提升銦錠外觀質量的研究與實踐

(河南豫光鋅業公司，河南 濟源 454650)

銦熔點低、可導電、有較好的柔韌性、可塑性強，被廣泛應用于ITO靶材、合金制造、醫療及航空等行業。銦主要從鉛、鋅、銅冶煉過程產生的煙塵中富集回收，經過浸出、萃取、置換、電解、熔鑄精煉生產出99.995%的精銦。銦的價值高，全球可回收的總儲量低，它不僅廣泛應用在高端材料中，同時有較高的收儲價值，因此對儲存銦錠出現的錠面污染、氧化、磕劃等問題控制是精銦生產廠家要解決的急切問題。

1 銦錠常見的錠面缺陷

大多數銦生產廠家在銦精煉熔鑄時，采用碘、碘化鉀、甘油除鎘和氯化鋅、氯化銨、甘油除鉈，澆鑄模具采用不銹鋼材質，基本采用人工澆鑄方法并真空包裝。常見問題有錠面收縮紋、縮坑、黃斑、黑點、劃痕、失去鏡面光澤等。

2 缺陷分析與解決方法

2.1 錠側面收縮紋

銦錠側面收縮紋主要受模具溫度影響，銦的熔點156℃。在澆鑄時，銦液與低溫模具接觸時，接觸面的銦液溫度急劇下降，瞬間局部銦液溫度降至熔點以下，在澆鑄銦液波紋晃動下，與模具接觸的側面出現收縮紋，澆鑄溫度越深，模具溫度越低收縮紋越深。在探究實踐中發現模具預熱溫度和澆鑄溫度越高，對減小錠側面收縮紋有改善效果，但溫度過高時，錠冷卻時間延長，錠上表面質量變差。

實踐證明：控制銦液澆鑄溫度280℃至320℃，模具溫度預熱至40℃～60℃時，澆鑄的銦錠無明顯收縮紋，錠面鏡面較好。

2.2 銦錠底部縮坑

銦錠底部縮坑主要在新模具或長時間不用的模具使用時表現明顯，分析可能由于模具表面存在皂化物、粘黏微塵或濕氣較大，當高溫銦液澆鑄時，出現局部反應或能量釋放，造成縮坑。

跟蹤實驗，新模具或長時間不用的模具先進行焙燒，澆鑄前進行除塵，能有效解決錠面縮坑問題。

表2 模具焙燒對錠面縮坑的影響

實踐證明：新模具或長時間未使用的模具或在潮濕環境存放的模具，使用前先將模具在500℃左右焙燒1小時后，自然冷卻后再使用，可有效消除銦錠縮坑缺陷。

2.3 錠面黃斑、黑點和失去鏡面光澤或出現“麻臉”錠面

對某銦生產廠真空包裝過的銦錠進行一年周期跟蹤，共跟蹤1500塊錠，抽檢發現銦錠黑點塊數占比18%，黃斑占比7%，真空包裝失效41%，錠面失去鏡面光澤塊數占比39%。

圖1 跟蹤一年內銦錠表面黑點、黃斑和無光澤的情況

黃斑主要集中出現在6至9月，職工在操作時，汗液污染錠面后，錠面局部發生了反應；對黑點部位進行跟蹤分析，主要是操作間有機物、飛塵粘附錠面或熔渣粘附，澆鑄時肉眼看不見，不能及時質檢，錠面黃斑和黑點通常在3～7天會逐步顯現。

該廠從操作間配備降溫設施，操作間無塵化改造，增加扒渣次數和澆鑄前除塵等措施，有效解決了錠面黃斑和黑點缺陷。

無光澤錠面或“麻臉”錠面主要是錠面發生了氧化反應造成的，而真空包裝失效是錠面氧化的直接原因，選擇合適的真空包裝袋，根據真空包裝袋材質和氣溫變化，及時調整熱熔時間，并周期檢查真空包裝情況，是避免錠面氧化的主要方法。

2.4 錠面劃痕

錠面劃痕是銦錠常見的現象，由于銦錠比較柔軟，在包裝時極易被偏硬的包裝材料或堅硬的指甲碰傷。解決錠面劃痕的一般方法有，選擇較柔軟的真空包裝袋，避免裝錠時被劃傷；操作人員佩戴較厚的棉紗手套，剪短指甲，操作時避免指甲與錠面接觸；盡可能優化操作流程，降低錠面劃傷機率。

3 自動化裝置的應用

大多數銦生產企業的產能較小，銦錠澆鑄還停留在手工作業階段，手工作業會造成銦錠單塊重量波動大，操作污染、操作達不到最優，錠面磕碰、劃痕不能根本杜絕。從提高錠面外觀質量和降低生產成本考慮，研發機械化、自動化銦錠澆鑄裝置有很大的經濟價值。

某企業結合銦錠澆鑄工藝技術和銦物理特性，研發了銦錠澆鑄和包裝成套裝置，對提升銦錠外觀質量有顯著效果。

該裝置使用方法：銦液進入澆鑄裝置5，通過定容澆鑄控制將銦液定量流入模具6，錠面凝固后，傳動裝置7自動開啟，銦錠進入冷卻區4，銦錠達到冷卻溫度后，自動進入打碼區3自動打碼，打碼結束后進入脫模區脫模，最后在真空包裝區1進行真空包裝。

該廠使用銦錠自動澆鑄包裝裝置后，從根本上解決了錠面缺陷，實現了錠與錠量化生產，消除了手工操作出現的誤差或失誤，作業效率提高70%，有較大推廣價值。

4 結論

（1）控制銦液澆鑄溫度280℃至320℃，模具溫度預熱至40～60℃時，銦錠無明顯收縮紋，錠面鏡面較好。

（2）新模具或長時間未使用的模具或在潮濕環境存放的模具，使用前先將模具在500℃左右焙燒1小時，可有效消除銦錠縮坑缺陷。

（3）提高銦錠正空包裝質量，銦錠操作間無塵化，改善操作間環境，消除職工汗液污染，可有效解決錠面失去光澤、黃斑和黑點等缺陷。

（4）選擇較柔軟的真空包裝袋，佩戴較厚的棉紗手套，盡可能縮短操作流程，能有效減少錠面劃痕。

（5）盡可能使用自動化澆鑄裝置。

圖2 某廠自動化銦錠澆鑄包裝設備示意圖