專利名稱：一種銅鎂合金鑄造中鎂含量的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及銅鎂合金鑄造領(lǐng)域，尤其涉及一種銅鎂合金鑄造中鎂含量的控制方法。
背景技術(shù)：
電氣化鐵道用銅鎂合金接觸線、絞線產(chǎn)品是高速電氣化鐵道牽引系統(tǒng)的重要組成部分，銅鎂合金接觸線是一種傳輸電的裸線線纜，通過受電弓將電流傳輸給用電設(shè)備，而銅鎂合金絞線主要是用于懸掛電氣化鐵道接觸線，其作用是傳輸電流并承受很大的張力。在銅鎂合金產(chǎn)品的開發(fā)研制過程中，為保證產(chǎn)品穩(wěn)定的電氣性能、機械物理性能，所用線坯的鎂元素含量均勻性是關(guān)鍵。但鎂元素有低熔點、易揮發(fā)、易氧化等特點，在熔煉鑄造過程中鎂元素含量很難穩(wěn)定控制，損耗也較大。所以，控制鎂元素含量直接影響到鎂合金產(chǎn)品的機械、電氣性能的穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠減少鎂元素損耗的銅鎂合金鑄造中鎂含量的控制方法。為達到上述目的，本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來實現(xiàn)的一種銅鎂合金鑄造中鎂含量的控制方法，其特征在于包括以下步驟步驟1 將石墨坩堝式加熱爐加熱到1200°C -1300°C后，稱取一定重量的純銅加入至石墨坩堝式加熱爐內(nèi)熔化成銅液體；步驟2 在銅液體表面覆蓋高純石墨還原材料，該高純石墨還原材料的厚度保持在 100mm-150mm ；步驟3:采用鉬銠熱電偶采集銅液體實時溫度數(shù)據(jù)，將銅液體溫度控制在 12000C 士 10°C ；步驟4:稱取加入的鎂材料，該鎂材料的重量占純銅和鎂材料總重量的 0. 4% -0. 7% ；步驟5 在加入工具內(nèi)裝進需要加入的鎂材料，插入到銅液體液面以下300-500mm 處，攪拌約1-2分鐘后，取出加入工具，用高純石墨還原性材料覆蓋好銅鎂合金液面；根據(jù)需要可加入數(shù)次，完全加入所需鎂材料后，此操作完畢；步驟6 鎂材料添加完畢后，在上引鑄造設(shè)備上生產(chǎn)銅鎂合金桿。優(yōu)選的，所述步驟6制得銅鎂合金桿的出爐后，合金液面下降，則按照以下步驟循環(huán)進行1)稱取一定重量的純銅材料，再稱取加入的鎂材料，其中鎂材料的重量占銅鎂總重量的 0. 4% -0. 7% ；2)按照前述步驟4將稱取的鎂材料加入至合金液體內(nèi)；3)加入鎂材料2-5分鐘后，將稱取的純銅材料加入至石墨坩堝式加熱爐內(nèi)；
4)在上引鑄造設(shè)備上生產(chǎn)銅鎂合金桿。優(yōu)選的，每隔一小時取銅鎂合金液體樣本測試鎂元素的含量。本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明采用高純陰極銅和鎂材料經(jīng)過加熱熔化，通過控制還原性氣氛、合金溶液溫度、合金溶液保護、鎂元素的入爐時間、比例、工具、入爐方法等，通過上引鑄造法生產(chǎn)出鎂含量穩(wěn)定均勻的鑄態(tài)銅鎂合金桿。鎂元素控制范圍要求 0. 4-0. 7%，其波動范圍可控制在士0. 02%。其中所述控制還原性氣氛體現(xiàn)為選擇還原性強的石墨坩堝式加熱爐冶煉銅鎂合金，使合金溶液處在還原氣氛中，最大限度地降低氧含量，從而減少鎂氧化損耗。所述控制合金溶液溫度體現(xiàn)在鑄造過程中合金溶液溫度控制在1200°C 士 10°C。 采用鉬銠熱電偶采集實時溫度數(shù)據(jù)，并根據(jù)溫度實時有效的進行動力調(diào)節(jié)，達到溫度穩(wěn)定， 波動范圍小的特點。