大气条件下熔炼与铸造c18150合金工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种烙炼与铸造合金的方法，特别是设及一种大气条件下烙炼与铸造 C18150(铭错铜合金)工艺，尤其是设及一种铸炉与烤炉烧结工艺，强调筑炉材料必须是碱 性耐火材料，烙炼时在烙体上添加铜合金烙炼用覆盖剂，铭、错W中间合金形式加入炉内， 铸造时采用立式潜流半连续方式，铸造圆形锭。
【背景技术】
[0002] C18150(铭错铜合金）由于具有高强、高导性能，应用范围广泛，是我国十二五期间 大力发展的高性能铜合金材料，技术附加值较高，但生产难度大。在我国，多数企业铭错铜 合金铸锭采用真空法烙铸生产，铭、错在真空室一次加入，不能调整，铸锭质量冶金质量较 差，铸锭成品率在70%左右，生产成本高；少数企业虽然采用了非真空法生产，但铭、错通过 人工在流槽添加，烙化不充分，也无法调整成分。因此，化学成分含量不稳定且分布不均，随 之而来铸锭质量也不稳定，铸锭成品率基本在80%左右，生产成本也较高。用上述两种方法 生产的铸锭加工的产品不能满足高端用户高性能要求。
[0003] 从全球范围角度来看，铭错铜合金工业化生产关键问题是烙炼技术。由于化、&元 素与氧亲和力较大，因此在烙炼铭错铜合金时必须解决合金元素的氧化烧损问题，采用真 空烙炼方法来进行实际生产其生产制备成本太高，实现连续生产、大长度产品难度相当大。 如何解决铭错铜合金的大气烙炼问题，是目前全世界许多研究机构，特别是铜合金生产企 业的研究方向之一，也属一个难度很大的课题。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于解决现有技术存在的上述问题，给出一种大气条件下烙炼与铸 造 C18150合金工艺。本发明解决了传统真空法设备投入大及非真空法化学成分含量不稳定 且分布不均的问题，具有操作灵活，提高铸锭冶金质量，使铸锭的化学成分均匀无偏析、晶 粒度细小、没有冶金缺陷、表面质量好的特点，提高生产效率，降低生产成本，并形成工业化 批量生产。
[0005] 本发明给出的技术方案是：一种大气条件下烙炼与铸造 C18150合金工艺，其特征 在于有W下步骤。
[0006] (1)铸炉与烘烤烧结。
[0007] 炉衬材料必须选择碱性耐火材料，不得使用娃砂等酸性耐火材料，操作流程:打 炉一烤炉一烧结，工艺控制条件。
[000引 a、打炉。
[0009] 炉头及上炉体采用诱铸料打制，下炉体采用干打料捣打，炉头与上炉体自然养护3 ~7天再将炉头与上炉体、上炉体与下炉体对接成一体。
[0010] b、烘烤。
[0011] 缓慢升溫，避免急速升溫引起裂纹和剥落，烘烤结束缓慢降溫。
[001^ C、烧结。
[0013] 将切好的小块电解铜加入炉内，填满为止，然后进行烧结，烧结工艺见附图。
[0014] (2)烙炼与铸造。
[0015] 新打制炉子前期过度生产不低于3天，然后再生产铭错铜合金。
[0016] 结晶器为圆形，引锭头从铸锭出口方向伸入结晶器大约1/^3位置处。
[0017] 化学成分控制按下表规定。
[0018] C18150(铭错铜合金)主要化学成分要求。
[0019] 铭错铜合金操作流程。
[0020] 配料一装炉一加铜合金烙炼用覆盖剂一烙化一加铜铭中间合金一升溫烙化一烫 炉头一取样分析一加铜儀中间合金脱氧一加铜错中间合金一静置一取样分析，调整成分一 烫炉头一铸造。
[0021] 工艺控制。
[0022] a、烘烤覆盖剂。
[0023] 铜合金烙炼用覆盖剂，使用前进行充分烘干，工艺为溫度500°C/5~6小时，烘干结 束后取出封好待用。
[0024] b、配料。
