CN102876914A - 高拉速连铸机结晶器铜板母材CuZr合金的制备工艺 - Google Patents

高拉速连铸机结晶器铜板母材CuZr合金的制备工艺 Download PDF

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本发明公开了一种高拉速连铸机结晶器铜板母材CuZr合金含有0.12%～0.18%质量的金属锆，0.03%～0.05%质量的脱氧剂金属镁，99.77%～99.85%质量的金属铜。本发明的一种高拉速连铸机结晶器铜板母材CuZr合金及其制备工艺，按照该制备工艺得到的CuZr合金板材，热处理态布氏硬度达到90～110HB，抗拉强度达到280～310MPa，延伸率达到18～25%，导电率可达到53～54。该CuZr合金板材制作的高拉速连铸机结晶器铜板母材导热性好、耐磨性好、强度高，这就使得使用CuZr合金作为铜板母材的结晶器使用寿命延长，不容易造成漏钢事故，提高了结晶器使用次数，大大减少了结晶器修复次数和非正常下线频率，极大的提高了连铸机的作业率和连铸板坯质量、产量，保证生产正常稳定运行。

Description

高拉速连铸机结晶器铜板母材CuZr合金的制备工艺
技术领域
本发明涉及连铸设备部件技术领域，特别涉及一种高拉速连铸机结晶器铜板母材CuZr合金的制备工艺。
背景技术
随着国内钢铁企业对节能减排及淘汰落后产能的力度越来越大，国内各钢铁企业纷纷提高设备生产效率，从连铸设备方面看就是提高连铸机的利用效率和提高铸机的拉速，板坯铸机的拉速由原来的0.5～1.5m/min提高至1.2～2.8m/min，这对连铸结晶器的核心部件结晶器铜板的材质要求更加高，原来的结晶器铜板母材多采用AgCu材料，由于其再结晶温度低，强度低，耐磨性差，随着拉速的提高，已经不能满足企业的生产需要，虽然也有新材料CuCrZr产生，但该材料的强度虽高，但是导热性能差也难以满足高拉速结晶器的需要，因此迫切需要一种导热性比铬锆铜好、强度和耐磨性比银铜高的高拉速连铸机结晶器铜板母材出现。
发明内容
本发明提供一种导热性好、耐磨性好、强度高的高拉速连铸机结晶器铜板母材CuZr合金及其制备工艺。
一种高拉速连铸机结晶器铜板母材CuZr合金含有0.12%～0.18%质量的金属锆，0.03%～0.05%质量的脱氧剂金属镁，99.77%～99.85%质量的金属铜。
     一种高拉速连铸机结晶器铜板母材CuZr合金的制备工艺，它包括如下步骤：
a.经过真空熔炼和真空浇铸得到CuZr合金的铸坯，其合金配方及工艺如下：
       金属锆质量百分比：0.12%～0.18%，
       脱氧剂金属镁质量百分比：0.03%～0.05%，
       金属铜质量百分比：99.77%～99.85%，
       精炼真空度：30Pa，    
       耐火漏斗孔径：6mm，           
       精炼温度：1350℃，               
       充入氩气后真空度：－0.08MPa，     
       浇注温度：1270℃～1280℃；                 
b．确定锻造变形方向后将CuZr合金的铸坯进行热锻，其工艺如下：
热锻加热时间：2.5h～3h，
始锻温度：860℃～880℃，
锻造变形量：25mm～30mm，
终锻温度：600℃～650℃；
c．将热锻后的CuZr合金的铸坯进行冷轧得到CuZr合金板材，其工艺如下：
冷轧总变形量：15%，
冷轧单次下轧量：2.5mm；
d．将CuZr合金板材进行固熔处理，其工艺如下：
固熔温度：800℃～900℃，
固熔时间：1h～2h,
冷却水温度：20℃～30℃，
从出炉到下水时间：30S～60S；
e．将固熔处理后的CuZr合金板材进行时效处理得到合格的高拉速连铸机结晶器铜板母材，其工艺如下：
时效温度：400℃～500℃，
时效时间：3 h～5h。
本发明的一种高拉速连铸机结晶器铜板母材CuZr合金及其制备工艺，按照该制备工艺得到的CuZr合金板材，热处理态布氏硬度达到90～110HB，抗拉强度达到280～310MPa，延伸率达到18～25%，导电率可达到53～54。该CuZr合金板材制作的高拉速连铸机结晶器铜板母材导热性好、耐磨性好、强度高，这就使得使用CuZr合金作为铜板母材的结晶器使用寿命延长，不容易造成漏钢事故，提高了结晶器使用次数，大大减少了结晶器修复次数和非正常下线频率，降低了维修费用和维修工作量，极大的提高了连铸机的作业率和连铸板坯质量、产量，降低了生产成本，保证生产正常稳定运行。
具体实施方式
实施例一：
一种高拉速连铸机结晶器铜板母材CuZr合金含有0.12%质量的金属锆，0.03%质量的脱氧剂金属镁， 99.85%质量的金属铜。
一种高拉速连铸机结晶器铜板母材CuZr合金的制备工艺，它包括如下步骤：
a.经过真空熔炼和真空浇铸得到CuZr合金的铸坯，其合金配方及工艺如下：
       金属锆质量百分比：0.12%，
       脱氧剂金属镁质量百分比：0.03%，
       金属铜质量百分比：99.85%，
       精炼真空度：30Pa，    
       耐火漏斗孔径：6mm，           
       精炼温度：1350℃，               
       充入氩气后真空度：－0.08MPa，     
       浇注温度：1270℃；                 
b．确定锻造变形方向后将CuZr合金的铸坯进行热锻，其工艺如下：
热锻加热时间：2.5h，
始锻温度：860℃，
锻造变形量：25mmmm，
终锻温度：600℃；
c．将热轧后的CuZr合金的铸坯进行冷轧得到CuZr合金板材，其工艺如下：
冷轧总变形量：15%，
冷轧单次下轧量：2.5mm；
d．将CuZr合金板材进行固熔处理，其工艺如下：
固熔温度：800℃，
固熔时间：1h,
冷却水温度：20℃～30℃，
从出炉到下水时间：30S～60S；
e．将固熔处理后的CuZr合金板材进行时效处理得到合格的成品，其工艺如下：
时效温度：400℃，
时效时间：3 h。
 
