CN1865467A - 非真空熔炼及浇铸Cu－Cr－Zr合金的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种熔炼及浇铸Cu－Cr－Zr合金的方法，其主要工艺是：将电解铜、铜铬中间合金和金属锆装入保护气体感应炉内，通入保护气体进行熔炼，熔炼完毕后，从底部浇出，下浇口与结晶器相接，并具有气体保护装置。整个过程都是在工业纯保护气体下进行，熔炼气氛中氧和氢的分压很低，氧化烧损率低，且具有较好的脱氧脱氢效果；也可在熔炼过程中将惰性气体通入熔体进行脱气，铸锭质量得到提高，并可进行连续化生产。

Description

非真空熔炼及浇铸Cu-Cr-Zr合金的方法
技术领域
本发明涉及Cu-Cr-Zr合金的加工，尤其涉及熔炼及浇铸Cu-Cr-Zr合金的方法，属于有色金属加工技术领域。
背景技术
Cu-Cr-Zr合金的传统加工方法是，先将电解铜与其它合金元素按比例配好并装入真空炉中，同时将模具也放入真空炉内，抽真空至10-3Pa以下开始加热熔炼，熔炼结束之后直接在真空炉内浇铸。这种熔炼方法，由于炉内具有很高的真空度，氧的气体分压极低，从动力学上阻止了熔炼金属(Cu、Cr和Zr)的氧化烧损。熔炼过程中，铜的熔体中含有一定量的氧和氢，熔体内部与熔炼环境之间因浓度梯度产生很大的化学位，使得熔体中的氧和氢能够快速向熔炼环境扩散，因此，真空熔炼法可以有效脱氧脱氢。
然而，真空熔炼Cu-Cr-Zr合金的方法存在以下问题：①由于真空炉熔炼过程中需要很高的真空度，对炉体的密封性要求很高，熔炼时不能进行成分测量、成分调整和拔渣等操作，因此对原料的成分和杂质含量要求很高；②真空熔炼一般不会采用快速冷却的方法，铸锭易发生晶体粗化，在变形工艺中很容易出现裂纹，降低了板带成品率；③真空炉本身的不连续操作，使其只能进行小规模生产，不能进行连续化大规模生产，限制了其产业化前景。
发明内容
本发明的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供一种非真空熔炼及浇铸Cu-Cr-Zr合金的方法。
本发明的技术解决方案是：非真空熔炼及浇铸Cu-Cr-Zr合金的方法，其特征在于包括以下工序步骤：
1)将电解铜和铜铬中间合金装入熔炼炉膛，打开保护气阀，通过上部进气口通入保护气体，直到炉内气体经由上部出气孔或加料口排出、保护气体充满炉膛、出气口处点燃火柴会立即熄灭为止，关小保护气阀，维持炉内压力；
2)将炉膛预热、升温，使电解铜和铜铬中间合金熔化，在800～1500℃温度下熔炼0～60分钟，然后向炉膛内加入金属锆、脱氧剂和细化晶粒剂，保温0～60分钟；
3)降低功率为0～30KW加热，从下部进气口向结晶器或铁模中通入保护气体，维持结晶器或铁模内压力，多余气体从下部出气孔排出，打开水冷阀，10～30分钟后开始浇铸，温度为800～1500℃。
进一步地，上述的非真空熔炼及浇铸Cu-Cr-Zr合金的方法，其中，步骤1)所述的维持炉内压力是指，炉内保护气体的表压为0.5～10大气压；步骤3)所述的维持结晶器或铁模内压力是指，结晶器或铁模内保护气体的表压为0.5～10大气压。
更进一步地，上述的非真空熔炼及浇铸Cu-Cr-Zr合金的方法，其中，所述的保护气体为惰性气体，尤其是氮气或者氩气。
更进一步地，上述的非真空熔炼及浇铸Cu-Cr-Zr合金的方法，其中，步骤2)中加入的金属锆为丝状、块状或者铜包锆。
再进一步地，上述的非真空熔炼及浇铸Cu-Cr-Zr合金的方法，其中，所述的上部进气口以及下部进气口的入射角为0～45度。
本发明的技术效果是：(1)采用非真空熔炼Cu-Cr-Zr合金的方法来取代真空熔炼法，保护气体采用高纯惰性气体，显著降低了氧化烧损，并且加速熔体内部氧和氢的扩散，脱氧脱氢效果好，能及时在线测量和调整合金成分，铸锭组织细化并且杂质含量低，彻底解决了真空熔炼成本昂贵和难以规模化生产的缺点；(2)采用非真空熔炼Cu-Cr-Zr合金的设备简单，采用下浇的方式铸锭，操作方便，可以实现大规模生产。
附图说明
图1是本发明熔炼及浇铸设备结构示意图。
图中各附图标记的含义见下表：
