[發明專利]一種超因瓦合金超純電渣重熔方法

有效

• 申請號: 201110051166.2
• 申請日: 2011-03-03
• 公開（公告）號: CN102127652A
• 公開（公告）日: 2011-07-20
• 發明（設計）人: 魏捍東;王東哲;祁宏;張中美;孫威;賀文海
• 申請（專利權）人: 重慶儀表材料研究所
• 主分類號: C22B9/18
• 分類號: C22B9/18
• 代理公司: 重慶創新專利商標代理有限公司 50125
• 代理人: 宮兆斌

技術領

本發明涉及一種金屬材料，特別涉及一種超因瓦合金超純電渣重熔方法。

背景技術

超因瓦合金是指一定溫度下具有極低熱膨脹系數的金屬材料，其超低膨脹性能源于在居里點以下有大的正自發體積磁致伸縮的材料，降溫時磁滯伸長抵消了正常點陣收縮，從而產生室溫下幾乎為零的膨脹率。超因瓦合金主要應用于精密儀器和測量領域，其超低的膨脹系數是加工精度和精密測量的基礎。超因瓦合金的膨脹系數可以達到0.1×10^-6以下，而一般金屬及金屬化合物的膨脹系數都在1×10^-5以上，因此雜質對超因瓦合金的性能影響非常大。

電渣重熔是一種重要的提純材料改善組織的工藝，對材料的性能有著非常大的影響。電渣重熔可以有效的降低有害元素，細化雜質使雜質均勻化分布，細化組織使組織均勻化等。對于超因瓦合金影響更顯著，合理的電渣重熔工藝改善合金的熱加工性能大大提高成品率，有利于合金的膨脹等各項性能；不恰當的工藝嚴重降低鍛造的成品率，甚至難以鍛造成功。

我們經過多年的超因瓦合金電渣重熔試驗，探索出了一種電渣工藝，通過這種工藝，可以有效的改善材料的純度和組織，提高產品成品率和合金性能。

發明內容

本發明的目的就是針對超因瓦合金，研究出的一種可以減少有害元素、改善雜質分布、細化組織從而改善因瓦合金的超低膨脹性能和鍛造加工性能提高成品率的電渣重熔工藝。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種超因瓦合金超純電渣重熔方法，其特征在于包括以下步驟：

a)、自熔電極棒的制備

超因瓦合金自熔電極棒的配料成分按重量份為：Ni：32～34份、Co：3.5～5.5份、Fe：60.5～64.5份，經真空感應熔煉，澆鑄成圓棒，將圓棒表面砂磨精整后，即為電渣重熔的自熔電極棒；

b)、電渣重熔

電渣重熔的渣料配比按重量份為：CaF₂：40～85份、CaO₂：10～30份、Al₂O₃：30～5份，專用于超因瓦(Super?invar)合金電渣重熔，將上述渣料加熱至熔融狀態，倒入結晶器中，結晶器和底板均用水冷卻，將步驟a中制備的自熔電極棒緩慢下降到熔融的電渣重熔的渣料中，通電起弧后，調整重熔電壓至40～60V、電流3000～8000A；自熔電極棒受電阻熱緩慢熔化，熔化后的自熔電極棒液滴穿過熔融的渣料層與渣料發生反應，雜質元素減少，在結晶器和底板下面冷卻水的作用下，提純的鋼液迅速凝固，在結晶器的底部重新結晶，得到組織致密、均勻、純凈，表面光潔的電渣錠，電渣錠的直徑由結晶器決定，常用為160mm～320mm；電渣錠在1000±5℃的溫度下加熱保溫2小時，再鍛造成黑皮棒或加工成板帶或絲條，經850±5℃的溫度下進行50～120分鐘的固溶處理，固溶處理后在310±5℃的溫度下穩定化處理4小時，測試合格后即得超因瓦合金。

優選的，所述步驟a中自熔電極棒的直徑為110mm～220mm。

優選的，所述步驟b中的電極棒與結晶器的直徑比值為填充比，所述填充比為0.5～0.8。

優選的，所述步驟b中，黑皮棒的直徑為60mm～140mm，其鍛造比大于4。

進一步優選的，所述步驟b中，再將黑皮棒經過改鍛、熱軋制備成板帶、絲條，所述板帶、絲條的加工度大于50％。

經測試，超因瓦合金雜質化學成分為：C0.017％，Si＜0.004，Mn0.047％，P0.0005％，S＜0.0005％，Al0.04％；-40～60℃膨脹系數α為0.23×10-7；達到了提高純度和性能的目的。

超因瓦合金的電極棒通電熔化，穿過熔融的渣料，重新結晶，純度和組織均勻性提高。

本發明一種超因瓦合金超純電渣重熔方法的有益效果是，這種新的電渣重熔工藝針對超因瓦合金，使合金純度提高，組織優化熱膨脹系數更小，改善合金的加工性能，大大提高了產品的成品率，同時合金的使用性能更加穩定，可提供的規格和單重增加，性能良好規格齊全的超因瓦合金產品將促進精密加工、測試儀器領域的技術進步和產業發展，帶動企業和地區的經濟發展，其經濟效益和社會效益是顯著的。

具體實施方式

下面通過實施例對本發明作進一步的說明，但并不因此將本發明限制在所述的實施例范圍之中。

實施例1：

一種超因瓦合金超純電渣重熔方法，其特征在于包括以下步驟：

a)、自熔電極棒的制備