一种铬锆铜熔炼用覆盖剂及其制备和使用方法与流程

本发明属于化工冶金领域，涉及一种高强高导合金熔炼用覆盖剂，尤其涉及一种铬锆铜熔炼用覆盖剂及其制备和使用方法。

背景技术

铬锆铜属于高强高导合金的一种，具有良好的导电性，导热性，硬度高，耐磨抗暴，抗裂性以及软化温度高，焊接时电极损耗少，焊接速度快，焊接总成本低，被广范应用于汽车、摩托等机械工业的焊接、导电嘴、开关触头、模具块、焊接辅助装置用各种物料，但是其在非真空状态下熔铸过程中，锆的烧损特别严重，导致熔炼的铸坯经常出现，成分不均，甚至引铸后期，出现没有锆存在，同时熔铸过程也存在吸气的问题，铸坯出现严重的中心气孔，导致铸坯直接报废，急需研制一种用于熔铸过程的覆盖剂，减少锆的烧损，同时也可以防止熔体吸气，出现中心气孔的问题。

铬锆铜主要用于焊接电极，生产工序为熔铸-挤压-固溶-拉伸-时效-拉伸-定尺-精检-打包。其中铸造对铬锆铜熔熔炼要求最高，不但有严格的成分要求(尤其对锆的要求)，而且铸坯不能出现气孔、夹杂，确保材料具有良好的强硬度，导电率和高温软化性能。鉴于此，开发一种用于铬锆铜的覆盖剂及其使用方法尤为重要。

技术实现要素：

本发明的主要目的是提供一种效果好、制备工艺简单且绿色环保的铬锆铜熔炼用覆盖剂及其制备方法和使用方法，加入该覆盖剂后，在非真空状态下浇铸的铸锭中锆的烧损减少，且铸锭未出现中心气孔和皮下气孔，可有效提升铸坯的质量和成材率。

本发明首先提供了一种铬锆铜熔炼用覆盖剂，其主要由碳酸盐，硅酸盐，氟盐，氯盐，硼盐，氧化物等组成，硅酸盐主要为na2sio3，casio3等(玻璃)；碳酸盐主要为na2co3，caco3，mgco3等；氟盐主要为naalf6，caf2等；氯盐主要为nacl，kcl等；硼盐主要为na2b4o7；氧化物主要为sio2。

本发明还提供了一种铬锆铜熔炼用覆盖剂的制备方法，其将碳酸盐，硅酸盐，氟盐，氯盐，硼盐，氧化物原料按照比例混合，搅拌均匀制得，其制备工艺简单，环保无污染。

本发明还提供了一种铬锆铜熔炼用覆盖剂的使用方法，在非真空状态下铜熔化后，加入本发明覆盖剂，可使铸锭中锆的烧损大大降低，效果非常显著，同时解决熔体吸气，导致铸坯出现气孔问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的第一个方面是提供一种铬锆铜熔炼用覆盖剂，按质量百分比计，其包括以下组分：硅酸盐40％～80％，碳酸盐10％～30％，氟化物5％～20％，氯盐5％～8％，硼盐5％～10％，氧化物0～5％。

进一步地，在所述的铬锆铜熔炼用覆盖剂中，按质量百分比计，其包括以下组分：硅酸盐55％～80％，碳酸盐10％～20％，氟化物10％～20％，氯盐5％～7％，硼盐5％～7％，氧化物0～4％。

进一步优选地，在所述的铬锆铜熔炼用覆盖剂中，所述硅酸盐为主要成分为na2sio3、casio3的块状硅酸盐玻璃。

进一步优选地，在所述的铬锆铜熔炼用覆盖剂中，所述碳酸盐选自na2co3、caco3、mgco3中的几种或几种。

进一步优选地，在所述的铬锆铜熔炼用覆盖剂中，所述氟盐选自naalf6、caf2中的一种或两种；所述氯盐选自nacl、kcl中的一种或两种。

进一步优选地，在所述的铬锆铜熔炼用覆盖剂中，所述硼盐为na2b4o7；所述氧化物为sio2，所述硼盐和所述氧化物均为粉末状。

本发明的第二个方面是提供一种如上述所述铬锆铜熔炼用覆盖剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)依次称取质量比的碳酸盐、氟化物、氯盐、硼盐和氧化物粉末以及块状的硅酸盐，并将块状的硅酸盐玻璃粉碎成粒径为10-20μm的玻璃粉末；