  附图标记   含义   附图标记   含义   附图标记   含义
  1   观察窗   2   炉盖   3   上部进气口
  4   上部石棉密封层   5   上部出气口   6   塞棒调节机构
  7   加料口   8   炉膛   9   塞棒
  10   感应加热装置   11   下部出气口   12   下部石棉密封层
  13   下浇口   14   结晶器或铁模   15   下部进气口
  16   坩埚
具体实施方式
本发明采用非真空的方法即在保护气体中进行熔炼和浇铸Cu-Cr-Zr合金，保护气体为工业纯，在保护气层中，氧和氢气的分压很小，加速了熔体中氧和氢的扩散，氧和氢气的密度小，上浮至炉膛上部出气口及时排出，脱氧脱氢效果好，可以及时在线测量和调整合金成分，使铸锭组织细化，杂质含量低，彻底解决了真空熔炼成本昂贵和难以规模化生产的缺点。
图1是本发明熔炼及浇铸采用的设备结构示意图，下面结合图1对本发明作进一步的详细描述。这些例子仅是一些应用范例，不能理解为对本发明权利要求保护范围的限制。
实施例1
分别取原料电解铜、铜铬中间合金和锌，取料量见表1，从加料口7装入炉膛8，使其盛于坩埚16当中；也可以打开炉盖2直接加入原料。盖好加料口7和观察窗1，打开保护气阀，从上部进气孔3通入氩气，直到空气从上部出气口5排出、保护气体充满炉膛8、在上部出气口5处点燃火柴会立即熄灭为止。打开感应加热装置10，功率10KW，时间10分钟，调功率为50KW，加热至熔化，整个加热过程可在观察窗1中观察。从加料口7加入铜包锆和镁，熔炼5分钟，同时打开气阀，从下部进气口15通入氩气，使其作为保护气体充满浇铸区域，多余的氩气从下部出气口11排出。然后，降低功率至30KW，保温10分钟；关掉电源，打开塞棒6进行浇铸。在熔炼过程中，塞棒9用于阻止熔体从下浇口13处流下；浇铸过程中，通过调节塞棒机构6来控制熔体流量，保证合理的浇铸速度，使熔体从下浇口13流入结晶器或铁模14。
上述过程中，所述铜锆中间合金主体成为Cu含量为0～90％，Cr含量为0～50％，Zr含量为0～50％。坩埚16、塞棒9和下浇口13采用氧化锆或氧化镁材质，炉体的上部和下部的外层分别设置石棉密封层4和12。原料及铸锭的化学含量见表1，熔炼过程各金属损失率分别为Cu≤1.0％、Cr≤3.5％、Zr≤6.2％。
                             表1
  原料   电解铜   Cu-25Cr   锆丝   镁
  重量/g   10.1Kg   150   19.3   5.5
  铸锭   Cu   Cr   Zr   Mg
  含量/W％   余量   0.37   0.15   0.07
  熔损率/％   ＜1.0   3.5   6.2   7.0
实施例2
以锆丝代替铜包锆，采用与实施例1相同的条件实施本发明。原料及铸锭的化学含量见表2，熔炼过程各金属损失率分别为：Cu≤1.0％、Cr≤3.4％和Zr≤7.2％。
表2
  原料   电解铜   Cu-25Cr   锆丝   镁
  重量/g   10Kg   145   19.3   5.1
  铸锭   Cu   Cr   Zr   Mg
  含量/W％   余量   0.34   0.12   0.06
  熔损率/％   ＜1.0   3.4   7.2   7.0
实施例3
采用与实施例1相同的条件，采用N2为保护气，熔炼完毕保温过程中用气体喷嘴从加料口7伸入熔体中，将N2通入熔体内部进行除气。原料及铸锭的化学含量见表3，根据金相照片，可以看出铸锭组织明显提高，气孔和夹杂减少，熔炼过程各金属损失率分别为：Cu≤1.1％、Cr≤3.4％和Zr≤7.1％。
                          表3
  原料   电解铜   Cu-25Cr   锆丝   镁
  重量/g   10Kg   145   19.3   5.1
  铸锭   Cu   Cr   Zr   Mg
  含量/W％   余量   0.32   0.12   0.06
  熔损率/％   ＜1.0   3.4   7.1   7.0

