[發(fā)明專利]一種潔凈、均勻化鉑族合金的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310142335.2
• 申請日: 2013-04-23
• 公開（公告）號: CN103184359A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐會毅;劉慶賓;吳保安;汪建勝;李國綱;陳德茂
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶材料研究院有限公司
• 主分類號: C22C1/02
• 分類號: C22C1/02;C22C5/04
• 代理公司: 重慶志合專利事務(wù)所 50210
• 代理人: 胡榮琿

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種冶煉方法，特別涉及一種潔凈、均勻化鉑族合金的制備方法。

背景技術(shù)

鉑族合金以其優(yōu)異獨(dú)特的電學(xué)性能、磁學(xué)性能、熱學(xué)性能和力學(xué)性能等廣泛應(yīng)用于溫度測量與控制技術(shù)以及電子信息等領(lǐng)域。隨著我國工業(yè)技術(shù)的不斷進(jìn)步和升級，作為國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)之一的溫度測量與控制技術(shù)以及高新信息產(chǎn)業(yè)持續(xù)快速發(fā)展，對鉑族貴金屬材料的需求量越來越大，如鉑銠合金作為世界上最為廣泛應(yīng)用的貴金屬熱電偶材料，具有準(zhǔn)確度最高，穩(wěn)定性最好，測溫溫區(qū)寬，使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。其物理、化學(xué)性能良好，熱電勢穩(wěn)定性及在高溫下抗氧化性能好，適用于氧化性和惰性氣氛中，廣泛應(yīng)用于冶金、石化、航空、航天、計量等領(lǐng)域的溫度控制與測量；經(jīng)典的電接觸材料如鉑銥合金因具備耐腐蝕、耐磨損、電接觸可靠性高以及使用壽命長，尤其在條件苛刻的弱電接點(diǎn)等特點(diǎn)，廣泛用于航空發(fā)動機(jī)點(diǎn)火接點(diǎn)、高靈敏度繼電器和微電機(jī)的電接點(diǎn)、精密傳感器的電位器和導(dǎo)電環(huán)、電刷等。

鉑族合金的發(fā)展及需求趨勢正逐步往微細(xì)化、精密化方向深入，要滿足以上功能性的鉑族合金需具備潔凈、組織均勻等特點(diǎn)。現(xiàn)有的熔煉技術(shù)往往使合金鑄錠產(chǎn)生氣孔和縮頸從而影響鑄錠組織均勻性，并且由于鉑族合金的熔煉溫度高（高于1800℃），其熔煉坩堝一般采用氧化鋁、氧化鎂、氧化鋯等陶瓷坩堝，這在熔煉過程中常會引入陶瓷氧化物等有害夾雜物，不僅給后續(xù)的變形加工帶來困難，更影響合金的使用性能，并且因夾雜物，往往鉑族合金要通過數(shù)次的熔煉工序，以除去夾雜物而大大增加了鉑族合金及制品的成本。因此，如何提高鉑族合金的熔煉質(zhì)量，得到潔凈、均勻化鉑族合金，是本領(lǐng)域亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種潔凈、均勻化鉑族合金的制備方法，采用該方法得到鉑族合金其組織均勻、潔凈，并且成本低。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案是：

潔凈、均勻化鉑族合金的制備方法，采用底注式坩堝進(jìn)行熔煉澆注，所述底注式坩堝包括內(nèi)坩堝和外坩堝，內(nèi)坩堝和外坩堝之間設(shè)置有填充物，內(nèi)坩堝和外坩堝的底部設(shè)置相互貫通的中心孔，內(nèi)、外坩堝和填充物經(jīng)打結(jié)后燒結(jié)形成一個整體，采用底注式坩堝進(jìn)行熔煉澆注制備潔凈、均勻化鉑族合金有以下步驟：

1）、將底注式坩堝置于高頻感應(yīng)熔煉爐中的感應(yīng)線圈內(nèi)，感應(yīng)線圈底部放置接料坩堝；

2）、將鉑族金屬原料置于底注式坩堝中；

3）、啟動高頻感應(yīng)熔煉爐，加熱使鉑族金屬處于熔融態(tài)，保溫2～5分鐘，加大感應(yīng)電流，使溫度高于鉑族金屬的熔融態(tài)溫度50~100℃，鉑族金屬熔液注入接料坩堝內(nèi)，金屬熔液冷凝后即得潔凈、均勻化鉑族合金。

所述內(nèi)坩堝和外坩堝的底部中心孔位于同一軸線上。

所述內(nèi)坩堝底部中心孔的直徑小于外坩堝底部中心孔的直徑。

所述內(nèi)坩堝底部中心孔的直徑為1.0～3.0mm。

所述外坩堝底部中心孔的直徑為6～15mm。

所述內(nèi)坩堝和外坩堝采用氧化鎂、氧化鋁、氧化鋯任意一種材料制備。

所述內(nèi)坩堝和外坩堝之間填充物為電熔鎂砂和水玻璃的混合物。

內(nèi)、外坩堝和填充物經(jīng)打結(jié)壓實(shí)后，在1000℃下燒結(jié)1小時形成一個整體。

所述接料坩堝采用氧化鎂或水冷銅模制備。

所述鉑族純度為99.90%～99.99%的鉑（Pt）與鈀（Pd）、銥（Ir）、鋨（Os）、釕（Ru）、銠（Rh）任意一種或兩種的組合。

采用本發(fā)明所述方法，根據(jù)鉑族合金熔液的表面張力調(diào)控熔煉時的感應(yīng)功率，并且用底注式坩堝及接料坩堝，使鉑族合金在高頻感應(yīng)熔煉下，陶瓷氧化物等有害夾雜物在熔煉過程中因重力作用上浮至熔料上表層，合金熔料通過精煉從坩堝底部孔洞流出，保證了鉑族合金鑄件的潔凈性及均勻性。

由于采用了上述技術(shù)方案，可以根據(jù)鉑族合金熔液的表面張力，調(diào)控熔煉時的感應(yīng)功率，控制鉑族合金在熔融態(tài)但又不會通過坩堝底部孔洞下溢，通過調(diào)控感應(yīng)功率，繼續(xù)加熱，當(dāng)溫度高于鉑族合金的熔融態(tài)溫度50~100℃時，鉑族合金為液態(tài)的熔液，該熔液馬上快速均勻呈直線流態(tài)注入接料坩堝內(nèi)。因鉑族合金在高頻感應(yīng)熔煉下，陶瓷氧化物等有害夾雜物在熔煉過程中因重力作用上浮至熔料上表層，通過底注式熔煉達(dá)到精煉，避免了合金夾雜，大大減少氣孔和縮頸的產(chǎn)生，合金熔料通過精煉從坩堝底部孔洞流出，保證了鉑族合金的潔凈性及均勻性。

本發(fā)明解決了現(xiàn)有的鉑族合金熔煉工藝制備工藝復(fù)雜、合金在制備過程中易受到夾雜物的污染、組織均勻性難以保證、影響鑄件質(zhì)量差等的問題，本工藝操作簡易穩(wěn)定、成本低。