專利名稱：銅鉻鋯合金的非真空熔煉方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種銅合金材料的熔煉方法，特別是涉及一種Cu-Cr-&合金在大氣 條件下，用感應(yīng)電爐熔煉和半連續(xù)澆鑄的方式進(jìn)行生產(chǎn)的方法，屬于有色金屬合金熔煉技 術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
CuCrfr合金屬于沉淀型硬化銅合金，具有高強(qiáng)度、高導(dǎo)電率、高軟化溫度等優(yōu)異的 綜合性能，主要用于制作自動電焊機(jī)的電極、集成電路框架材料、電氣化鐵路機(jī)車滑線、大 型鑄鋼結(jié)晶器材等，其市場潛力非常大，而熔鑄這種合金材料則是生產(chǎn)這種合金材料(線 材、棒材、板材等)的第一道工序。在CuCrfr合金生產(chǎn)中，由于合金化元素Cr、Zr的化學(xué)活性較高，目前國內(nèi)一般采 用真空熔鑄工藝生產(chǎn)。但是，這種工藝方法存在一些缺點(diǎn)，不僅工藝過程復(fù)雜，而且生產(chǎn)效 率低、投資成本昂貴。另外，采用真空熔鑄工藝生產(chǎn)，真空爐的最大容量只有0.5噸的產(chǎn)能， 按這種工藝方式生產(chǎn)，根本無法滿足電氣化鐵路機(jī)車滑線以及大型鑄鋼結(jié)晶材料單件重量 大于1噸的要求，而若要進(jìn)口大容量的真空熔煉設(shè)備，價(jià)格又比較昂貴。因此，目前在美國、 日本等發(fā)達(dá)國家已經(jīng)開始采用非真空熔煉技術(shù)生產(chǎn)該種材料，不過都需要專門的熔煉設(shè) 備，成本投資較大。嚴(yán)重限制了銅鉻鋯合金材料的大批量生產(chǎn)以及推廣和應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有生產(chǎn)工藝技術(shù)中存在的不足，提供一種CuCrfr 合金的非真空熔煉方法，即在大氣的環(huán)境條件下，采用感應(yīng)電爐進(jìn)行熔煉，并采用半連續(xù)澆 鑄的方式生產(chǎn)CuCrfr合金，用來替代目前國內(nèi)外普遍采用的真空熔鑄生產(chǎn)工藝，解決了生 產(chǎn)成本過高，生產(chǎn)效率低、產(chǎn)品規(guī)格受真空爐容量限制的現(xiàn)狀，擴(kuò)大了該合金材料的應(yīng)用領(lǐng) 域及范圍。本發(fā)明給出的技術(shù)解決方案是這種CuCrfr合金的非真空熔煉工藝方法，其特點(diǎn) 是有以下步驟1)將Cr、Zr制成中間合金CuCr與中間合金Cu&，作為中間合金加入材料備用；2)制備CuCrfr合金將電解銅、抗氧化劑、中間合金CuCr按重量份數(shù)比為 97.44 1 2. 22分批次先后加入到感應(yīng)爐中，通電熔化IHr后升溫至1400°C，使其完全 熔化。然后再按重量份數(shù)比例0. 34加入中間合金Cu&，再升溫至1400°C，待全部熔化后進(jìn) 行澆注，澆注時(shí)用炭黑覆蓋結(jié)晶器，澆注完畢即可以獲得CuCrfr合金；上述步驟2)中，抗氧化劑為脫水硼砂和玻璃，脫水硼砂與玻璃的重量份數(shù)比為 2:1;上述步驟2)中，Cr的重量配比為1. 0%，&的重量配比為0. 20% ；為更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，當(dāng)澆注直徑為Φ 100-200鑄錠時(shí)，澆注速度為 1. 0mm/so