Claims (7)

1.非真空熔炼及浇铸Cu-Cr-Zr合金的方法，其特征在于包括以下工序步骤：
1)将电解铜和铜铬中间合金装入熔炼炉膛，打开保护气阀，通过上部进气口通入保护气体，直到炉内气体经由上部出气孔或加料口排出、保护气体充满炉膛、出气口处点燃火柴会立即熄灭为止，关小保护气阀，维持炉内压力；
2)将炉膛预热、升温，使电解铜和铜铬中间合金熔化，在800～1500℃温度下熔炼0～60分钟，然后向炉膛内加入金属锆、脱氧剂和细化晶粒剂，保温0～60分钟；
3)降低功率为0～30KW加热，从下部进气口向结晶器或铁模中通入保护气体，维持结晶器或铁模内压力，多余气体从下部出气孔排出，打开水冷阀，10～30分钟后开始浇铸，温度为800～1500℃。
2.根据权利要求1所述的非真空熔炼及浇铸Cu-Cr-Zr合金的方法，其特征在于：步骤1)所述的维持炉内压力是指，炉内保护气体的表压为0.5～10大气压。
3.根据权利要求1所述的非真空熔炼及浇铸Cu-Cr-Zr合金的方法，其特征在于：步骤3)所述的维持结晶器或铁模内压力是指，结晶器或铁模内保护气体的表压为0.5～10大气压。
4.根据权利要求1或2或3所述的非真空熔炼及浇铸Cu-Cr-Zr合金的方法，其特征在于：所述的保护气体为惰性气体。
5.根据权利要求4所述的非真空熔炼及浇铸Cu-Cr-Zr合金的方法，其特征在于：所述的保护气体为氮气或氩气。
6.根据权利要求1所述的非真空熔炼及浇铸Cu-Cr-Zr合金的方法，其特征在于：步骤2)中加入的金属锆为丝状、块状或者铜包锆。
7.根据权利要求1所述的非真空熔炼及浇铸Cu-Cr-Zr合金的方法，其特征在于：所述的上部进气口以及下部进气口的入射角为0～45度。
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102560182A (zh) * 2011-12-28 2012-07-11 浦瑞霆 CuCrZr合金在大气中的熔炼方法及其设备
CN102899521A (zh) * 2012-11-09 2013-01-30 华东理工大学 铜-铬-锆合金材料及其制备方法
CN101733392B (zh) * 2008-04-11 2013-06-12 中铝洛阳铜业有限公司 一种铜合金非真空加锆熔铸工艺方法
CN103409651A (zh) * 2013-07-18 2013-11-27 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 真空熔炼中消除铜铬锆合金棒表面产生冷豆或气孔的方法
CN103820659A (zh) * 2013-11-29 2014-05-28 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 一种铜铬中间合金的制备方法及铜铬锆合金的制备方法
CN107475556A (zh) * 2017-08-28 2017-12-15 江西凯安智能股份有限公司 密闭式工频炉及其充氮气熔炼和铸造铜及铜合金的工艺
CN107586975A (zh) * 2017-09-05 2018-01-16 浙江力博实业股份有限公司 一种铜铬锆上引连铸的生产方法
CN108326260A (zh) * 2018-01-26 2018-07-27 济南韶欣耐磨材料有限公司 一种耐磨锤式破碎机锤头的制造方法
CN108339953A (zh) * 2018-02-09 2018-07-31 陕西斯瑞新材料股份有限公司 一种非真空下引连铸铬锆铜扁锭的生产工艺
CN112575213A (zh) * 2020-10-14 2021-03-30 陕西斯瑞新材料股份有限公司 一种铜合金材料制备激光涂覆喷头的金属加工工艺
CN114042926A (zh) * 2021-11-03 2022-02-15 陕西斯瑞新材料股份有限公司 一种提高铜合金等离子旋转气雾化制粉效率的方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101531149B (zh) * 2009-04-09 2011-04-20 中铁电气化局集团有限公司 一种超长Cu-Cr-Zr合金接触线的制备方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1384215A (zh) * 2001-08-02 2002-12-11 西峡龙成冶材集团有限公司 铬锆铜质连铸结晶器铜板熔铸成型工艺

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101733392B (zh) * 2008-04-11 2013-06-12 中铝洛阳铜业有限公司 一种铜合金非真空加锆熔铸工艺方法
CN102560182A (zh) * 2011-12-28 2012-07-11 浦瑞霆 CuCrZr合金在大气中的熔炼方法及其设备
CN102899521A (zh) * 2012-11-09 2013-01-30 华东理工大学 铜-铬-锆合金材料及其制备方法
CN103409651A (zh) * 2013-07-18 2013-11-27 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 真空熔炼中消除铜铬锆合金棒表面产生冷豆或气孔的方法
CN103820659A (zh) * 2013-11-29 2014-05-28 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 一种铜铬中间合金的制备方法及铜铬锆合金的制备方法
CN107475556A (zh) * 2017-08-28 2017-12-15 江西凯安智能股份有限公司 密闭式工频炉及其充氮气熔炼和铸造铜及铜合金的工艺
CN107586975A (zh) * 2017-09-05 2018-01-16 浙江力博实业股份有限公司 一种铜铬锆上引连铸的生产方法
CN108326260A (zh) * 2018-01-26 2018-07-27 济南韶欣耐磨材料有限公司 一种耐磨锤式破碎机锤头的制造方法
CN108339953A (zh) * 2018-02-09 2018-07-31 陕西斯瑞新材料股份有限公司 一种非真空下引连铸铬锆铜扁锭的生产工艺
CN112575213A (zh) * 2020-10-14 2021-03-30 陕西斯瑞新材料股份有限公司 一种铜合金材料制备激光涂覆喷头的金属加工工艺
CN114042926A (zh) * 2021-11-03 2022-02-15 陕西斯瑞新材料股份有限公司 一种提高铜合金等离子旋转气雾化制粉效率的方法
CN114042926B (zh) * 2021-11-03 2024-02-20 陕西斯瑞新材料股份有限公司 一种提高铜合金等离子旋转气雾化制粉效率的方法

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