[發明專利]一種應用于高精度復雜白銅三元合金生產電磁鑄造工藝

在審

• 申請號: 201710075907.8
• 申請日: 2017-02-13
• 公開（公告）號: CN106702296A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 王興紅;金煒
• 申請（專利權）人: 興化市興成銅業有限公司
• 主分類號: C22F3/02
• 分類號: C22F3/02;C22C9/04
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所32237
• 代理人: 賀翔

技術領域

本發明屬于合金生產加工應用技術領域，具體涉一種應用于高精度復雜白銅三元合金生產電磁鑄造工藝，有效地消除鑄錠表面和內部的偏析等缺陷，獲得細致、均勻的結晶組織，以提高產品質量，提高成材率。

背景技術

純銅加鎳屬于二元合金，稱為普通白銅，這種材料具有較高的強度、耐蝕性、硬度、電阻和熱電性，并降低電阻率溫度系數，因此白銅較其他銅合金的機械性能、物理性能都異常良好，延展性好、硬度高、色澤美觀、耐腐蝕、富有深沖性能，被廣泛使用于造船、石油化工、電器、儀表、醫療器械、日用品、工藝品等領域，并還是重要的電阻及熱電偶合金。而在普通白銅的基礎上，添加其它元素，如鐵、錳、鋁、鋅等適量元素，屬于三元或以上合金，可進一步改善材料的機械性能、后續加工能力、電阻溫度系數、在流動性海水中的抗腐蝕性能等，這類白銅稱為復雜白銅，在工業應用中稱為結構白銅或精密電阻合金用白銅。

目前的復雜白銅的生產工藝主要包括火法冶煉和鑄造工藝技術以及壓延和再結晶退火工藝技術，火法冶煉又稱為干式冶金，是把礦石和必要的添加物一起在爐中加熱至高溫，熔化為液體，生成所需的化學反應，從而分離出粗金屬，然后再將粗金屬精煉。而復雜白銅是在普通白銅的基礎上，即銅鎳之間彼此無限固溶，從而形成連續固溶體，恒為α--單相合金，在此基礎上，添加適量第三元素，融合于晶格間，改善晶粒的形狀、排序，可得到不同的物理性能和電導性能。這種工藝技術的難點是，當不同熔點和物理特性的金屬元素添加在一起時，融合性較差，結晶狀態不穩定，特別是第三種元素的添加，在α金相的晶界分布極不穩定，影響后續加工性能和成品的機械性能的穩定；同時，影響鑄造過程的不確定性，會導致夾雜、冷隔、分層等內在缺陷，直接導致后續加工產品產生大量缺陷而報廢。

金屬壓延，也稱金屬壓力加工，即利用金屬在外力作用下所產生的塑性變形，來獲得具有一定形狀、尺寸和力學性能的原材料、毛坯或零件的生產方法，又稱金屬塑性加工。金屬鑄錠的顯微組織一般都很粗大，經過壓力加工后，能細化顯微組織，提高材料組織的致密性，從而提高了金屬的機械性能，能比鑄件承受更 復雜、更苛刻的工作條件，例如承受更高載荷等，因此許多重要的承力零件度采用鍛件來制造；而再結晶退火是將經過冷變形加工的工件加熱至再結晶溫度以上，保溫一定時間后冷卻，使工件發生再結晶，從而消除加工硬化的工藝，這種工藝在用于三元及以上復雜白銅生產是的難點是，由于三元以上合金的各元素存在各晶格間分布的不確定性，容易導致后續塑性變形時，晶格斷裂，這就需要在冷加工針對壓下量的分布時，根據加工硬化程度和對表層顯微組織變化的觀察和分析，確定再結晶退火，消除加工硬化的階段、溫度和保溫時間，特別的在冷加工階段，高比例壓延容易產生表面氧化、夾雜、起皮以及環境損傷等缺陷，需要采取各種方式消除表面缺陷，才能生產出符合客戶需要的產品，這種工藝程序過于復雜且產品質量不易控制。在市場經濟的環境下，生產廠家還要能夠根據不同客戶的需求，調整相對應的加工率和再結晶程度，以獲得不同的晶粒度和晶格分布，滿足最終客戶的使用性能。

在上述的銅三元合金制備中，電磁鑄造工藝是極其重要的，其屬于銅坯原料制備階段，此階段銅坯原料的質量好壞將直接影響后續所生產的成品質量。

因此，基于上述問題，本發明提供一種應用于高精度復雜白銅三元合金生產電磁鑄造工藝。

發明內容

發明目的：本發明的目的是提供一種應用于高精度復雜白銅三元合金生產電磁鑄造工藝，其通過液態金屬凝固成固態階段，在處于固液共融時，通過電磁線圈產生電磁力，對金屬施加電磁場來改善金屬流動和溶質的分布，有效地消除鑄錠表面和內部的偏析等缺陷，獲得細致、均勻的結晶組織，以提高產品質量，提高成材率、降低生產經濟成本。

技術方案：本發明提種一種應用于高精度復雜白銅三元合金生產電磁鑄造工藝，包括以下步驟，步驟1)將銅原料、配料進行清洗，去除表面雜質，其中，采用箱式清洗箱進行清洗，清洗水溫為20攝氏度-30攝氏度并風干備用；步驟2)將步驟1中清洗后的銅原料、配料通過熔爐進行熔煉；步驟3)首先將步驟2中熔煉后的溶液倒入安裝電磁線圈產生電磁力的裝置中，當熔煉溶液裝置中液態金屬凝固成固態階段，在處于固液共融時，通過電磁線圈產生電磁力，對金屬施加電磁場來改善金屬流動和溶質的分布，有效地消除鑄錠表面和內部的偏析等 缺陷，獲得細致、均勻的結晶組織。

本技術方案的，所述步驟3中安裝電磁線圈產生電磁力的裝置，其通電電流范圍為10A-30A，產生的電磁力為3Hz-8Hz。