本發(fā)明涉及一種真空感應(yīng)爐冶煉錳銅合金的方法，涉及銅合金
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：隨著現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)備向著大型化、高速化發(fā)展，震動(dòng)與噪聲問題越來越突出。采用高阻尼合金制作防振和消聲設(shè)備可以起到減震、降噪和提高疲勞壽命的作用。錳銅合金優(yōu)異的高阻尼特性來源于其內(nèi)部存在大量孿晶結(jié)構(gòu)，彈性孿晶結(jié)構(gòu)在外力作用下由于其晶界的移動(dòng)和磁矩的偏轉(zhuǎn)吸收了外部能量，從而表現(xiàn)出高阻尼特性。錳銅阻尼合金主要應(yīng)用于潛艇發(fā)動(dòng)機(jī)、螺旋槳及有減震要求的緊固件、齒輪等。專利201210491359.4中公開了一種錳銅高阻尼合金材料及其制備方法，合金材料的化學(xué)成分為：Mn為50%-55%，Al為4%-6%，Sr為2%-4%，Mg為5%-7%，F(xiàn)e為1%-3%，Dy為0.5%-1.5%，Y為1%-3%，La為0.5-2%，其余為Cu，其生產(chǎn)的合金材料減震阻尼性能好，但該合金采用昂貴的稀土金屬Y、Dy、La，成本高，并且其采用低效率的電阻式加熱爐，不適合大規(guī)模生產(chǎn)。專利201510401435.1中公開了一種高錳含量MnCuNiAlFe五元阻尼合金及其制備方法，將合金原料放入熔煉爐中真空加熱熔化后直接倒入模具得到澆鑄件合金，但Mn、Cu元素在真空中易揮發(fā)，造成成分控制不精準(zhǔn)；存在合金化渣困難及電解錳容易漂浮在渣層之上的問題；由于錳合金導(dǎo)熱性差，直接倒入模具使合金錠縮孔嚴(yán)重，影響錳銅合金質(zhì)量。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明提供一種真空感應(yīng)爐冶煉錳銅合金的方法，通過逐步加入電解錳冷料方式，使?fàn)t內(nèi)合金下熱上冷，同時(shí)采用高壓力氬氣保護(hù)的方式來抑制Mn、Cu元素的揮發(fā)，使成分控制更精確；采用爐內(nèi)底吹氬的方式，解決了合金化渣困難及電解錳容易漂浮在渣層之上的問題；通過采用水冷銅錠模進(jìn)行澆注減輕鑄錠的縮孔，最終得到組織與成分均勻的錳銅合金鑄錠。本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：一種真空感應(yīng)爐冶煉錳銅合金的方法，錳銅合金成分含量（質(zhì)量百分比）為：Mn60~80%、Cu10~30%、Ni+Fe5~10%，其余為不可避免的雜質(zhì)。冶煉包括以下步驟：（1）鎳、鐵、銅純金屬料及部分電解錳隨爐加入；（2）先抽真空，后給電加熱；（3）爐內(nèi)合金料紅熱后分批次加入電解錳；（4）合金料全部加入后停止真空，充入氬氣保護(hù)氣氛；（5）合金料加熱至溶化后底吹氬氣進(jìn)行攪拌；（6）升溫至1050℃后將合金澆注至水冷錠模中。優(yōu)選的，步驟（1）中的鎳、鐵、銅純金屬料及部分電解錳隨爐加入，合金加入量以爐容的一半為宜。進(jìn)一步優(yōu)選的，步驟（2）中的爐料加熱時(shí)真空度≤5Pa。進(jìn)一步優(yōu)選的，步驟（3）中的電解錳分批次加入時(shí)機(jī)為，當(dāng)爐內(nèi)可見紅熱合金料后加入電解錳進(jìn)行覆蓋至紅熱爐料不可見。進(jìn)一步優(yōu)選的，步驟（4）中的氬氣保護(hù)氣氛壓力為70-80KPa。進(jìn)一步優(yōu)選的，步驟（5）中的底吹氬氣壓力為0.2~0.4MPa，調(diào)整氬氣流量值使其充分?jǐn)嚢璧恢劣趪姙R。進(jìn)一步優(yōu)選的，步驟（6）中的水冷錠模為通水保持冷卻的銅材質(zhì)錠模。采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：本發(fā)明通過逐步加入電解錳冷料方式，使?fàn)t內(nèi)合金下熱上冷，同時(shí)采用高壓力氬氣保護(hù)的方式來抑制Mn、Cu元素的揮發(fā)，使成分控制更精確；采用爐內(nèi)底吹氬氣進(jìn)行攪拌，解決了合金化渣困難及電解錳容易漂浮在渣層之上的問題；通過采用水冷銅錠模進(jìn)行澆注減輕鑄錠的縮孔，最終得到組織與成分均勻的錳銅合金鑄錠；本發(fā)明原料易得，生產(chǎn)成本低；工藝簡(jiǎn)單，適合大規(guī)模生產(chǎn)。