浇注。3、铜合金的熔炼原理及工艺3.1铜合金的氧化和脱氧3.1.1铜合金的氧化特性

铜合金熔化后，在高温下容易被炉气中的氧所氧化，在液面上进行下列氧化反应 4Cu+O2=2Cu2O 反应产物氧化亚铜Cu2O的密度6g/cm3，熔点1235℃。当温度低于熔点时是固态，呈黑色，η=1.71＞1，覆盖膜是致密的，对铜液有保护作用，温度高于Cu2O的熔点时，呈液态，对铜液失去保护作用。Cu2O溶于铜液中，随温度的下降，Cu2O与α相在1066℃时形成α＋Cu2O共晶体。α相是铜中溶有氧0.0010%～0.0036%的固溶体，共晶点的含氧量为0.39%，凝固时，先形成α相，降至共晶温度时，共晶体在α相晶粒连接处析出，分布在α相晶界上。纯铜、锡青铜、铅青铜等脱氧不彻底时，组织中出现α＋Cu2O共晶体。由于熔点低，会引起热脆，如吸入氢气，则发生下列反应

Cu2O+H2=2Cu+H2O(3)凝固后在铸件中生成气孔。含有Cu2O的铜铸件不能在还原性的炉氛中进行热处理，否则氢将渗入α相的晶界，按反应式（3）生成水汽，其压力随晶间压力的增大而增加，会导致晶界显微裂纹的产生。 Cu2O有很高的分解压力。由图13可见（见下页），Cu2O的分解压力Po2比合金元素铝、镁、硅、锰的氧化物分解压力高的多，熔炼时，如果在脱氧消除Cu2O之前加入这些合金元素，将发生下列反应

3Cu2O+2Al→Al2O3+6Cu（4）

2Cu2O+Si→SiO2+4Cu （5） 弥散状反应产物Al2O3、SiO2将悬浮在铜液中，很难清除，会在铸件中形成夹杂，恶化力学性能，因此熔炼纯铜、锡青铜、铅青铜等必须彻底脱氧，清除Cu2O后再加入合金元素。某些合金氧化物的分解压Po2与温度的关系图13某些合金氧化物的分解压Po2与温度的关系3.1.2铜合金的脱氧（一）脱氧基本原理Cu2O的分解压力高，能溶于铜液中，因此往铜液中加入那些与氧的亲和力比铜与氧的亲和力大的元素，通过如同式（4）、（5）这类反应就可将Cu2O中的铜还原出来，生成物能自动上浮至铜液表面而被除去，完成脱氧过程，加入的元素即称为脱氧剂。（二）脱氧方法 （1）沉淀脱氧 （2）扩散脱氧 （3）沸腾脱氧3.1.2铜合金的脱氧 除电工材料用的纯铜外，磷是应用最广泛的脱氧剂。磷铜加入铜液后，即在整个溶池内进行脱氧反应。脱氧第一阶段，磷蒸气与铜液中的Cu2O作用

5Cu2O+2P=P2O5+10Cu（12） 反应产物P2O5的沸点为347℃，在铜液中以气泡形式上浮，上浮过程中继续与Cu2O反应，进入脱氧第二阶段

Cu2O+P2O5=2CuPO3（13）

Cu2O可以清除殆尽。当Cu2O含量较高，磷蒸气逸出较慢时，磷也可能直接与Cu2O反应

6Cu2O+2P=2CuPO3+10Cu （14） 偏磷酸铜CuPO3的熔点低，密度比铜小，容易上浮至液面而被除去。3.1.3磷铜脱氧 图14为ZCuSn10脱氧时磷的加入量与铜液中残余含氧量之间的关系曲线。由图中可见，原始含氧量为0.02%时，加入微量磷，含氧量就急剧降低，加磷0.02%后，含氧量已降至0.003%以下，因而生产中磷的加入量一般控制在0.03%～0.06%范围内。3.1.3磷铜脱氧图14磷加入量与ZCuSn10中残余含氧量的关系 加入磷量过多，则铜液中残留磷量过高，促使铜液与铸型中的水分反应

2P+5H2O=P2O5+5H2（15） 反应产物H2渗入铜铸件中，形成皮下气孔。因此，砂型铸造时残余含磷量应控制在0.005%～0.001%范围内，金属型铸造可适当放宽。3.1.3磷铜脱氧 铜液中没有残余磷同样有害，此时铜液中必然残留氧，凝固时与极微量氢相遇就会反应生成水汽，在铸件中留下气孔。 磷明显降低铜液的表面张力，因而能提高流动性，对充型有利，故对薄壁小铸件可适当增加磷的加入量，防止浇不到。3.1.3磷铜脱氧