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本發(fā)明提供的這種能在大氣條件下生產(chǎn)CuCrfr合金的非真空熔鑄方法從根本上 解決了合金中的主加元素Cr和&在空氣中極易氧化，難以加入到Cu的熔體中的技術(shù)難 題，尤其是在大氣條件下，如不采取有效的工藝措施，熔鑄這兩種合金是相當(dāng)困難的，所以， 本發(fā)明的工藝技術(shù)，針對Cr和&在大氣條件下極易氧化、難以合金化的特點(diǎn)，通過制造 CuCr以及中間合金，以及加入熔體覆蓋劑脫水硼砂和玻璃的方法，實(shí)現(xiàn)了使用中頻感 應(yīng)電爐熔煉的技術(shù)工藝，并實(shí)施以半連續(xù)的澆注方式生產(chǎn)合金的最終效果。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是能夠很好地解決CuCrfr合金目前普遍采 用的真空熔鑄方法的生產(chǎn)成本高、生產(chǎn)效率低的問題，而且該非真空熔鑄設(shè)備的投入成本 僅僅是真空爐熔鑄設(shè)備的1/10左右，而其生產(chǎn)效率則是相同容量真空爐的3倍以上。實(shí)施 本發(fā)明不僅能大幅度地提高生產(chǎn)效率、降低成本、而且能很好地滿足電氣化鐵路機(jī)車滑線、 鑄鋼結(jié)晶器等產(chǎn)品單件重量大于1噸的要求，解決了困擾國內(nèi)同行業(yè)的有關(guān)重大技術(shù)難 題。


附圖是本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對本發(fā)明的具體技術(shù)方案做進(jìn)一步說明實(shí)施例1 本發(fā)明的CuCrfr合金的非真空熔煉工藝技術(shù)，按下述步驟進(jìn)行1)先將Cr、&這些容易氧化的元素制成CuCr/Cu&中間合金，并作為后續(xù)加入的 原料備用，2)選用符合質(zhì)量要求的標(biāo)準(zhǔn)陰極銅1. 25噸，加入到1. 5噸中頻感應(yīng)電爐中，同時(shí) 加入12. 8kg的脫水硼砂和玻璃作為覆蓋劑，其中脫水硼砂和玻璃的重量比設(shè)定為2 1，將 電解銅熔化，將覆蓋劑蓋在銅熔體上起到避免它與空氣直接接觸的效果；把熔化的銅水溫 度提高到1400°C左右，加入28. 5kg的CuCr中間合金，將其熔化，然后取樣分析Cr的化學(xué)成 分，其標(biāo)準(zhǔn)配料重量比設(shè)定為1.0%左右；元素取樣合格后，將熔體溫度再次提高到1400°C 左右時(shí)，迅速加入4. 36kg的Cu&中間合金，將其熔化。其中rLx的配料重量比設(shè)定在0. 2% 左右；將溫度升到1400°C時(shí)，即可看到爐內(nèi)熔體液面的覆蓋劑噴藍(lán)色的火苗，這時(shí)停電開 始澆鑄，澆鑄時(shí)結(jié)晶器液面用炭黑覆蓋嚴(yán)；直到整爐銅熔液澆鑄結(jié)束，即獲得Cu-cr-&合
^^ ο實(shí)施例2:本發(fā)明的CuCrfr合金的非真空熔煉工藝技術(shù)，按下述步驟進(jìn)行1)先將Cr、&這些容易氧化的元素制成CuCr/Cu&中間合金，并作為后續(xù)加入的 原料備用，2)選用符合質(zhì)量要求的標(biāo)準(zhǔn)陰極銅1. 25噸，加入到1. 5噸中頻感應(yīng)電爐中，同時(shí) 加入12. 8kg的脫水硼砂和玻璃作為覆蓋劑，其中脫水硼砂和玻璃的重量比設(shè)定為2 1，將 電解銅熔化，將覆蓋劑蓋在銅熔體上起到避免它與空氣直接接觸的效果；把熔化的銅水溫 度提高到1400°C左右，加入25. 8kg的CuCr中間合金，將其熔化，然后取樣分析Cr的化學(xué)成分，其標(biāo)準(zhǔn)配料重量比設(shè)定為1.0%左右；元素取樣合格后，將熔體溫度再次提高到1400°C 左右時(shí)，迅速加入4. Ikg的CWr中間合金，將其熔化。其中Ir的配料重量比設(shè)定在0. 2% 左右；將溫度升到1400°C時(shí)，即可看到爐內(nèi)熔體液面的覆蓋劑噴藍(lán)色的火苗，這時(shí)停電開 始澆鑄，澆鑄時(shí)結(jié)晶器液面用炭黑覆蓋嚴(yán)；直到整爐銅熔液澆鑄結(jié)束，即獲得Cu-cr-&合
