[發明專利]一種銅硅合金材料及其電渣重熔制備方法與銅硅合金絲材

在審

• 申請號: 201810403170.2
• 申請日: 2018-04-28
• 公開（公告）號: CN108796298A
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發明（設計）人: 楊帆;姜驍箐;張新法;吳彬;董君偉
• 申請（專利權）人: 沈陽賽美特新材料科技有限公司
• 主分類號: C22C9/10
• 分類號: C22C9/10;C22C1/02;C22B9/18;B21C37/04;C22F1/08
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 于曉波

本發明公開了一種銅硅合金材料及其電渣重熔制備方法與銅硅合金絲材，屬于有色合金技術領域。采用電渣重溶工藝制備了銅硅合金材料，其化學成分為：Si 1.85?2.65％，Mn 0.6?1.0％，Ni 0.2?0.3％，Ag 0.08?0.2％，余量為Cu。制備過程中采用高純NaF的含量為25.5～28wt.％的CaF₂?NaF二元渣系；所述銅硅合金鑄錠經軋制和拉絲工藝，制得拉伸性能優異的銅硅合金絲材；該絲材耐折性好、熔斷性好、電阻率穩定。

技術領域

本發明涉及有色合金技術領域，具體涉及一種銅硅合金材料及其電渣重熔制備方法與銅硅合金絲材。

背景技術

發熱電纜，是制成電纜結構，以電力為能源，利用合金電阻絲進行通電發熱，來達到采暖或者保溫的效果。發熱電纜通電后，合金電阻絲發熱，并在40～60℃的溫度間運行，埋設在填充層內的發熱電纜，將熱能通過熱傳導(對流)的方式和發出的8-13um的遠紅外線輻射方式傳給受熱體。發熱電纜以其安全、高效、易控、易安裝(可成任意形狀安裝)、壽命長、投資少等諸多特點，使用范圍廣泛。

目前，銅、鎳、鉻合金為廣泛使用的合金電阻絲材料；單根的合金絲能承受的溫度最高為2000℃；溫度對熱阻的影響小；保持恒定輸出，壽命長達50年以上。其中最常用的是銅鎳合金絲。銅鎳合金絲是由銅鎳合金錠經多次拉伸而成，用于拉絲的銅鎳合金錠要求其成分均勻、加工性能好，易于拉絲。制備的銅鎳合金絲用于加熱電纜時，要求其耐折性好、電阻率穩定。但目前市場上的銅鎳合金絲普遍存在耐折性差及電阻率不穩定等問題，嚴重影響發熱電纜質量及應用領域。

因此，研發一種具有優異耐折性和穩定電阻率的合金材料及其絲材，是目前亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種銅硅合金材料及其電渣重熔制備方法與銅硅合金絲材，通過優化的合金成分與制備工藝，獲得的銅硅合金材料成分均勻、加工性好，拉伸后得到的銅硅合金絲材耐折性及熔斷性好，且電阻率穩定。

實現上述目的，本發明所采用的技術方案如下：

一種銅硅合金材料，其特征在于：按重量百分含量計，該銅硅合金材料的化學成分為：Si 1.85-2.65％，Mn 0.6-1.0％，Ni 0.2-0.3％，Ag 0.08-0.2％，余量為Cu。該合金材料的化學成分中：Si含量優選為2.0-2.65wt.％，Mn含量優選為0.8-1.0wt.％。

該合金材料的化學成分中，限定雜質的含量為：Mg≤0.2wt.％，Al≤0.2wt.％。

所述的銅硅合金材料的電渣重熔制備方法，是采用真空感應爐熔煉的銅硅合金鑄錠作為原材料，進行表面車削加工后得到自耗電極，通過電渣重熔方法制備銅硅合金電渣錠，即所述銅硅合金材料；該方法具體包括如下步驟：

(1)電極準備：將自耗電極與假電極進行可靠裝配，可靠裝配通過采用機械方法加工出規格匹配的螺母和螺栓來實現；所述自耗電極在進行電渣重熔前進行表面處理；

(2)電渣重熔渣系設計和烘干處理：電渣重熔渣料采用CaF₂-NaF二元渣系，該渣系的熔點低于銅硅合金熔點120～180℃；所述電渣重熔渣料進行烘干處理后待用；

(3)電渣重熔：電渣重熔過程中，電壓為28-30V，電流為3000-3200A，熔速通過調節電壓和電流進行控制，熔煉氣氛采用氬氣保護。

所述銅硅合金鑄錠的化學成分與銅硅合金電渣錠的化學成分相同；所述假電極的材質為304不銹鋼。

上述步驟(1)中，自耗電極與假電極的具體裝配方式為：假電極連接端加工出螺母，自耗電極連接端加工出與螺母相適應的螺栓，螺母和螺栓的直徑為自耗電極直徑的0.5-0.6倍，螺母和螺栓的長度根據假電極連接的自耗電極重量確定。