一种减少Cu-Ni-Sn合金铸造皮下裂纹的铸锭制备方法与流程

文档序号:18468572发布日期:2019-08-20 20:00阅读:323来源:国知局

本发明涉及新材料,属于有色金属加工行业,具体为一种减少cu-ni-sn合金铸造皮下裂纹的铸锭制备方法,该方法减少cu-ni-sn合金铸造皮下裂纹,提高cu-ni-sn合金铸锭质量。



背景技术:

cu-ni-sn合金带材产品具有中高强度及良好的导电性、抗高温软化性及热松弛性等特性,广泛用于引线框架、弹性元件、微型端子、连接器件材料等电子领域。cu-ni-sn合金铸锭制备作为该合金带材生产的首道工序,对后续轧制加工带材的表面质量及内部组织的影响至关重要。该铜合金铸锭具有如下成份组成:ni:0.7-1.0%、sn:1.0-2.0%、p:0.02-0.1%、cu:≥96.5%,其余部分为不可避免的杂质。

目前cu-ni-sn合金铸锭制备一般采用的生产工艺是:配料→熔炼→成分分析→调整成分→(转炉)→铸造→锯切,该生产工艺主要存在以下不足:cu-ni-sn合金铸锭内部经铸锭断面低倍组织检查,存在多处皮下裂纹缺陷,在带材轧制加工生产过程中容易出现起皮、孔洞,造成大量废品。为提高产品质量,需要减少该合金铸锭皮下裂纹缺陷,保证铸锭内部组织连续完整。



技术实现要素:

本发明要解决的技术问题是减少cu-ni-sn合金铸造皮下裂纹,减小洗面量,提高良品率,为此提供一种减少cu-ni-sn合金铸造皮下裂纹的铸锭制备方法。

为解决以上技术问题,本发明采用在传统工艺基础上进行了技术处理,具体方法如下:配料→熔炼→分析→调整成分→转炉→保温→铸造(带振动)→锯切。

其中:1、配料:按照质量比例依次添加各成分。

2、熔炼:熔炼温度1100-1200℃。

3、转炉:转炉温度1130-1230℃。

4、保温静置:静置时间≥15min,出炉温度1130-1200℃。控制ni、p等含量的均匀性,减少气体含量。

5、铸造:震动铸造方式,震动频率40-70次/min;铸造温度1130-1200℃,铸造速度50-70mm/min,冷却水流量25-35m³/h。

本发明与传统工艺的差别在于:在浇铸前增加了静置保温,铸造时增加了振动功能。

该合金为含sn的青铜合金,合金结晶区间较大,铸造时容易出现大的枝晶组织造成铸造组织疏松。在铸造时采用铸造机振动装置在一定频率下进行振动铸造,可以有效打破枝晶的形成,减少组织疏松;同时在铸造前增加静置步骤,可以通过静置,保证熔体在转炉过程中吸入气体的有效排出,大大减少sno2夹渣物的产生,有利于铸造组织的致密。

所述配料:添加时机是熔炼温度达到1150℃以上添加镍;配料上方木炭覆盖厚度控制在150-220mm。

所述熔炼:采用中频感应熔炼炉。在镍添加后静置时间30min以上后再取样分析。

所述铸造:采用整体结晶器进行半连续振动铸造,结晶器规格175mm×430mm×300mm。

一种经上述的制备方法所制备的铜镍锡合金铸锭,所述铜合金的化学成分及其质量比例份数分别是:ni0.7-1.0%、sn1.0-1.5%、p0.02-0.1%、cu≥96.5%,其余部分为不可避免的杂质;所述铜合金铸锭内部组织低倍检查无皮下裂纹缺陷,组织完整连续。本发明产生的效果是:铜合金铸锭无皮下裂纹缺陷,后续加工无起皮、孔洞现象。

具体实施方式

实施例1

1、配料:按照质量比例份数依次添加标准电解铜、锡、锌及铜磷等。

2、熔炼:采用中频感应熔炼炉,熔炼温度1100-1130℃,熔炼温度达到1150℃以上时添加镍,在镍添加后静置时间30min以上后再取样分析。

3、转炉:转炉温度1130-1160℃。

4、保温炉静置:采用工频有芯保温炉,静置时间≥20min,出炉温度1150-1170℃。

5、铸造:采用整体结晶器进行半连续振动铸造,结晶器规格175mm×430mm×300mm,铸造温度1150-1170℃,铸造速度58mm/min,冷却水流量28-30m³/h,整体结晶器下方小车震动频率65次/min。

采用实施例1铸造的铜合金铸锭内部经低倍组织检查无皮下裂纹缺陷,组织连续完整,后续带材加工无起皮、孔洞现象。

实施例2

1、配料:按照质量比例份数依次添加标准电解铜、锡、锌及铜磷等。

2、熔炼:采用中频感应熔炼炉,熔炼温度1130-1160℃,熔炼温度达到1150℃以上时添加镍,在镍添加后静置时间30min以上后再取样分析。

3、转炉:转炉温度1160-1190℃。

4、保温炉静置:采用工频有芯保温炉,静置时间≥15min,出炉温度1170-1180℃。

5、铸造:采用整体结晶器进行半连续振动铸造,结晶器规格175mm×430mm×300mm,铸造温度1170-1180℃,铸造速度55mm/min,冷却水流量26-28m³/h,整体结晶器小车震动频率55次/min。

采用实施例2铸造的铜合金铸锭内部经低倍组织检查无皮下裂纹缺陷,组织连续完整,后续加工无起皮、孔洞现象。



技术特征:

技术总结
本发明涉及新材料,属于有色金属加工行业,具体为一种减少Cu‑Ni‑Sn合金铸造皮下裂纹的铸锭制备方法,该方法减少Cu‑Ni‑Sn合金铸造皮下裂纹,提高Cu‑Ni‑Sn合金铸锭质量,该方法步骤流程为配料→熔炼→分析→调整成分→转炉→保温→铸造(带振动)→锯切,其中:1、配料:按照质量比例依次添加各成分。2、熔炼:熔炼温度1100‑1200℃。3、转炉:转炉温度1130‑1230℃。4、保温静置:静置时间≥15min,出炉温度1130‑1200℃。控制Ni、P等含量的均匀性,减少气体含量。5、铸造:震动铸造方式,震动频率40‑70次/min;铸造温度1130‑1200℃,铸造速度50‑70mm/min,冷却水流量25‑35m³/h。本发明产生的效果是:铜合金铸锭无皮下裂纹缺陷,后续加工无起皮、孔洞现象。

技术研发人员:张文芹;李辉;景洁;韩彩香;续致恒;王琦
受保护的技术使用者:太原晋西春雷铜业有限公司
技术研发日:2019.06.25
技术公布日:2019.08.20
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