[發明專利]銅鉻鋯合金的熔煉、上引連鑄工藝

有效

• 申請號: 200910181716.5
• 申請日: 2009-07-16
• 公開（公告）號: CN101618445A
• 公開（公告）日: 2010-01-06
• 發明（設計）人: 張京;祁全洪;關百香
• 申請（專利權）人: 張京
• 主分類號: B22D11/14
• 分類號: B22D11/14;B22D11/11;B22D11/116;B22D11/16
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司
• 代理人: 牛莉莉

技術領域

本發明涉及一種高強度、高導電率、高軟化溫度的銅鉻鋯合金的熔煉、上引連鑄一體化技術，特別是在非真空、低爐壓條件下，采用上引連鑄設備，生產任意長度的銅鉻鋯合金線棒材。

背景技術

銅鉻鋯合金作為一種高強度、高導電、高軟化溫度的合金材料，其優異的性能已被廣泛地應用在國民經濟的許多重要領域。這種材料以銅為基，添加金屬鉻和金屬鋯，由于鉻和鋯在高溫熔煉鑄造條件下與氧的親和力極強，在熔煉和鑄造過程中極易氧化揮發，因而，生產難度較大。一般情況下需要采用真空熔煉和鑄造的方法，以減少氧化和揮發，保證產品最終具有符合要求的化學成分。

現有銅鉻鋯合金的冶煉工藝主要有兩種，一種是真空熔煉+擠壓工藝，由于真空感應電爐所固有的結構，其生產方式僅局限于周期性作業的產品，單件鑄造重量或長度受到坩鍋容量的限制，無法生產較大重量或理論上無限長度的產品且生產成本較高；另一種是非真空熔煉+連鑄+擠壓工藝，其缺點在于合金中成分很難控制，且與真空熔煉+擠壓的工藝一樣無法生產較大重量或理論上無限長度的產品。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是在非真空情況下，提供一種銅鉻鋯合金的熔煉、上引連鑄工藝。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案如下：銅鉻鋯合金的熔煉、上引連鑄工藝，該工藝使用的設備包括：熔煉爐、鑄造爐、牽引鑄造設備，所述熔煉爐和鑄造爐具有密封蓋以及加料口，并且熔煉爐和鑄造爐設置有進氣口、出氣口，所述鑄造爐具有兩個腔室，分別為中間區腔室、鑄造保溫區腔室，所述熔煉爐與鑄造爐的中間區腔室之間通過第一導流管聯通，所述鑄造爐的中間區腔室與鑄造保溫區腔室之間通過第二導流管聯通，所述第一、第二導流管內分別塞有隔熱塞棒，第一、第二導流管的打開與關閉通過隔熱塞棒的打開與封閉實現，牽引鑄造設備的上引結晶器置于鑄造保溫區腔室內，該工藝的步驟包括：

(1)、向熔煉爐內投放標準陰極銅、銅鉻中間合金，并鋪上烘干的干餾木炭覆蓋劑，隨后蓋緊熔煉爐的密封蓋，并向熔煉爐內充保護氣體，趕出熔煉爐內的空氣；

(2)、在鑄造爐的爐底鋪上烘干的片狀石墨覆蓋劑，蓋緊鑄造爐的密封蓋，并向鑄造爐內充保護氣體，趕出熔煉爐內的空氣；

(3)、熔煉爐開始熔煉銅鉻合金，當熔煉溫度達到1150℃～1350℃時，銅和銅鉻中間合金開始熔化，當銅和銅鉻中間合金完全熔化后，再精煉10～25分鐘，打開第一導流管內的隔熱塞棒，將熔煉好的銅鉻合金注入鑄造爐的中間區腔室，此時鑄造爐的溫度保持在1100～1300℃；

(4)、封閉第一導流管內的隔熱塞棒，將銅鋯中間合金投放入鑄造爐的中間區腔室，待銅鋯中間合金熔化后，鑄造爐保溫1～15分鐘；

(5)、打開第二導流管內的隔熱塞棒，將熔煉好的銅鉻鋯合金注入鑄造爐的鑄造保溫區腔室；

(6)、封閉第二導流管內的隔熱塞棒，讓鑄造爐的鑄造保溫區腔室內的銅鉻鋯合金靜置，接著通過牽引鑄造設備進行銅鉻鋯合金的上引鑄造，得到銅鉻鋯合金線棒材，并進入收卷裝置成盤。

為了實現連續生產，本發明工藝中，待所述步驟(4)中第一導流管內的隔熱塞棒封閉后，繼續向熔煉爐投放標準陰極銅和銅鉻中間合金進行熔煉，熔煉工藝與步驟(3)相同，并重復步驟(4)～(6)，實現連續生產。

本發明的有益效果如下：采用連體形式的熔煉爐與鑄造爐并分別增加了密封蓋和加料裝置，使熔煉爐與鑄造爐在熔煉過程中具備優良的氣密性；整個生產過程均在微正壓力條件保護氣體的氣氛下進行，在金屬的熔煉和鑄造過程中，鉻與鋯這兩種與氧親和力極強的金屬沒有與氧接觸的機會，從而保證了鑄造出的銅鉻鋯合金線棒的化學成分，使合金中鉻與鋯的含量符合相關標準要求；本工藝采用了上引連鑄技術，實現了銅鉻鋯合金線棒的連續性生產，而不受爐體容量大小的影響，可生產任意長度、符合成分要求的銅鉻鋯合金線棒材，鑄造出的銅鉻鋯合金線棒可通過收卷裝置卷取成卷，卷重根據需要確定，理論上可以無限長。

附圖說明

圖1為本發明銅鉻鋯合金的熔煉、上引連鑄工藝的設備結構示意圖。

具體實施方式

下面參照附圖并結合實施例對本發明作進一步詳細描述。但是本發明不限于所給出的例子。

本實施例以按ASTM標準生產的C18150合金(引鑄銅鉻鋯線桿規格為Φ20mm)為例對進行描述。

C18150合金化學成分：

Cr????????????Zr????????????Fe????????Si????????Pb????????Cu