大氣條件下熔煉與鑄造c18150合金工藝的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種烙煉與鑄造合金的方法，特別是設及一種大氣條件下烙煉與鑄造 C18150(銘錯銅合金)工藝，尤其是設及一種鑄爐與烤爐燒結工藝，強調筑爐材料必須是堿 性耐火材料，烙煉時在烙體上添加銅合金烙煉用覆蓋劑，銘、錯W中間合金形式加入爐內， 鑄造時采用立式潛流半連續方式，鑄造圓形錠。
【背景技術】
[0002] C18150(銘錯銅合金）由于具有高強、高導性能，應用范圍廣泛，是我國十二五期間 大力發展的高性能銅合金材料，技術附加值較高，但生產難度大。在我國，多數企業銘錯銅 合金鑄錠采用真空法烙鑄生產，銘、錯在真空室一次加入，不能調整，鑄錠質量冶金質量較 差，鑄錠成品率在70%左右，生產成本高；少數企業雖然采用了非真空法生產，但銘、錯通過 人工在流槽添加，烙化不充分，也無法調整成分。因此，化學成分含量不穩定且分布不均，隨 之而來鑄錠質量也不穩定，鑄錠成品率基本在80%左右，生產成本也較高。用上述兩種方法 生產的鑄錠加工的產品不能滿足高端用戶高性能要求。
[0003] 從全球范圍角度來看，銘錯銅合金工業化生產關鍵問題是烙煉技術。由于化、&元 素與氧親和力較大，因此在烙煉銘錯銅合金時必須解決合金元素的氧化燒損問題，采用真 空烙煉方法來進行實際生產其生產制備成本太高，實現連續生產、大長度產品難度相當大。 如何解決銘錯銅合金的大氣烙煉問題，是目前全世界許多研究機構，特別是銅合金生產企 業的研究方向之一，也屬一個難度很大的課題。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在于解決現有技術存在的上述問題，給出一種大氣條件下烙煉與鑄 造 C18150合金工藝。本發明解決了傳統真空法設備投入大及非真空法化學成分含量不穩定 且分布不均的問題，具有操作靈活，提高鑄錠冶金質量，使鑄錠的化學成分均勻無偏析、晶 粒度細小、沒有冶金缺陷、表面質量好的特點，提高生產效率，降低生產成本，并形成工業化 批量生產。
[0005] 本發明給出的技術方案是：一種大氣條件下烙煉與鑄造 C18150合金工藝，其特征 在于有W下步驟。
[0006] (1)鑄爐與烘烤燒結。
[0007] 爐襯材料必須選擇堿性耐火材料，不得使用娃砂等酸性耐火材料，操作流程:打 爐一烤爐一燒結，工藝控制條件。
[000引 a、打爐。
[0009] 爐頭及上爐體采用誘鑄料打制，下爐體采用干打料搗打，爐頭與上爐體自然養護3 ~7天再將爐頭與上爐體、上爐體與下爐體對接成一體。
[0010] b、烘烤。
[0011] 緩慢升溫，避免急速升溫引起裂紋和剝落，烘烤結束緩慢降溫。
[001^ C、燒結。
[0013] 將切好的小塊電解銅加入爐內，填滿為止，然后進行燒結，燒結工藝見附圖。
[0014] (2)烙煉與鑄造。
[0015] 新打制爐子前期過度生產不低于3天，然后再生產銘錯銅合金。
[0016] 結晶器為圓形，引錠頭從鑄錠出口方向伸入結晶器大約1/^3位置處。
[0017] 化學成分控制按下表規定。
[0018] C18150(銘錯銅合金)主要化學成分要求。
[0019] 銘錯銅合金操作流程。
[0020] 配料一裝爐一加銅合金烙煉用覆蓋劑一烙化一加銅銘中間合金一升溫烙化一燙 爐頭一取樣分析一加銅儀中間合金脫氧一加銅錯中間合金一靜置一取樣分析，調整成分一 燙爐頭一鑄造。
[0021] 工藝控制。
[0022] a、烘烤覆蓋劑。
[0023] 銅合金烙煉用覆蓋劑，使用前進行充分烘干，工藝為溫度500°C/5~6小時，烘干結 束后取出封好待用。
[0024] b、配料。
[0025] 金屬儀按投料總量0.01%計算，銘按總投料量的0.7~0.9%計算，錯按總投料量的 0.15~0.20%計算;儀、銘、錯分別做成銅-20%儀、銅-10%銘、銅-30%錯中間合金，使用前將中 間合金砸碎成小塊，便于烙煉時烙化。
[0026] C、烙煉。
[0027] 爐內加銅和烙煉用覆蓋劑，覆蓋劑厚度W烙化后達到100mm為宜，升溫至1280~ 1320°C加入C U- C r合金使之烙化，溫度自然降低，3~5分鐘再升溫至1280~1320°C，運時 傾動爐體使銅液流入爐頭進行燙爐頭（10~15分鐘），攬拌取樣分析銘含量(可視含量進行 微調），銘（C r)分析合格后加入C u-Mg合金，保溫5分鐘左右后再加入C U- Z r合金，再保 溫5分鐘左右，取樣分析錯元素含量，合格后保溫準備鑄造。
