[發明專利]一種高合金耐高溫塞棒及其制備方法

在審

• 申請號: 201910822277.5
• 申請日: 2019-09-02
• 公開（公告）號: CN110421155A
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發明（設計）人: 朱偉航;劉光明;何耀耀
• 申請（專利權）人: 浙江朋誠科技有限公司
• 主分類號: B22D41/18
• 分類號: B22D41/18;C21D6/00;C21D9/00;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/20;C22C38/26;C23C16/06
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 張金剛

本發明屬于合金領域，公開了一種高合金耐高溫塞棒及其制備方法。本發明的高合金耐高溫塞棒，按質量比包括以下組分：0％＜C≤0.20％，0％＜Si≤1.00％，0％＜Mn≤1.50％，23％≤Cr≤27.00％，0％＜P≤0.03；0％＜S≤0.03，0％＜Cu≤0.30，0.10％＜Nb≤0.25％；0.019％≤Mg≤0.021％，余量為Fe，制備方法，所述方法包括以下步驟：(1)取所需原料真空熔煉，熔解鋼水在真空下澆注，鑄型，在壓力下結晶；(2)電渣重熔；(3)鍛打制坯；(4)熱處理，升溫到850℃后保溫1?3h后通低溫氮氣，95?105℃/s冷卻速度冷卻，冷卻到290?310℃出爐；(5)車磨一體加工；(6)以化學氣相沉積法噴鉬氣相沉積。該合金塞棒耐高溫性和抗銅液的腐蝕性高，避免了與銅液發生氧化反應，提高了使用壽命。

技術領域

本發明涉及合金領域，具體是涉及一種高合金耐高溫塞棒及其制備方法。

背景技術

多條銅連鑄連軋生產技術的引進推動了我國銅線桿生產的發展和技術革新，其工藝過程是通過加料車和卷揚機把陰極銅和原料加入豎爐內，豎爐采用天然氣和空氣的混合氣為燃料，將原料迅速熔化，銅液流入保溫爐內，溫度控制在1150℃±10℃，連鑄機將銅液在結晶器中快速結晶連續不斷地生產出銅桿，最后經雙頭撓桿機等輔助設備裝盤成產品。

美國南線公司銅桿生產線中的自動澆鑄系統是整個生產線的關鍵設備，它可自動控制澆鑄銅水的量，保證均勻澆鑄，如遇停電或者鑄輪等設備故障時，能自動塞死，防止銅水繼續流出，保證了設備及生產安全。自動澆鑄系統塞棒的運動控制是為了保持澆池的液位在一個有限的范圍內，然后通過塞棒的節流去調整銅液流入鑄機的速度及流量。澆池液面由攝像機和視頻傳感器檢測和分析，視頻傳感器顯示器顯示澆池液位的圖像，將液位信息轉換成模擬量信號傳送到PLC，PLC程序運行后確定塞棒應該往哪個方向移動多遠，使塞棒移動適當的距離，保持澆池液位在設定的范圍內。但出鑄機溫度一般為900℃左右，因塞棒長時間與高溫銅水接觸，塞棒使用7天左右就需要更換，目前此類產品都依賴進口，生產成本較高。

傳統的Al₂O₃-C質塞棒主要用于連鑄鋼生產，用于控制鋼水流速。專利CN200910051899.9塞棒、專利CN201110415487.6一種連鑄用高耐蝕性整體塞棒、專利CN201610040164.6一種連鑄用整體塞棒及其制造方法等專利都介紹了用于鑄鋼的塞棒，目前對銅桿連鑄用塞棒的相關發明研究甚少。

發明內容

本發明為了克服現有塞棒的使用壽命較短，頻繁更換成本高的缺陷，提供了一種高合金耐高溫塞棒，該塞棒適用于銅桿連鑄。

為達到本發明的目的，本發明的高合金耐高溫塞棒按質量比包括以下組分：0％＜C≤0.20％，0％＜Si≤1.00％，0％＜Mn≤1.50％，23％≤Cr≤27.00％，0％＜P≤0.03；0％＜S≤0.03，0％＜Cu≤0.30，0.10％＜Nb≤0.25％；0.019％≤Mg≤0.021％，余量為Fe。

其中，Nb作為微合金化元素加入并不改變合金的結構，Nb對合金的強化作用主要是的是細晶強化和彌散強化，Nb能和合金中的碳生成穩定的碳化物，而且還可以使碳化物分散并形成具有細晶化的合金。Nb還可以通過誘導析出和控制冷卻速度，實現析出物彌散分布。在較寬的范圍內調整合金的韌性水平。因此，加入Nb不僅可以提高合金的強度，還可以提高合金的韌性、抗高溫氧化性和耐蝕性，降低鋼脆性轉變溫度，獲得好的焊接性能和成型性能。

Mg能使合金中夾雜物數量減少、尺寸減小、分布均勻、形態改善等。微量鎂能改善合金的碳化物尺寸及分布，含鎂合金的碳化物顆粒細小均勻。

另一方面，本發明還提供了一種前述高合金耐高溫塞棒的制備方法，所述方法包括以下步驟：

(1)取所需原料真空熔煉，熔解鋼水在真空下澆注，鑄型，在壓力下結晶；