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步地說明；實(shí)施例1：采用50kg真空感應(yīng)爐冶煉錳銅阻尼合金。本實(shí)施例的設(shè)備采用50kg真空感應(yīng)爐：額定容量為50kg，額定功率為100KW，極限真空度為6.67×10-2Pa。（1）電解銅5kg、電解鎳3kg、工業(yè)純鐵2kg、電解錳15kg一起加入真空感應(yīng)爐坩堝內(nèi)。（2）先抽真空至5Pa，后給電加熱。（3）至爐內(nèi)合金料紅熱后每次加入電解錳5kg覆蓋，一共加入5次，至原料共50kg全部加入。（4）停止真空，充氬氣保護(hù)氣氛至80000Pa。（5）繼續(xù)加熱至合金料熔化后，底吹氬氣進(jìn)行攪拌，底吹氬氣壓力為0.2MPa，流量為1NL/min。合金完全化清后停止底吹氬氣。（6）升溫至合金溫度達(dá)1050℃后，將合金倒入水冷銅錠模內(nèi)。表1本方法冶煉錳銅合金與常規(guī)方法冶煉錳銅合金成品成分對(duì)比（wt%）MnCuNiFe成分目標(biāo)801064本方法成品成分79.859.976.104.07常規(guī)方法成品成分78.9110.146.604.34表2本方法冶煉錳銅合金與常規(guī)方法冶煉錳銅合金性能對(duì)比抗拉強(qiáng)度/MPa阻尼性能（SDC）/%本方法生產(chǎn)錳銅合金性能56229常規(guī)方法生產(chǎn)錳銅合金性能53325實(shí)施例2：采用500kg真空感應(yīng)爐冶煉錳銅阻尼合金。本實(shí)施例的設(shè)備采用500kg真空感應(yīng)爐：額定容量為500kg，額定功率為300KW，極限真空度為6.67×10-2Pa。（1）電解銅150kg、電解鎳25kg、工業(yè)純鐵25kg、電解錳50kg一起加入真空感應(yīng)爐坩堝內(nèi)。（2）先抽真空至5Pa，后給電加熱。（3）至爐內(nèi)合金料紅熱后每次加入電解錳50kg覆蓋，一共加入5次，至原料共500kg全部加入。（4）停止真空，充氬氣保護(hù)氣氛至80000Pa。（5）繼續(xù)加熱至合金料熔化后，底吹氬氣進(jìn)行攪拌，底吹氬氣壓力為0.2MPa，流量為3NL/min。合金完全化清后停止底吹氬氣。（6）升溫至合金溫度達(dá)1050℃后，將合金倒入水冷銅錠模內(nèi)。表3本方法冶煉錳銅合金與常規(guī)方法冶煉錳銅合金成品成分對(duì)比（wt%）MnCuNiFe成分目標(biāo)603055本方法成品成分59.9129.955.085.06常規(guī)方法成品成分59.3329.925.365.38表4本方法冶煉錳銅合金與常規(guī)方法冶煉錳銅合金性能對(duì)比抗拉強(qiáng)度/MPa阻尼性能（SDC）/%本方法生產(chǎn)錳銅合金性能61044常規(guī)方法生產(chǎn)錳銅合金性能58940實(shí)施例3：采用1t真空感應(yīng)爐冶煉錳銅阻尼合金。本實(shí)施例的設(shè)備采用1t真空感應(yīng)爐：額定容量為1t，額定功率為700KW，極限真空度為6.67×10-2Pa。（1）電解銅200kg、電解鎳30kg、工業(yè)純鐵20kg、電解錳250kg一起加入真空感應(yīng)爐坩堝內(nèi)。（2）先抽真空至4Pa，后給電加熱。（3）至爐內(nèi)合金料紅熱后每次加入電解錳50kg覆蓋，一共加入10次，至原料共1t全部加入。（4）停止真空，充氬氣保護(hù)氣氛至70000Pa。（5）繼續(xù)加熱至合金料熔化后，底吹氬氣進(jìn)行攪拌，底吹氬氣壓力為0.4MPa，流量為5NL/min。合金完全化清后停止底吹氬氣。（6）升溫至合金溫度達(dá)1050℃后，將合金倒入水冷銅錠模內(nèi)。表5本方法冶煉錳銅合金與常規(guī)方法冶煉錳銅合金成品成分對(duì)比（wt%）MnCuNiFe成分目標(biāo)752032本方法成品成分74.8819.953.104.06常規(guī)方法成品成分74.3120.403.162.11表6本方法冶煉錳銅合金與常規(guī)方法冶煉錳銅合金性能對(duì)比抗拉強(qiáng)度/MPa阻尼性能（SDC）/%本方法生產(chǎn)錳銅合金性能55735常規(guī)方法生產(chǎn)錳銅合金性能54931當(dāng)前第1頁1 2 3