[發明專利]一種采用真空感應熔煉CuFe母合金材料的制備方法

有效

• 申請號: 201811316100.X
• 申請日: 2018-11-07
• 公開（公告）號: CN109371270B
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發明（設計）人: 周斌;楊紅艷;郭創立;王群;王文斌;梁建斌;孫君鵬
• 申請（專利權）人: 西安斯瑞先進銅合金科技有限公司
• 主分類號: C22C1/03
• 分類號: C22C1/03;C22C9/00;C22C1/02
• 代理公司: 11670 北京棧橋知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 劉亞娟

本發明公開了一種采用真空感應熔煉CuFe母合金材料的制備方法，包括：步驟一、按照比例稱取Cu、Fe原料，裝入坩堝放至真空熔煉爐，關閉爐蓋和放氣閥，清理觀察窗；步驟二、開啟機械泵和低真空擋板閥，待真空熔煉爐內真空壓力P≤0.08MPa時，開啟羅茨泵抽真空到P≤4Pa時，真空熔煉爐功率升至25KW，保溫8min，真空熔煉爐功率升至45KW，保溫8min，真空熔煉爐加熱功率升至65KW，待坩堝內原料均勻后降功率至20KW，向爐體內充入氬氣，爐內壓力升至0.08Mpa時，關閉充氬氣閥，升功率至70KW，精煉2min；步驟三、降低真空熔煉爐功率至40KW，保持0.5min開始向澆鑄模具內進行澆鑄，澆鑄完成后冷卻60min后出爐。

技術領域

本發明屬于新材料制備技術領域，具體是涉及一種采用真空感應熔煉CuFe母合金材料的制備方法。

背景技術

隨著高強高導銅合金被廣泛應用于各行各業，對此類高強高導銅合金的使用性能及制造成本提出更高的要求，銅鐵合金因其同時具有銅的導電性，熱傳導性，延展性，彈性等性質和鐵的耐磨性，強度，硬度，磁性等性質，表現出獨有的且優越的特點，如電磁波屏蔽性、彈性、導電性、放熱性、耐磨性、抗菌性等，并且銅鐵合金可以被加工成棒材、電纜、板材、薄膜、粉末、管狀等多種物理形態，并且可以應用于各種產業領域，擁有無法超越的競爭力和市場前景。

但是從銅鐵相圖來看，室溫時兩者幾乎完全不互溶，300℃時溶解度仍然為零，在1094℃時溶解度也只有5％左右，Fe在Cu中極低的溶解度，導致該合金在凝固過程中極易形成偏析嚴重的組織，嚴重影響了CuFe合金的應用。而快速凝固可以細化晶粒，增加固溶度，并且使抑制或者減輕CuFe合金在凝固過程中形成偏析組織的有效途徑，因此快速凝固行為研究越來越受到人們的關注。

目前國內外生產CuFe合金的方法有：機械合金化法、氣體霧化法、落管法、電磁懸浮熔煉法和真空電弧熔煉法等，這些方法有的成本較高，有的無法實現量產，現存的真空感應熔煉方法要添加稀土元素，本發明針對現有技術存在的不足，提供了一種采用真空感應熔煉的制備方法。

發明內容

針對上述存在的問題，本發明提供了一種采用真空感應熔煉CuFe母合金材料的制備方法。

本發明的技術方案是：一種采用真空感應熔煉CuFe母合金材料的制備方法，包括以下步驟：

步驟一、配料裝爐

按照含量百分比為1:1的比例稱取Cu、Fe原料，混合均勻后裝入坩堝放至真空熔煉爐內，關閉真空熔煉爐蓋，關閉放氣閥，清理觀察窗；

步驟二、真空感應熔煉

開啟機械泵，打開低真空擋板閥抽真空，待真空熔煉爐內真空壓力P≤0.08MPa時，開啟羅茨泵，當真空度抽到P≤4Pa時，加熱升溫，真空熔煉爐功率升至20KW-30KW，保溫5min-10min，真空熔煉爐功率升至40KW-50KW，保溫5min-10min，真空熔煉爐加熱功率升至60KW-70KW，待坩堝內原料上下達到均勻后，降功率至20KW，打開充氬氣閥，緩慢向真空熔煉爐爐體內充入氬氣，爐內壓力升至0.08Mpa時，關閉充氬氣閥，升功率至70KW±5KW，精煉1min-2min；

步驟三、澆鑄出爐

降低真空熔煉爐功率至40KW±5KW，保持0.5min開始向澆鑄模具內進行澆鑄，澆鑄完成后關閉加熱，冷卻60min后出爐。

進一步地，所述真空熔煉爐內設有壓力感應器，用于對真空熔煉爐內壓力進行實時監測，壓力感應器內集成設置有MAS智能控制器，且所述MAS智能控制器與所述羅茨泵、加熱裝置和充氬氣閥分別電性連接，用于對羅茨泵、加熱裝置和充氬氣閥的啟停進行智能控制，智能化控制，精確度高且節省人力，提高熔煉效率。