[發明專利]一種非真空下引銅鋯合金扁錠的制備方法

有效

• 申請號: 202010513787.7
• 申請日: 2020-06-08
• 公開（公告）號: CN111774539B
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發明（設計）人: 孫君鵬;劉琦;王群;高斌;梁相博;張青隊;梁建斌;王文斌
• 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: B22D11/04
• 分類號: B22D11/04;C22C1/03;C22C9/00
• 代理公司: 北京棧橋知識產權代理事務所(普通合伙) 11670
• 代理人: 劉婷

本發明公開了一種非真空下引銅鋯合金扁錠的制備方法，包括以下步驟：S1配料：按百分含量計，秤取所需原料；S2熔煉：將電解銅板裝爐，并在銅板熔化后依次加入覆蓋劑、銅鎂合金、鈦和稀土Re進行熔煉，熔煉完成后準備銅水出爐，銅水溫度保持在1200～1300℃；S3合金加入：中間包上用蓋板密封，并開啟加熱裝置，銅水出爐倒入中間包，銅鋯合金按照5～10％燒損量計算并間隔添加進中間包；S4連續鑄造：通過扁錠結晶器管材進行下引鑄造。本發明解決了銅鋯合金制備中不能采用連續加鋯的問題，在制備工藝上解決了鋯在基體中的均勻性難以保證的問題，使最終材料性能均勻，滿足制備要求，材料的可現性好。

技術領域

本發明涉及合金制造技術領域，具體是涉及一種非真空下引銅鋯合金扁錠的制備方法。

背景技術

銅鋯合金是一種高導電中強度銅合金，它與無氧銅相同的導電率及強度、耐熱性的平衡優異的銅合金，其主要特性是，導電性及導熱性及其好，導電率達到95％IACS，具有相對于純銅高20％強度，耐熱性能優異，非磁性，廣泛的用于IC引線框架、晶體管用引線框架、各種半導體封裝散熱材料，汽車端子、連接器、接線盒、需要大電流的導電件等。

由于鋯在972℃時在銅中的溶解度是0.12wt％，在高溫下易氧化，收得率低在銅基體中分布不均勻，非真空加鋯技術是生產大噸位銅鋯鑄錠的關鍵，現在國內外普遍采用真空熔鑄銅鋯合金，但不能生產大噸位鑄錠，制約該合金批量化生產和使用。

現有的銅鋯合金生產方法是配料、裝爐、真空熔煉、真空澆鑄、冷卻出爐；采用真空感應熔煉、澆注生產幾百公斤鑄錠，單爐生產時間長，生產效率低，生產成本高，不能滿足大鑄錠需求，而且真空爐不能采用連續加鋯，使得鋯在基體中的均勻性難以保證，最終材料性能不均勻，達不到要求；因此，現需要一種新型銅鋯合金的制備方法來優化解決上述問題。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供了一種非真空下引銅鋯合金扁錠的制備方法。

本發明的技術方案是：一種非真空下引銅鋯合金扁錠的制備方法，包括以下步驟：

S1配料：按百分含量計，秤取所需原料，選取99％電解銅板、0.7％銅鋯合金、稀土Re0.1％、銅鎂合金0.2％、鈦0.01％，電解銅板、銅鋯合金、稀土Re、銅鎂合金以及鈦備用；

S2熔煉：將電解銅板裝爐，并在銅板熔化后依次加入覆蓋劑、銅鎂合金、鈦和稀土Re進行熔煉，熔煉完成后準備銅水出爐，銅水溫度保持在1200～1300℃；

S3合金加入：中間包上用蓋板密封，并開啟加熱裝置，銅水出爐倒入中間包，銅鋯合金按照5～10％燒損量計算并間隔添加進中間包，控制鋯含量在0.05～0.2％之間；

S4連續鑄造：通過扁錠結晶器管材進行下引鑄造，鑄造過程采用振動鑄造，振動頻率30～50次/分鐘；下引鑄造速度40～110mm/分鐘；采用結晶器水冷，冷卻水溫保持20～40℃，待鑄錠完全凝固后，關閉冷卻水。

上述制備方法，基于下引法鑄造為基礎對銅鋯合金扁錠進行制備，最大限度地增強鑄造型材的密度和精度，使成品內部沙孔控制在最低極限，避免縮孔或空洞的產生，同時解決了傳統銅鋯合金真空熔煉-金屬型澆鑄所存在的缺點：

1)單爐生產量幾百公斤鑄錠，單爐生產時間長，生產效率低，生產成本高，不能滿足大鑄錠需求；

2)真空爐不能采用連續加鋯，使得鋯在基體中的均勻性難以保證，最終材料性能不均勻，達不到要求，材料的可實現性差；

從而實現非真空加鋯的制備技術，使所制備的銅鋯合金中鋯的收得率在銅基體中分布均勻，進而提高銅鋯合金的材料性能。

進一步地，所述步驟S1中銅鋯合金中鋯含量為35～55％、銅鎂合金中鎂含量為10～20％。

進一步地，所述步驟S2中熔煉的具體方法為：