大部分的銅加工生產廠家在熔煉銅及銅合金時所用的脫氧劑主要是磷。磷以磷銅中間合金加入。
(1)磷的加入量
用磷銅脫氧,其加入量主要取決于銅合金液中總的含氣量、磷銅中磷的含量,同時與銅合金的溫度和操作工藝也有直接關系。在實際生產中磷的加入量一般為0.03%~0.06%。
銅合金用砂型鑄造時加入0.03%~0.04%的磷,用金屬型鑄造時加入0.05%~0.06%的磷,脫氧效果。采用氧化法熔煉的錫青銅中,磷的加入量可以比其他銅合金高一些,當錫青銅采用金屬型鑄造時可加到0.07%~0.1%的磷。
含有微量的殘余磷,對電工器材用的高導電率紫銅和銅合金的導電性能產生不良影響,即強烈地降低它們的導電率,因此,對電工器材用的紫銅和銅合金是不適宜用磷銅脫氧的。
(2)磷銅的加入工藝
含磷8%~14%的磷銅合金,其組織為Cu3P與(α+Cu3P)共晶體所組成,(Cu3P硬而脆,故磷銅呈脆性。含磷越高,Cu3P相含量越大,脆性越大,因而磷銅可以很容易地破碎成小塊,配料很方便。
熔煉銅合金時,磷銅常分為二次加入,第一次是紫銅熔化后、銅液溫度達到1150~1200℃時,加入磷銅總量的2/3,其主要目的是把紫銅中的Cu2O還原,然后再加入其他合金元素,以免這些合金元素被紫銅中的Cu2O氧化,從而減少合金元素的氧化燒損和氧化夾雜物的含量。第二次在澆注前加入余下的1/3磷銅,起輔助脫氧和精煉作用,因為P2O3能與銅合金液中的SO2,Al2O3等高熔點懸浮夾雜物形成低熔點的復合化合物,如A2O3·P2O3、SiO2·P2O3等,這些復合化合物熔點低,密度小,易于凝聚和上浮而排除。故此,二次加磷銅有一定的精煉作用。
實踐證明,澆注前加入少量的磷銅,銅合金立即清亮起來,流動性也顯著改善,主要原因就是因為脫氧產物和高熔點氧化物夾雜進一步被排除。
除普通黃銅和鋁青銅外,一般的銅合金熔煉都需要加磷銅脫氧,這是因為鋅和鋁都是銅液優(yōu)良的脫氧劑。