实施例二：
一种高拉速连铸机结晶器铜板母材CuZr合金含有0.15%质量的金属锆，0.04%质量的脱氧剂金属镁，99.81%质量的金属铜。
一种高拉速连铸机结晶器铜板母材CuZr合金的制备工艺，它包括如下步骤：
a.经过真空熔炼和真空浇铸得到CuZr合金的铸坯，其合金配方及工艺如下：
       金属锆质量百分比：0.15%，
       脱氧剂金属镁质量百分比：0.04%，
       金属铜质量百分比：99.81%，
       精炼真空度：30Pa，    
       耐火漏斗孔径：6mm，           
       精炼温度：1350℃，               
       充入氩气后真空度：－0.08MPa，     
       浇注温度：1275℃；                 
b．确定锻造变形方向后将CuZr合金的铸坯进行热锻，其工艺如下：
热锻加热时间：2.7h，
始锻温度：870℃，
锻造变形量：27mm，
终锻温度：625℃；
c．将热轧后的CuZr合金的铸坯进行冷轧得到CuZr合金板材，其工艺如下：
冷轧总变形量：15%，
冷轧单次下轧量：2.5mm；
d．将CuZr合金板材进行固熔处理，其工艺如下：
固熔温度：850℃，
固熔时间：1.5h,
冷却水温度：20℃～30℃，
从出炉到下水时间：30S～60S；
e．将固熔处理后的CuZr合金板材进行时效处理得到合格的成品，其工艺如下：
时效温度：450℃，
时效时间：4h。
实施例三：
一种高拉速连铸机结晶器铜板母材CuZr合金含有0.18%质量的金属锆， 0.05%质量的脱氧剂金属镁，99.77%质量的金属铜。
一种高拉速连铸机结晶器铜板母材CuZr合金的制备工艺，它包括如下步骤：
a.经过真空熔炼和真空浇铸得到CuZr合金的铸坯，其合金配方及工艺如下：
       金属锆质量百分比： 0.18%，
       脱氧剂金属镁质量百分比： 0.05%，
       金属铜质量百分比：99.77%，
       精炼真空度：30Pa，    
       耐火漏斗孔径：6mm，           
       精炼温度：1350℃，               
       充入氩气后真空度：－0.08MPa，     
       浇注温度： 1280℃；                 
b．确定锻造变形方向后将CuZr合金的铸坯进行热锻，其工艺如下：
热锻加热时间： 3h，
始锻温度： 880℃，
锻造变形量： 30mm，
终锻温度： 650℃；
c．将热轧后的CuZr合金的铸坯进行冷轧得到CuZr合金板材，其工艺如下：
冷轧总变形量：15%，
冷轧单次下轧量：2.5mm；
d．将CuZr合金板材进行固熔处理，其工艺如下：
固熔温度： 900℃，
固熔时间： 2h,
冷却水温度：20℃～30℃，
从出炉到下水时间：30S～60S；
e．将固熔处理后的CuZr合金板材进行时效处理得到合格的成品，其工艺如下：
时效温度：500℃，
时效时间：5h。

Claims (2)

1. 一种高拉速连铸机结晶器铜板母材CuZr合金，其特征在于：含有0.12%～0.18%质量的金属锆，0.03%～0.05%质量的脱氧剂金属镁，99.77%～99.85%质量的金属铜。
2.     一种用于权利要求1所述一种高拉速连铸机结晶器铜板母材CuZr合金的制备工艺，其特征在于，它包括如下步骤：
a.经过真空熔炼和真空浇铸得到CuZr合金的铸坯，其合金配方及工艺如下：
       金属锆质量百分比：0.12%～0.18%，
       脱氧剂金属镁质量百分比：0.03%～0.05%，
       金属铜质量百分比：99.77%～99.85%，
       精炼真空度：30Pa，   
       耐火漏斗孔径：6mm，          
       精炼温度：1350℃，               
       充入氩气后真空度：－0.08MPa，     
       浇注温度：1270℃～1280℃；                 
b．确定锻造变形方向后将CuZr合金的铸坯进行热锻，其工艺如下：
热锻加热时间：2.5h～3h，
始锻温度：860℃～880℃，
锻造变形量：25mm～30mm，
终锻温度：600℃～650℃；
c．将热锻后的CuZr合金的铸坯进行冷轧得到CuZr合金板材，其工艺如下：
冷轧总变形量：15%，
冷轧单次下轧量：2.5mm；
d．将CuZr合金板材进行固熔处理，其工艺如下：
固熔温度：800℃～900℃，
固熔时间：1h～2h,
冷却水温度：20℃～30℃，
从出炉到下水时间：30S～60S；
e．将固熔处理后的CuZr合金板材进行时效处理得到合格的高拉速连铸机结晶器铜板母材，其工艺如下：
时效温度：400℃～500℃，
时效时间：3 h～5h。
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