所述合金溶液保護通過高純石墨材料覆蓋銅液表面，保證一定厚度，根據(jù)銅鎂合金成分要求在一定時間內(nèi)進行更換。采用高純石墨材料制作的加入工具包裝鎂材料，插入合金溶液內(nèi)一定深度，攪拌約1-2分鐘后，取出加入工具，覆蓋好液面，完成操作過程。本發(fā)明所述的銅鎂合金鑄造中鎂含量的控制方法克服了鎂元素低熔點、易揮發(fā)、 易氧化的缺點，通過控制還原性氣氛降低合金材料氧含量、降低氧化損失；采用改進工藝參數(shù)和工藝裝備的方法，使鎂的燒損明顯下降(約20%)，并保證含量穩(wěn)定均勻。所述的銅鎂合金中Mg含量波動控制在士0.02%。本發(fā)明所述的銅鎂合金鑄造中鎂含量的控制方法能夠大批量生產(chǎn)含量穩(wěn)定均勻的銅鎂合金鑄桿，并且能夠滿足電氣化鐵道用接觸網(wǎng)的產(chǎn)品要求。


圖1是符合本發(fā)明的一種銅鎂合金鑄造中鎂含量的控制方法的流程框圖；圖2是圖1所示的銅鎂合金鑄造中鎂含量的控制方法的加入鎂材料的操作示意圖；圖3是圖2所示的加入工具的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式請參照圖1至圖3，本發(fā)明所述的一種銅鎂合金鑄造中鎂含量的控制方法，包括以下步驟步驟1 將石墨坩堝式加熱爐4加熱到1200°C -1300°C后，稱取一定重量的純銅加入至石墨坩堝式加熱爐4內(nèi)熔化成銅液體5。在本實施例中，稱取的純銅重量為2噸-2. 5 噸。稱取的純銅重量是根據(jù)石墨坩堝式加熱爐的規(guī)格來確定，所以在使用其他規(guī)格的石墨坩堝式加熱爐時稱取的純銅重量會有所不同。步驟2 在銅液體5表面覆蓋高純石墨還原材料6，該高純石墨還原材料6的厚度保持在 100mm-150mm。步驟3 采用鉬銠熱電偶7采集銅液體5實時溫度數(shù)據(jù)，將銅液體5溫度控制在 1200 0C +IO0C0
步驟4:稱取加入的鎂材料3，該鎂材料的重量占純銅和鎂材料總重量的 0. 4% -0. 7%。步驟5 在加入工具100內(nèi)裝進需要加入的鎂材料3，插入到銅液體5液面以下 300-500mm處，攪拌約1_2分鐘后，取出加入工具100，用高純石墨還原性材料6覆蓋好銅鎂合金液面；根據(jù)需要可加入數(shù)次，完全加入所需鎂材料后，此操作完畢。具體操作示意圖可參照圖2。步驟6 鎂材料添加完畢后，在上引鑄造設(shè)備中生產(chǎn)銅鎂合金桿。所述步驟6制得銅鎂合金桿的出爐后，合金液面下降，則按照以下步驟循環(huán)進行1)稱取一定重量的純銅材料，再稱取加入的鎂材料，其中鎂材料的重量占銅鎂總重量的 0. 4% -0. 7% ；2)按照前述步驟4將稱取的鎂材料加入至合金液體內(nèi)；3)加入鎂材料2-5分鐘后，將稱取的純銅材料加入至石墨坩堝式加熱爐內(nèi)；4)在上引鑄造設(shè)備上生產(chǎn)銅鎂合金桿。另外，每隔一小時取銅鎂合金液體樣本測試鎂元素的含量。在本實施例中所采用的加入工具100由高純石墨材料制成，其具有還原性強、加入合金溶液時不易被氧化及裝置自身不影響合金溶液成分等優(yōu)點。所述加入工具100包括收容合金材料3的裝料部1、及與裝料部1連接的長桿2。所述裝料部1的上部連接長桿2， 其下部設(shè)有裝料口 10。所述裝料部1的側(cè)壁還設(shè)有供合金材料彌散的若干溢出孔11。所述裝料部1還設(shè)有銅箔封口 12，裝料部1裝滿合金材料3后，通過銅箔封口 12堵住裝料口 10。所述長桿2設(shè)置在所述裝料部1的上端。所述長桿2包括與裝料部1連接的第一部分21、及與第一部分21連接、供使用者操作的第二部分22。