熔铜炉的炉气中有：

H2、O2、N2、H2O、CO、CO2、SO2等 其中 O2、H2O使铜氧化 H2、O2、SO2等能溶入铜液中3.2铜液的吸气、除气3.2.1气体在铜液中的溶解特性表13炉气中各组分与铜液之间的作用3.2.1气体在铜液中的溶解特性（1）氢 氢的压力为0.1MPa时，氢在铜中的溶解度与温度的关系曲线见图15，表14为有关数据。由图15、表14可知，氢在铜液中的溶解度很大并随温度的升高急剧升高；冷却时溶解度下降，呈气泡形式析出，凝固后在铸件中形成气孔。表14氢在铜中溶解度与温度的关系图15氢在铜中溶解度与温度的关系3.2.1气体在铜液中的溶解特性 铜液中的氢除了直接来自燃料、炉料外，主要时由水汽分解所产生的，由燃料、炉料、熔剂及熔炼工具带入铜液中的水汽，遇到铝、硅、锰、锌等活泼元素时，这些元素被氧化，水被分解，产生氢并溶入铜液中。3.2.1气体在铜液中的溶解特性（2）水汽水汽不能直接溶于铜液中，但在高温条件下，能产生下列反应：式中K—平衡常数，和温度有关；[H]—氢在铜液中的溶解度，%；[O]—氧在铜液中的溶解度，%；PH2O—炉气中水汽的分压，kPa。最后得（19）（20）（21）3.2.1气体在铜液中的溶解特性（3）CO、CO2 CO、CO2均不溶于铜液中。CO能使Cu2O还原；CO2使铜液中的铝、硅、锰、锌氧化，生成这些元素的氧化物如Al2O3、SiO2等，但能随CO2气泡一起上浮而被除去，因此对铜液质量影响不大。3.2.1气体在铜液中的溶解特性 在含镍的铜合金中，CO、CO2与镍产生下列反应：

4Ni+CO=Ni3C+NiO(23)Ni+CO2=NiO+CO(24) Ni3C、NiO均能溶解在铜液中，溶解度随温度下降而降低，NiO、Ni3C重新析出，促使反应向左进行，在凝固后期产生CO、CO2在铸件中成为气孔。3.2.1气体在铜液中的溶解特性（4）SO2 SO2能溶解于铜液中，并与铜产生下列反应

SO2+6Cu­=2Cu2O+Cu2S (25) 凝固时Cu2S沿晶体析出，产生热脆性，成为有害的杂质，如同时有残余Cu2O，反应方向向左，产生SO2，在铸件中形成气孔，因此不宜使用含硫量高的燃料。3.2.2铜液的除气（一）氧化法除氢 这种方法除氢的原理是利用式（21）的关系，当熔炼温度，炉膛压力不变，炉气中水汽浓度一定时，式（19）中的K，PH2O可作为常数，则[H]2[O]也为一常数，可作出图17所示的铜液中K=[H]2[O]关系曲线。图17铜溶液中K=[H]2[O]关系曲线1-1350℃2-1250℃3-1150℃ 铜液增氧方法有两种。一种是控制炉气为氧化性，提高炉气中氧的分压，增加铜液中氧的浓度。具体工艺措施是增加鼓风量以提高炉膛内氧的分压，对自然通风的焦炭炉可适当增加烟囱高度，加强通风，增强供氧；对于油炉应控制风量、油量、使燃油充分燃烧并有剩余氧。另一种为加入氧化性熔剂，使铜液增氧。 采用氧化性溶剂增氧，效果比较明显。常用的氧化性熔剂是一些高温下分解的高价氧化物，如MnO2、KMnO4、CuO等，熔剂装在坩锅底部，与炉料同时加热，高温下熔剂被分解，析出氧溶入铜液中，本身被还原为低价氧化物，具体反应如下反应产物Cu2O脱氧后被除去，K2O、MnO不溶于铜液中，进入炉渣中被扒去。熔炼有油污的废杂铜，化清后含氢量高，尤宜采用此法。