(2)依次向混合容器中投入碳酸盐、氟化物、氯盐、硼盐和氧化物和玻璃粉末，于500-700r/min搅拌5-10min，混合均匀，即得。

本发明的第三个方面是提供一种如上述所述铬锆铜熔炼用覆盖剂的使用方法，包括如下步骤：

(1)在非真空状态下，于感应炉中加入铜进行熔融，向熔融后的铜液中加入如权利要求1-5任一项所述的覆盖剂，并将铜液升温至1280-1350℃；

(2)向上述加入覆盖剂的铜液中加入金属铬，保温10min以上；

(3)向步骤(2)的熔炼液中加入铜锆中间合金，待完全熔融后即可浇铸。

进一步地，在所述铬锆铜熔炼用覆盖剂的使用方法中，步骤(1)中所述覆盖剂的加入量以覆盖铜水液面为标准，保证所述覆盖剂熔融液面厚度至少为2mm。

进一步地，在所述铬锆铜熔炼用覆盖剂的使用方法中，步骤(3)中，控制熔炼液温度在1180℃～1240℃，再加入铜锆中间合金。

本发明采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：

本发明提供的铬锆铜熔炼用覆盖剂，其制备工艺简单，环保且无污染；用于铬锆铜熔炼时，使用方便，使用后，保温30min即可使铸锭中锆的烧损由原来的80％～100％降低到30％～40％，效果非常显著，同时解决了因熔体吸气导致铸坯出现气孔的问题。

附图说明

图1为本发明实施例1制得的覆盖剂在用于铬锆铜熔炼时铬锆烧损趋势图；

图2为本发明实施例2制得的覆盖剂在用于铬锆铜熔炼时铬锆烧损趋势图；

图3为本发明实施例3制得的覆盖剂在用于铬锆铜熔炼时铬锆烧损趋势图；

图4为本发明对比例以木炭为盖剂在用于铬锆铜熔炼时铬锆烧损趋势图。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明进行详细和具体的介绍，以使更好的理解本发明，但是下述实施例并不限制本发明范围。

实施例1

选取硅酸盐65％，碳酸盐15％，氟化物5％，氯盐6％，硼盐5％，氧化物4％，按上述比例配置熔体覆盖剂，粉状原料充分均匀，再利用包装袋封装。

在非真空状态下，在50kg中频感应炉进行铬锆铜熔炼，铜熔化后，加入覆盖剂，同时将温度提高到1300℃左右，加入量以覆盖铜水液面为标准，保证覆盖剂熔融液面厚度有2mm左右，同时加入金属铬，保温10min以上，然后调低电压，将温度控制在1180℃～1240℃，加入铜锆中间合金，保温，记录锆的烧损变化，铬锆烧损趋势如图1所示。

实施例2

选取硅酸盐70％，碳酸盐10％，氟化物5％，氯盐6％，硼盐5％，氧化物4％，按上述比例配置熔体覆盖剂，粉状原料充分均匀，再利用包装袋封装。

在非真空状态下，在50kg中频感应炉进行铬锆铜熔炼，铜熔化后，加入覆盖剂，同时将温度提高到1300℃左右，加入量以覆盖铜水液面为标准，保证覆盖剂熔融液面厚度有2mm左右，同时加入金属铬，保温10min以上，然后调低电压，将温度控制在1180℃～1240℃，加入铜锆中间合金，保温，记录锆的烧损变化，铬锆烧损趋势如图2所示。

实施例3

选取硅酸盐75％，碳酸盐5％，氟化物5％，氯盐6％，硼盐5％，氧化物4％，按上述比例配置熔体覆盖剂，粉状原料充分均匀，再利用包装袋封装。

在非真空状态下，在50kg中频感应炉进行铬锆铜熔炼，铜熔化后，加入覆盖剂，同时将温度提高到1300℃左右，加入量以覆盖铜水液面为标准，保证覆盖剂熔融液面厚度有2mm左右，同时加入金属铬，保温10min以上，然后调低电压，将温度控制在1180℃～1240℃，加入铜锆中间合金，保温，记录锆的烧损变化，铬锆烧损趋势如图3所示。

对比例1

在非真空状态下，在50kg中频感应炉进行铬锆铜熔炼，铜熔化后，仅加入部分木炭覆盖，同时将温度提高到1300℃左右，同时加入金属铬，保温10min以上，然后调低电压，将温度控制在1180℃～1240℃，加入铜锆中间合金，保温，记录锆的烧损变化，铬锆烧损趋势如图4所示。

由上述实施例1-3和对比例可知，本发明铬锆铜熔炼用覆盖剂进行铬锆铜熔炼，保温30min可使锆的烧损由原来的80％～100％降低到30％～40％，效果非常显著，同时解决了现有技术中因熔体吸气、导致铸坯出现气孔的缺陷；而且本发明提供的覆盖剂制备工艺简单，环保无污染，使用方便，效果显著。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。