[發明專利]一種利用CuCr合金粉體材料制備電弧熔煉用自耗電極的工藝

在審

• 申請號: 202011109993.8
• 申請日: 2020-10-16
• 公開（公告）號: CN112458328A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 李鵬;王小軍;張石松;楊斌;劉凱;王文斌
• 申請（專利權）人: 陜西斯瑞新材料股份有限公司
• 主分類號: C22C1/04
• 分類號: C22C1/04;C22C9/00;B22F3/04;B22F3/10;B22F5/00;C22B9/20
• 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: 余柯薇

1.一種利用CuCr合金粉體材料制備電弧熔煉用自耗電極的工藝，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：CuCr合金粉體材料的制備

制備出鉻含量在1～50％wt的CuCr合金粉體材料；其中，CuCr合金粉體材料具體為CuCr合金粉末或者CuCr合金屑料粉末；

所述CuCr合金粉末的具體制備方法為：

1)配料：按重量百分含量計，原料中各元素百分含量為：Cr 1～50％，Cu余量，稱取所需銅粉和鉻粉備用；其中，Cr元素采用99.99％的高純金屬鉻粉，Cu元素采用99.99％的高純金屬銅粉；

2)混合：對備用的銅粉和鉻粉在真空條件下進行球磨處理3～5h，得到混合粉；

3)熔煉：在真空感應熔煉爐內對步驟2)所得混合粉進行熔煉；

4)霧化制粉：對熔化的合金進行霧化制粉得到霧化CuCr合金粉末；

所述CuCr合金屑料粉末的具體制備方法為：將鉻含量在1～50％wt的CuCr合金屑料放入到金屬容器中；然后將金屬容器再浸沒在液氮中，同時震動金屬容器破碎合金料，得到破碎的合金屑料；然后對破碎后的合金屑料進行收集、干燥和過篩處理得到CuCr合金屑料粉末；

步驟二：冷等靜壓

將步驟一制備的CuCr合金粉體材料裝入膠套，進行冷等靜壓成型，成型后進行膠套脫模，得到自耗電極棒坯體；

步驟三：燒結

對自耗電極棒坯體進行真空燒結處理；

步驟四：熔煉

在真空自耗電弧熔煉爐內采用大電流，低電壓方式對自耗電極熔煉。

2.如權利要求1所述的一種利用CuCr合金粉體材料制備電弧熔煉用自耗電極的工藝，其特征在于，所述CuCr合金粉末的具體制備方法中的步驟2)混合的具體步驟為：將混合粉裝入氧化鈣坩堝放至真空感應熔煉爐內，抽真空度至р≤3Pa時，升高功率至45～50kW保持5～8min；然后以5kW/min的上升速率升高功率至80kW保持1～2min后，然后緩慢向真空感應熔煉爐爐體內充入高純氬氣進行保護；再以10kW/min的上升速率升高功率至120～140kW保持至混合粉完全熔化。

3.如權利要求1所述的一種利用CuCr合金粉體材料制備電弧熔煉用自耗電極的工藝，其特征在于，所述CuCr合金粉末的具體制備方法中的步驟3)熔煉的具體為：待混合粉完全熔化為液態后，將熔煉完成的合金液體導入到中間包進行保溫，然后再利用流速為18～25L/min、壓力為50～120MPa的惰性氣體進行噴射，將合金液體分散成細小液滴，在降落的過程中冷卻凝固，制備得到霧化CuCr合金粉末；其中，惰性氣體采用濃度為99.99％的高純氬氣。

4.如權利要求1所述的一種利用CuCr合金粉體材料制備電弧熔煉用自耗電極的工藝，其特征在于，所述步驟三真空燒結處理具體操作為：以10℃/min的升溫速度升溫至900～950℃，保溫1.5～2.5h。

5.如權利要求1所述的一種利用CuCr合金粉體材料制備電弧熔煉用自耗電極的工藝，其特征在于，所述步驟三真空燒結處理具體操作為：以50℃/min的升溫速度升溫至450～550℃，預熱0.5～1h，然后以25℃/min的升溫速度升溫至900℃，保溫2h。

6.如權利要求1所述的一種利用CuCr合金粉體材料制備電弧熔煉用自耗電極的工藝，其特征在于，所述步驟四熔煉的具體操作為：在真空自耗電弧熔煉爐內采用電流大小為1000～3000A，電壓25～30V的方式對自耗電極進行熔煉。

7.如權利要求1所述的一種利用CuCr合金粉體材料制備電弧熔煉用自耗電極的工藝，其特征在于，所述Cr元素采用99.99％的高純金屬鉻粉，Cu元素采用99.99％的高純金屬銅粉。