(26)(27)(28)（二）沸腾法除氢

锌的沸点只有907℃，黄铜可采用沸腾法除氢。黄铜的蒸气压随锌量增大、温度上升而增高，见表15从表中可知，锌高于35%的黄铜沸点低于1130℃，黄铜的熔炼温度为1150～1200℃，铜液已经沸腾，大量锌蒸气逸出，气体、夹杂也随之带去，从而净化铜液，不需其它措施就能获得优质的铜液。表15黄铜含锌量与沸腾温度的关系3.3铜合金的熔剂和脱氧剂3.3.1覆盖熔剂 （一）木炭 木炭曾是熔炼铜合金应用最普通的覆盖剂，主要作用是防氧化、脱氧和保温，但由于木炭是疏松多孔的物质，表面活性大，能强烈吸附水汽，因此使用前必须在1000～1050℃高温下焙烧，除去吸附的水汽。3.3.1覆盖熔剂(二)玻璃 不宜用木炭覆盖时，可使用玻璃。玻璃是一种复合硅酸盐，分子式为Na2O·CaO·6SiO2，熔点在900～1200℃之间，化学性能稳定，不与铜合金中任何元素发生化学反应，也不吸收炉气中的水汽，故同时具有氧化和保温作用。但由于熔点高，粘度大，扒渣较困难，熔渣和铜液相混，会增大熔耗，应加入Na2CO3、CaO、Na2B4O7等碱性物质和玻璃形成低熔点的复合硅酸盐，提高流动性，以便于清除。3.3.1覆盖熔剂(二)玻璃1）玻璃50%+Na2CO3，温度高于1100℃时，形成流动性好的CaSiO3·5Na2SiO3，适用于熔点高的铝青铜、含镍的锡青铜等。2）碎玻璃37%+Na2B4O763%，熔点较低，兼有覆盖和精炼作用，适用于硅青铜。3）Na4SiO490%+NaCl10%或CaF210%，适用于黄铜。3.3.2精炼熔剂（一）清除Al2O3 可用Na2CO3、CaF2、Na3AlF6，化学反应如下

Al2O3+Na2CO3=Na2Al2O4+CO2 (29) Na2Al2O4的熔点低，密度比铜液小，上浮至液面，成为熔渣，CO2呈气泡上浮，有精炼作用。

Al2O3+3CaF2=2AlF3+3CaO (30) AlF3呈气泡逸出液面，CaO与复式硅酸盐Na2O6·CaO·SiO2/900~1200℃形成低熔点复盐进入熔渣中。

2Al2O3+2Na3AlF6=4AlF3+Na3Al2O4+2Na2O (31) Na2Al2O4、Na2O进入熔渣中，Na3AlF6还能溶解Al2O3，清除Al2O3的效果最好，对铝青铜有良好的精炼作用。3.3.2精炼熔剂（二）清除SiO2

可用Na2CO3清除SiO2

SiO2+2Na2CO3=Na4SiO4+2CO2 (32) 生成的Na4SiO4成为熔渣被除去。

（三）清除SnO2

清除SnO2可用Na2CO3、Na2B4O7、CaO、B2O3，精炼反应如下

SnO2+Na2CO3=Na2SnO3+CO2 (33)SnO2+2Na2CO3+B2O3=Na2B2O4·Na2SnO3+2CO2 (34) SnO2+2CaO+Na2B4O7=2CaB2O4·Na2SnO3 (35) 反应产物Na2SnO3及其复盐，熔点比铜液低，密度比铜液小，容易上浮至铜液表面层，形成熔渣而被除去。铸造铜合金常用精炼剂表16铸造铜合金常用氧化性熔剂表17铸造铜合金常用氧化性熔剂（质量分数，%）3.4铜合金液质量控制化学成分的检测及控制含气量检测方法断口检查炉前弯曲试验图18常压凝固试验用的铸型图19含气量试样不同的收缩情况a）合格b）由气体不合格c）有大量气体、不合格abc图20铜合金现场测氢仪简图1-中间罐 2-仪器罩3-真空泵4-过滤罐5-控制阀6-真空表7-压力室（包括盖、观察孔）8-工具箱9-控制开关10-放水阀图21减压值对铜液试样表面的影响a）减压过大b）减压适中c）减压过小图22铜合金炉前弯曲试验a）弯曲试样b）浇注试样的金属型c）试验装置3.5铜合金熔炼工艺3.5.1铜合金熔炼一般原则各类铜合金熔炼工艺不尽相同。但均应遵循下列原则：1）所有金属炉料表面必须清理干净，预热，熔剂应焙烧或预熔，彻底去除水分。更换合金牌号时，特别要注意的是，铝青铜、铝黄铜，硅黄铜用过的坩埚、炉衬不可熔炼锡青铜、铅青铜、镍白铜。2）铜合金液易氧化、吸气，应遵守“快速熔炼，及时浇注”的原则，不使铜液在炉内停留时间过长。3）控制炉氛为中性，对锡青铜、铅青铜可在弱氧化性炉氛中熔炼。4）加料次序甚为重要，应服从“快速熔化”“防止氧化、吸气”的原则，具体次序根据炉料组成，熔炼设备特性等灵活运用。5）熔炼温度与铜液质量密切相关，应严格控制，符合工艺要求。6）及时、准确执行炉前质量检验。回炉料牌号判断方法表19铜合金的火焰分类法图23铜合金火焰鉴别装置示意图铜合金的火焰分类法表203.5.3中间合金的采用 由于铸造铜合金的熔炼工艺特点，除选用新金属材料和回炉料外，常常将高熔点的合金元素