[發(fā)明專利]核反應堆用鋯合金一種Zr—Sn-Fe-Cr中間合金及制備工藝

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210044148.6
• 申請日: 2012-02-24
• 公開（公告）號: CN102618753A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發(fā)明（設計）人: 鄭杰;張金波
• 申請（專利權(quán)）人: 寶雞市嘉誠稀有金屬材料有限公司
• 主分類號: C22C16/00
• 分類號: C22C16/00;C22C1/02;C22C1/03
• 代理公司: 寶雞市新發(fā)明專利事務所 61106
• 代理人: 席樹文

技術(shù)領域

本發(fā)明屬于合金制造技術(shù)領域，特別是核反應堆用鋯合金冶煉過程中中間合金的制造。?

背景技術(shù)

核反應堆中熱交換器鋯合金管制造專用的鋯合金，含有Zr、Sn、Fe等多種元素，在鋯合金冶煉中，一般都是直接添加各種元素單質(zhì)，但是由于元素Sn熔點很低，直接添加往往導致偏錫，使得錫元素添加量很難控制，造成合金冶煉合格率能很低，一般只有30％左右。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是提供一種核反應堆用鋯合金一種Zr-Sn-Fe-Cr中間合金，該合金在鋯合金冶煉中添加可以保證各元素含量穩(wěn)定準確。?

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明核反應堆用鋯合金一種Zr-Sn-Fe-Cr中間合金，其各組分重量百分比含量如下：?

所述合金的制備工藝為：按照配比配料→真空等離子氬弧初次熔煉→懸浮爐熔煉→鑄錠車屑→分析→入庫。?

配比時Zr用原子能級海綿鋯；Sn用“0”級錫，并軋成錫帶；?Fe采用純鐵粉，F(xiàn)e≥99.9％；Cr采用的純鉻粉；并用錫帶將各種原料包制成重量不少于50g的合金小球。懸浮爐充氬熔煉，防止錫損失；同時懸浮爐內(nèi)采用水冷紫銅坩堝防止其他元素雜質(zhì)的污染。?

本發(fā)明由于采用中間合金的方式加入到鋯合金的冶煉中，保證了各元素成分準確和穩(wěn)定，同時采用真空等離子氬弧初次熔煉，因錫元素熔點低，采用本工藝使合金初步合金化，防止錫元素的揮發(fā)。另外懸浮爐熔煉時充氬熔煉，防止錫損失；懸浮爐內(nèi)采用水冷紫銅坩堝，防止了其他元素雜質(zhì)的污元素。?

具體實施方式

1、中間合金名義成分：Zr-33Sn-4.6Fe-2.3Cr?

2、化學成分見下表：?

3、生產(chǎn)工藝流程：?

3.1配比：Zr-35Sn-4.55Fe-2.55Cr?配比稱重100g?

Zr采用原子能級海綿鋯，Sn采用“0”級錫刨屑及0.5mm厚Sn帶，F(xiàn)e采用純Fe粉，F(xiàn)e≥99.9％Cr采用純Cr粉Cr≥99.6％按稱重100g進行配料，其中海綿鋯：57.9g，Sn屑加Sn帶：35g，F(xiàn)e粉：4.55g?Cr粉：2.55g稱重后用Sn帶包制成重100g的小球。3.2真空等離子氬弧初次熔煉?

每次裝入真空室50個已用Sn帶包制好的合金小球，抽真空至?1Pa以下，采用真空等離子氬弧焊機對合金球逐個熔煉，熔煉至完全液體，凝固后脫殼繼續(xù)熔煉，熔煉電流250～300A??電壓30～40V?

3.3懸浮爐熔煉?

裝爐：每次裝爐50個已初步熔煉的合金球，約5kg?

熔煉爐真空：≤1Pa/min?

充氬壓力：-0.2大氣壓?

功率：10KW/3min-20KW/5min-30KW/5min-40KW/5min-50KW/5min-60KW/至完全熔化-40KW?

/保溫10min-液體?

冷卻時間：2h?。