^^ ο實(shí)施例3.本發(fā)明的CuCrfr合金的非真空熔煉工藝技術(shù)，按下述步驟進(jìn)行1)先將Cr、&這些容易氧化的元素制成CuCr/Cu&中間合金，并作為后續(xù)加入的 原料備用，2)選用符合質(zhì)量要求的標(biāo)準(zhǔn)陰極銅1. 25噸，加入到1. 5噸中頻感應(yīng)電爐中，同時(shí) 加入14kg的脫水硼砂和玻璃作為覆蓋劑，其中脫水硼砂和玻璃的重量比設(shè)定為2 1，將電 解銅熔化，將覆蓋劑蓋在銅熔體上起到避免它與空氣直接接觸的效果；把熔化的銅水溫度 提高到1400°C左右，加入29. 5kg的CuCr中間合金，將其熔化，然后取樣分析Cr的化學(xué)成 分，其標(biāo)準(zhǔn)配料重量比設(shè)定為1.0%左右；元素取樣合格后，將熔體溫度再次提高到1400°C 左右時(shí)，迅速加入4. 5kg的Cu&中間合金，將其熔化。其中rLx的配料重量比設(shè)定在0. 2% 左右；將溫度升到1400°C時(shí)，即可看到爐內(nèi)熔體液面的覆蓋劑噴藍(lán)色的火苗，這時(shí)停電開 始澆鑄，澆鑄時(shí)結(jié)晶器液面用炭黑覆蓋嚴(yán)；直到整爐銅熔液澆鑄結(jié)束，即獲得Cu-cr-&合
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權(quán)利要求
一種銅鉻鋯合金的非真空熔煉方法，其特征在于有以下步驟1)將Cr、Zr制成中間合金CuCr與中間合金CuZr，作為中間合金加入材料備用；2)制備CuCrZr合金將電解銅、抗氧化劑、中間合金CuCr按重量份數(shù)比為97.44∶1∶2.22分批次及時(shí)間間隔先后加入到感應(yīng)爐中，通電熔化1Hr后升溫至1400℃，使其完全熔化，然后按重量份數(shù)比0.34加入中間合金CuZr，再升溫至1400℃，待全部熔化后進(jìn)行澆注，澆注時(shí)用炭黑覆蓋結(jié)晶器，澆注完畢即可以獲得CuCrZr合金；上述步驟2)中，抗氧化劑為脫水硼砂和玻璃，脫水硼砂與玻璃的重量份數(shù)比為2∶1；上述步驟2)中，Cr的重量配比為1.0％，Zr的重量配比為0.20％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CuCrfr合金的非真空熔鑄方法，其特征在于當(dāng)澆注直徑為 Φ 100-200鑄錠時(shí)，澆注速度為1. Omm/s。
全文摘要
一種CuCrZr合金的非真空熔煉工藝方法，其特點(diǎn)是將Cr、Zr制成中間合金CuCr與中間合金CuZr，作為中間合金加入材料備用；將電解銅、抗氧化劑、中間合金CuCr按重量份數(shù)比分批次先后加入到感應(yīng)爐中，通電熔化1Hr后升溫至1400℃，使其完全熔化。然后加入中間合金CuZr，再升溫至1400℃，待全部熔化后進(jìn)行澆注，澆注時(shí)用炭黑覆蓋結(jié)晶器，澆注完畢即可以獲得CuCrZr合金。本發(fā)明解決了現(xiàn)有真空熔鑄工藝生產(chǎn)中存在的工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本過高、生產(chǎn)效率低的問題，而且該非真空熔鑄設(shè)備的投入成本僅僅是真空爐熔鑄設(shè)備的1/10左右，而其生產(chǎn)效率則是相同容量真空爐的3倍以上。
文檔編號C22C9/00GK101906547SQ20101023189
公開日2010年12月8日 申請日期2010年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月21日
發(fā)明者劉剛, 李文君, 王瑛 申請人:九星控股集團(tuán)有限公司