其中第一部分21為高純石墨材質(zhì)，插入到溶液中能夠?qū)⒑辖鸩牧细鶕?jù)冶煉工藝要求加入到坩堝爐4內(nèi)一定的深度， 使爐內(nèi)上下成分分布均勻。盡管以上結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方案進行了描述，但本發(fā)明并不局限于上述的具體實施方案，上述的具體實施方案僅僅是示意性的、指導性的，而不是限制性的。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本說明書的啟示下，在不脫離本發(fā)明權(quán)利要求所保護的范圍的情況下， 還可以做出很多種的形式，這些均屬于本發(fā)明保護之列。
權(quán)利要求
1.一種銅鎂合金鑄造中鎂含量的控制方法，其特征在于包括以下步驟步驟1 將石墨坩堝式加熱爐加熱到1200°c -1300°c后，稱取一定重量的純銅加入至石墨坩堝式加熱爐內(nèi)熔化成銅液體；步驟2 在銅液體表面覆蓋高純石墨還原材料，該高純石墨還原材料的厚度保持在 100mm-150mm ；步驟3 采用鉬銠熱電偶采集銅液體實時溫度數(shù)據(jù)，將銅液體溫度控制在 12000C 士 10°C ；步驟4 稱取加入的鎂材料，該鎂材料的重量占純銅和鎂材料總重量的0. 4% -0. 7% ；步驟5:在加入工具內(nèi)裝進需要加入的鎂材料，插入到銅液體液面以下300-500mm處， 攪拌約1-2分鐘后，取出加入工具，用高純石墨還原性材料覆蓋好銅鎂合金液面；根據(jù)需要可加入數(shù)次，完全加入所需鎂材料后，此操作完畢；步驟6 鎂材料添加完畢后，在上引鑄造設(shè)備上生產(chǎn)銅鎂合金桿。
2.如權(quán)利要求1所述的銅鎂合金鑄造中鎂含量的控制方法，其特征在于所述步驟6 制得銅鎂合金桿的出爐后，合金液面下降，則按照以下步驟循環(huán)進行1)稱取一定重量的純銅材料，再稱取加入的鎂材料，其中鎂材料的重量占銅鎂總重量的 0. 4% -0. 7% ；2)按照前述步驟4將稱取的鎂材料加入至合金液體內(nèi)；3)加入鎂材料2-5分鐘后，將稱取的純銅材料加入至石墨坩堝式加熱爐內(nèi)；4)在上引鑄造設(shè)備上生產(chǎn)銅鎂合金桿。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種銅鎂合金鑄造中鎂含量的控制方法，其特征在于每隔一小時取銅鎂合金液體樣本測試鎂元素的含量。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種銅鎂合金鑄造中鎂含量的控制方法，其包括以下步驟將石墨坩堝式加熱爐加熱到1200℃-1300℃后，稱取一定重量的純銅加入熔化成銅液體；在銅液體表面覆蓋高純石墨還原材料；將銅液體溫度控制在1200℃±10℃；稱取加入的鎂材料，該鎂材料的重量占純銅和鎂材料總重量的0.4％-0.7％；在加入工具內(nèi)裝進需要加入的鎂材料，插入到銅液體液面以下300-500mm處，攪拌約1-2分鐘后，取出加入工具，用高純石墨還原性材料覆蓋好銅鎂合金液面；鎂材料添加完畢后，在上引鑄造設(shè)備上生產(chǎn)銅鎂合金桿。本發(fā)明方法克服了鎂元素低熔點、易揮發(fā)、易氧化的缺點，降低合金材料氧含量、降低氧化損失，使鎂含量均勻，燒損明顯下降。
文檔編號C22C9/00GK102206766SQ20111011282
公開日2011年10月5日 申請日期2011年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月3日
發(fā)明者劉軍戰(zhàn), 曹四海, 楊丹 申請人:中國西電集團公司