真空熔炼中消除铜铬锆合金棒表面产生冷豆或气孔的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103409651A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103409651103409651A(43)申请公布日2013.11.27(21)申请号201310300453.1(22)申请日2013.07.18(71)申请人中国船舶重工集团公司第七二五研究所地址471023河南省洛阳市洛龙区滨河南路169号(72)发明人冯兆龙刘磊李孟轩(74)专利代理机构洛阳市凯旋专利事务所41112代理人符继超(51)Int.Cl.C22C1/02(2006.01)C22C9/00(2006.01)C22B9/04(2006.01)权利要求书1页权利要求书1页说明书3页说明书3页(54)发明名称真空熔炼中消除铜铬锆合金棒表面产生冷豆或气孔的方法(57)摘要一种真空熔炼中消除铜铬锆合金棒表面产生冷豆或气孔的方法，将处理或是预热好的钢模及浇口杯放入台车炉内进行预热，在500kg的真空感应炉内加入电解Cu和金属Cr，在功率在600kW、频率1000Hz、真空度6.67×10-2Pa下进行粗炼并使其完全溶化，然后再加入经铜箔包裹的海绵Zr并将炉温控制在1200～1250℃实施精炼铜铬锆合金液，经炉前快速分析后待用，之后将铜铬锆合金液通过浇口杯将其浇注到钢模内，冷却至室温时得到表面无冷豆或气孔的铜铬锆合金棒，浇注出的铜铬锆合金棒能直接用于后续热挤压或是锻造，免除了车削剥皮工序，使成铜铬锆合金棒的成材率提高到90%以上，节约了制造成本。CN103409651ACN1034965ACN103409651A权利要求书1/1页1.一种真空熔炼中消除铜铬锆合金棒表面产生冷豆或气孔的方法，真空熔炼涉及到500kg真空感应炉、功率、频率，铜铬锆合金棒按重量百分比的含量配比是：Cr：1.0%，Zr：0.15%，其余为Cu与不可避免的杂质，真空熔炼后浇注铜铬锆合金棒的过程中使用到钢模、浇口杯及台车炉，真空熔炼及浇注过程中使用到常规工艺，其特征是：先在500kg的真空感应炉内加入电解Cu和金属Cr，将真空感应炉功率控制在600kW、频率控制在1000Hz并在真空感应炉的真空度达到6.67×10-2Pa时对电解Cu和金属Cr进行粗炼并使其完全溶化，然后再加入经铜箔包裹的海绵Zr并将真空感应炉的炉温控制在1200～1250℃实施精炼铜铬锆合金液，经炉前快速分析后待用，所述铜铬锆合金液的含量配比符合Cr：1.0%、Zr：0.15%、其余为Cu与不可避免的杂质，所述铜铬锆合金液的真空熔炼过程中需做如下准备工作：①将内径245mm的钢模用石墨粉进行粉刷均匀，粉刷完毕后将钢模放入台车炉内进行预热，所述预热的温度控制在60～90℃，所述预热的时间不少于3小时；②将浇口杯放入台车炉内进行预热，所述预热的温度控制在300～400℃，所述预热的时间不少于3小时；之后将上述所述铜铬锆合金液通过②的浇口杯将其浇注到①的钢模内，浇注时注意控制所述铜铬锆合金液的浇注速度，所述浇注速度以所述铜铬锆合金液不断流、不溢出②的浇口杯为准，直至钢模内被浇注满为止；待钢模内的铜铬锆合金棒冷却至室温时因其得到收缩使钢模和铜铬锆合金棒自动分离，将钢模吊起即可得到表面无冷豆或气孔的铜铬锆合金棒。2CN103409651A说明书1/3页真空熔炼中消除铜铬锆合金棒表面产生冷豆或气孔的方法技术领域[0001]本发明属于真空熔炼技术领域，特别是一种真空熔炼中消除铜铬锆合金棒表面产生冷豆或气孔的方法。背景技术[0002]铜铬锆合金是在铜基体中添加微量铬、锆元素而形成的一种合金，在大气环境下，铬和锆的氧化非常严重，烧损大，成份极不好控制，而且造渣量多，易导致铸锭表面产生冷豆或气孔现象，因此铜铬锆合金棒通常多采用真空感应熔炼获得。[0003]非真空条件下熔铸铜铬锆合金棒时往往使用木炭、氯盐等覆盖铜铬锆合金液，以避免大气与铜铬锆合金液接触而引起氧化现象，但锆的烧损量不易控制。[0004]目前大部分生产厂家是在真空熔炼之后直接浇注铜铬锆合金棒，凝固后的铜铬锆合金棒经脱模后根据其表面产生的冷豆或气孔情况进行适量车削剥皮，浇注出的铜铬锆合金棒因其晶粒较粗大、强度不高等原因，一般很少直接用于加工成品，将车削剥皮后的铜铬锆合金棒进行热挤压或是锻造后使其晶粒变细小，可以提高其强度和电导率并用于加工成品，因此车削剥皮后的铜铬锆合金棒仅此一道工序就使其成材率降到70%以下。[0005]冷豆是在浇注过程中在铜铬锆合金棒表面产生的一个个小凹坑，每个小凹坑内存在球状金属物，冷豆小的尺寸一般在0.5mm左右，大的尺寸可达4.0～5.0mm。冷豆形成的原因主要是由于在浇注过程中，飞溅的铜铬锆合金液遇到较冷的钢模而快速冷却，若铜铬锆合金液的浇注速度控制不当且不能将所形成的飞溅快速熔化，在铜