第3章 贵金属材料的制造.pdf

第三章 贵金属材料的制造 一、贵金属及其合金的熔铸 二、贵金属及其合金的加工 三、贵金属粉末及粉末冶金制品 贵金属经过提纯或电解精炼后，通常以电解粉末或还原粉末 的形式存在。为便于储存、运输、计量和保证相应贵金属的成分 均一性，贵金属粉末通常必须通过熔铸使之成为贵金属锭。 成锭的贵金属可以通过机械加工的方式进一步加工成板、 带、箔、管、棒、型和丝材。 一、贵金属及其合金的熔铸 贵金属及其合金品种繁多，必须采用不同的熔炼方法。 贵金属在熔炼时容易吸气使铸锭产生气泡、疏松和缩孔。 其他合金元素如铝、锰、稀土等的加入，又易造成铸锭夹杂。 这些都影响贵金属及其合金的半成品的质量。 1. 坩埚材料的选择  贵金属及其合金（尤其是铂族金属）熔点高，原料纯度高， 为了保证成品特定的性能，必须在熔炼过程中避免污染。  但是，熔炼时金属液体与坩埚耐火材料接触，熔炉的电磁搅 拌，强烈的金属流动等因素，增加了液体金属与坩埚材料的 反应界面。  银和金一般不溶解碳，也不与碳反应生成碳化物。  铂族金属在高温下能溶解碳，其溶解度随温度升高而增大，在 凝固时溶解的碳又以石墨状态析出到晶界上，使金属变脆。  因此，银及其合金和金及其合金一般使用石墨坩埚熔炼，在大 气条件下熔炼这些合金时，用木炭粉作为保护剂。  铂族金属及其合金常用氧化铝、氧化锆、氧化镁、氧化钍等作 为坩埚耐火材料。  此外，还必须控制好熔炼温度和熔炼时间。 表1 熔炼坩埚和保护介质 2. 金、银及其合金的熔铸 （1）银及银合金  由于银在高温下能大量吸收氧气并大量挥发，因此在熔炼银 及银合金时，一般必须在保护气氛下进行。  在熔炼银及不含易氧化的银合金时，可采用煤气炉或电阻 炉，或采用自制的煤油地炉，将煤油和空气一起喷入地炉， 被熔炼物料放在石墨坩埚中，用硼砂、木炭或草灰覆盖，在 大气下进行熔炼。熔炼完毕，熔体浇入石墨模、铸铁模或钢 模中，可获得质量好的铸锭。  在熔炼易氧化或易挥发的银合金时，可采用先抽真空，后充 3 氩气，一般为（20～30 ）×10 Pa ，或在氮气的中频感应电炉 中熔炼。所用的坩埚、铸模材料与前相同。  石墨模的优点是使用方便，但对于融化温度高于1200℃的银 合金，因为会导致铸锭含有大量气孔或疏松而不宜采用。  在熔炼含有易与碳发生作用的银合金时，则要采用氧化铝或 其他耐火氧化物坩埚。  银锭按含银量分为三种规格。  Ag-1 （银含量≥99.99% ）  Ag-2 （银含量≥99.95% ）  Ag-3 （银含量≥99.9% ）  银锭外形为长方体，表面必须平整、洁净，不得有夹层、冷 隔、裂纹、飞边、毛刺和夹杂物。除切口及铜刷处理的表面以 外，银锭表面不得有机械或手工加工的痕迹。  每块银锭重一般规定在15～16Kg之间，并且浇铸后应该打上生 产厂家的钢印标记、年号、批号和编号。  注意：银和银合金的浇铸温度通常比熔化温度高150～250℃。 （2 ）金及金合金  金比较稳定，不易挥发。  在熔炼金和含有不易氧化、不与碳发生作用的金合金时，可以 在大气环境下，采用煤气、煤油或电阻炉，在石墨坩埚中熔 炼，浇铸在石墨模、水冷铜模或钢模中。  在熔炼含有易氧化的金合金时，则应在真空、充氩气的中频感 应电炉中熔炼。  在熔炼含有易与碳发生作用的金合金时，应在氧化铝或氧化锆 坩埚中熔炼。  金锭按含金量分为三种规格。  Au-1 （金含量≥99.99% ）  Au-2 （金含量≥99.95% ）  Au-3 （金含量≥99.9% ）  金锭外形为长方体或长方梯形，边角完整，不得有飞边、毛刺 和夹杂物，表面不得有油污。  每块金锭重一般规定在11～13Kg之间，并且浇铸后应该打上生 产厂家的钢印标记、年号、批号和编号。  注意：金和金合金的浇铸温度通常比熔化温度高150～250℃。 3. 铂族金属及其合金的熔铸 （1）铂及铂合金  铂及含不易氧化或不大量吸收气体的铂合金，可在大气环境 下，用高频或中频感应电炉，在氧化铝或氧化锆坩