[002引 d、鑄造。
[0029] 傾動爐體再燙爐頭（10~15分鐘），讓爐頭充分預熱后方可出爐誘鑄，并將銅液溫 度調整到1300~1350°C，運時傾動爐體使嵌入爐頭的石墨管對準結晶器中屯、并垂直于結晶 器(水平面），打開限流閥，銅液經過閥口一石墨管路進入結晶器進行鑄造，銅液在結晶器內 高度為距結晶器上沿10~15mm并使石墨管浸入其中。W煙灰覆蓋結晶器內烙體表面，鑄造 溫度1300~1350°C，鑄造速度0.8~1.2mm/s，鑄造時冷卻水壓力為0.03~0.05MPa。
[0030] e、檢查。
[0031 ]鑄造結束后，將鑄錠吊出鑄造井，切取試樣分析化學成分，低倍檢查內部質量，ii 量尺寸，檢查表面質量，合格后準備銀切。
[0032] f、銀切。
[0033] 檢查合格后的鑄錠根據需要切成齊尺，準備下道工序加工使用； 邑、_/\· 。
[0034] 將檢驗合格并銀切的鑄錠，堆放到合格鑄錠存放區域，作好記錄。
[0035] 本發明依托擁有的"銅合金烙煉用覆蓋劑"發明專利（公開號為CN 101817066A)， 開發研制出了銘錯銅非真空烙煉及半連續潛流鑄造工藝，從根本上解決了 CrJr元素的燒 損問題，同時凈化了烙體，減少原材料消耗，大幅度降低生產成本，提高了鑄錠冶金質量;半 連續潛流鑄造避免傳統流槽輸送金屬液的方法帶來的吸氣、吸氧造成的氣孔、夾雜和夾渣 等缺陷，不但提高鑄錠質量，還具有占用空間小、勞動強度低、金屬損耗少等優點，真正實現 了低成本生產。
[0036] 與現有技術相比較，本發明的有益效果是。
[0037] ①非真空烙鑄銘錯銅合金鑄錠成品率達到90%，比真空烙鑄高20%W上。
[0038] ②應用銅合金烙煉用覆蓋劑使錯元素收得率達到60%，且錯元素分布均勻。
[0039] ③銘錯銅合金鑄錠晶粒度達到M-8.5級。
[0040] 本工藝技術方案，無需特制設備，沒有設備投資，可充分利用一般有色金屬加工企 業現有的上下結構烙煉爐、半連續鑄造機，能耗低、操作方便、清潔環保。
【附圖說明】
[0041] 圖1.爐襯烤爐燒結工藝曲線。
[0042] 圖2.烙煉與鑄錠工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0043] 實施例1。
[0044] 采用本發明生產C18150(銘錯銅合金)《223mm圓形鑄錠。
[0045] 要求。
[0046] 新打制爐子前期過度生產不低于3天，然后再去生產銘錯銅合金。
[0047] 結晶器為圓形，直徑《227皿引錠頭從鑄錠出口方向伸入結晶器的1/^3位置處。
[004引銘錯銅合金操作流程。
[0049]配料一裝爐一加銅合金烙煉用覆蓋劑一烙化一加銅銘中間合金一升溫烙化一燙 爐頭一取樣分析一加銅儀中間合金脫氧一加銅錯中間合金一靜置一取樣分析，調整成分一 燙爐頭一鑄造。
[(K)加]工藝控制條件。
[0化1] a、烘烤覆蓋劑。
[0052]銅合金烙煉用覆蓋劑，使用前進行充分烘干，工藝為溫度500°C/5~6小時，烘干結 束后取出封好待用。
[0化3] b、配料計算。
[0054] 選擇2t中頻感應爐，總投料2000kg，其中金屬儀按投料總量0.01%計算，需Cu-20% Mg中間合金1 kg，銘按總投料量的0.8%計算，需Cu-10%化中間合金160kg，錯按總投料量的 0.18%計算，需Cu-，30%Zr中間合金12kg，余量為銅，重量1827kg;分別將中間合金砸碎成小 塊，便于烙煉時烙化。
[0055] C、烙煉。
[0056] 爐內加1827kg銅和烙煉用覆蓋劑(約50kg)，覆蓋劑厚度W烙化后達到 100mm為宜， 升溫烙化至1280~1320°C加入160kgCU-Cr合金，溫度略降，5分鐘升溫至1280~1320°C， 運時傾動爐體使銅液流入爐頭進行燙爐頭（13分鐘），攬拌取樣分析銘含量(可視含量進行 微調，使含銘量不低于0.6%)，銘（C r)分析合格后加入1kg C u-Mg合金，保溫5分鐘后再加 入12kg C U-Z r合金，再保溫5分鐘左右，取樣分析錯元素含量(標準要求為0.05~0.25%，爐 前分析要求不低于0.13%，否則進行補加錯），合格后保溫準備鑄造。
[0化7] d、鑄造。