铜冶金及现代冶金技术

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1、铝、铜冶金及现代冶金技术铝冶金（Al2O3·3H2O）和Al2O3·H2O铝冶金生产氧化铝1）在高温压煮器中：Al2O3＋NaOH－NaAlO2＋H2O（1）（等于Al2O3进入到溶液中，而SiO2，Fe2O3等或反应沉淀，或不溶成为渣）2）在NaAlO2溶液中加入Al（OH）3晶种并机械搅拌：NaAlO2＋H2O－Al（OH）3＋NaOH（2）3）煅烧Al（OH）3Al（OH）3－Al2O3＋H2O（3）500－550℃为γ－Al2O3900℃以上为α－Al2O3氧化铝电解－熔盐的电解法Na3AlF6的作用1）晶温度938℃，电解温度950－970℃2)Na3AlF6

2、能熔10％的Al2O3Na3AlF6Al2O3铝合金固溶强化变形铝合金铸造铝合金变形铝合金:加热可形成单相合金铸造铝合金：具有共晶组织－不可变形（Al－Si；Al－Mg；Al－Cu；Al－Zn）Al－Si铸造铝合金共晶点Si10％，当Si大于6％时必须变质。铝合金的熔炼要求：1）成分合格：靠配料计算，注意烧损元素；2）温度合适：适中，720－750℃；3）含氢量[H]少；夹杂少（固相Al2O3）；4）进行变质（Al－Si合金Si量大于6%时）。前二条是熔炼所有合金的共性，2，3条是铝合金的特性，也就是重点。熔炼特点1）吸氢：夹杂Al(固)＋H2O－Al（OH）3＋[H]

3、Al（OH）3－Al2O3＋H2OAl(液)＋H2O－Al2O3＋[H]Al＋CmHn－Al4C3＋[H]由于溶解度变化凝固时形成针孔[H]－H2防2）夹杂（Al2O3）；上述反应形成的Al2O3细小，比重与Al相差不多，漂浮在铝液中。3）夹杂和[H]的关系：a）表面的Al2O3膜能保护Al液不继续被氧化；b)同时也使过饱和的[H]不能向大气扩散。c）当温度＞900℃时，γ－Al2O3转变为α－Al2O3，比重变大，膜开裂，α－Al2O3膜下沉，铝液夹杂增多。所以必须低温熔炼。表层致密的Al2O3膜[H]O2Al2O3静铝合金精炼目的和方法目的：去Al2O3和[H]方法

4、：1）吹泡法：形成不溶不反应的气泡。液铝的和气泡的氢分压：[H]=k(PH2)1/2，当PH2＝0，[H]向气泡扩散，气泡上升将H和杂质带出。采用的气体有：N2，Cl2（Cl2，N2，CO）三气。其中Cl2能和[H]直接反应：Cl＋[H]＝HCl（气），效果最好，劳动条件最差。此外：ZnCl2＋Al＝ALCl3（气）＋Zn。最清洁的是N2，但效果最差。排22.熔剂法：扩散法原理：在液面上撒放熔剂：1）让熔剂吸附Al2O3；2）破坏表面Al2O3的连续性，使[H]。对熔剂的要求：1）对Al2O3有吸附性；2）熔点低于铝液，起覆盖作用；3）比重轻，上浮在铝液表面。熔剂种类：

5、NaCl，KCl和冰晶石（Na3AlF6）过滤，真空加压：氢气孔形成条件：PH2＞Pa＋γh＋2σ/γ≈Pa；Pa越大，氢气孔越难形成。快速凝固法。氢气孔6.精练效果检查：表面观察法一点说明：精练[H]，Al2O3排一即可，只防出现H2针孔。铝熔炼要掌握一个“静”字；具体内容是“防，排，溶”三字。溶铝硅合金的变质处理目的－改变（α（Al）＋Si）共晶体中Si的形貌。效果－Si的形貌，三维的菜花状变为树枝状，二维的片状变为椭圆状。方法－NaF＋Al－AlF＋Na。Na溶在铝液中。注意：1）变质后要在20分钟内浇注完毕，否则失效。2）长效变质剂－Sr，Bi，Te。3）过共晶

6、Si的变质用P，但Na对过共晶Si无变质效果，P对共晶Si无变质效果。Cu合金和熔炼特点：1）导电性－用途占50％以上；2）导热，无磁性，耐磨。所以一般不作为结构材料。铜合金的分类：－纯铜－无氧铜－熔炼的难点－重点－铜合金：黄铜－以Zn为主青铜：Sn为主的锡青铜和以Al为主的铝青铜白铜－以Ni为主。纯Cu熔炼－要求Cu99.994％相图特点：1）含氧大于0.0036％出现共晶体；2）大于0.001％也会出现Cu2O。氧化特征：Cu2O没有保护作用。至少氧小于0.0036时，生成的Cu2O是溶于α中。凝固：Cu2O＋[H]－Cu+H2O形成水气泡。事实和理论上都表明：水气

7、泡是最主要的气孔。任务：去Cu2O（脱氧），去氢。如果说铝合金的精练[H]，Al2O3排一即可，但是铜合金Cu2O＋[H]二者都必须排除。0.390.0036α＋Cu2OCuOαα铜的脱氧1.扩散脱氧：借助液面上的反应还原Cu2O1）液面上撒碳化钙或Ma3Be硼化镁CaC2＋Cu2O－CaO＋CO＋CuMg3Be＋Cu2O－MgO＋BeO3＋Cu2）还原气氛Cu2O＋CO－Cu＋CO2Cu2O＋C－Cu＋CO沉淀脱氧：Mg，Al，Si，Mn，Sn，P……等都能还原Cu2O。然而只有用P还原时生成的P2O5是气态，易于排除。Cu2O＋P－C