[0025] 金属儀按投料总量0.01%计算，铭按总投料量的0.7~0.9%计算，错按总投料量的 0.15~0.20%计算;儀、铭、错分别做成铜-20%儀、铜-10%铭、铜-30%错中间合金，使用前将中 间合金砸碎成小块，便于烙炼时烙化。
[0026] C、烙炼。
[0027] 炉内加铜和烙炼用覆盖剂，覆盖剂厚度W烙化后达到100mm为宜，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分钟再升溫至1280~1320°C，运时 倾动炉体使铜液流入炉头进行烫炉头（10~15分钟），揽拌取样分析铭含量(可视含量进行 微调），铭（C r)分析合格后加入C u-Mg合金，保溫5分钟左右后再加入C U- Z r合金，再保 溫5分钟左右，取样分析错元素含量，合格后保溫准备铸造。
[002引 d、铸造。
[0029] 倾动炉体再烫炉头（10~15分钟），让炉头充分预热后方可出炉诱铸，并将铜液溫 度调整到1300~1350°C，运时倾动炉体使嵌入炉头的石墨管对准结晶器中屯、并垂直于结晶 器(水平面），打开限流阀，铜液经过阀口一石墨管路进入结晶器进行铸造，铜液在结晶器内 高度为距结晶器上沿10~15mm并使石墨管浸入其中。W烟灰覆盖结晶器内烙体表面，铸造 溫度1300~1350°C，铸造速度0.8~1.2mm/s，铸造时冷却水压力为0.03~0.05MPa。
[0030] e、检查。
[0031 ]铸造结束后，将铸锭吊出铸造井，切取试样分析化学成分，低倍检查内部质量，ii 量尺寸，检查表面质量，合格后准备银切。
[0032] f、银切。
[0033] 检查合格后的铸锭根据需要切成齐尺，准备下道工序加工使用； 邑、_/\· 。
[0034] 将检验合格并银切的铸锭，堆放到合格铸锭存放区域，作好记录。
[0035] 本发明依托拥有的"铜合金烙炼用覆盖剂"发明专利（公开号为CN 101817066A)， 开发研制出了铭错铜非真空烙炼及半连续潜流铸造工艺，从根本上解决了 CrJr元素的烧 损问题，同时净化了烙体，减少原材料消耗，大幅度降低生产成本，提高了铸锭冶金质量;半 连续潜流铸造避免传统流槽输送金属液的方法带来的吸气、吸氧造成的气孔、夹杂和夹渣 等缺陷，不但提高铸锭质量，还具有占用空间小、劳动强度低、金属损耗少等优点，真正实现 了低成本生产。
[0036] 与现有技术相比较，本发明的有益效果是。
[0037] ①非真空烙铸铭错铜合金铸锭成品率达到90%，比真空烙铸高20%W上。
[0038] ②应用铜合金烙炼用覆盖剂使错元素收得率达到60%，且错元素分布均匀。
[0039] ③铭错铜合金铸锭晶粒度达到M-8.5级。
[0040] 本工艺技术方案，无需特制设备，没有设备投资，可充分利用一般有色金属加工企 业现有的上下结构烙炼炉、半连续铸造机，能耗低、操作方便、清洁环保。
【附图说明】
[0041] 图1.炉衬烤炉烧结工艺曲线。
[0042] 图2.烙炼与铸锭工艺流程图。
【具体实施方式】
[0043] 实施例1。
[0044] 采用本发明生产C18150(铭错铜合金)《223mm圆形铸锭。
[0045] 要求。
[0046] 新打制炉子前期过度生产不低于3天，然后再去生产铭错铜合金。
[0047] 结晶器为圆形，直径《227皿引锭头从铸锭出口方向伸入结晶器的1/^3位置处。
[004引铭错铜合金操作流程。
[0049]配料一装炉一加铜合金烙炼用覆盖剂一烙化一加铜铭中间合金一升溫烙化一烫 炉头一取样分析一加铜儀中间合金脱氧一加铜错中间合金一静置一取样分析，调整成分一 烫炉头一铸造。
[(K)加]工艺控制条件。
[0化1] a、烘烤覆盖剂。
[0052]铜合金烙炼用覆盖剂，使用前进行充分烘干，工艺为溫度500°C/5~6小时，烘干结 束后取出封好待用。
[0化3] b、配料计算。
[0054] 选择2t中频感应炉，总投料2000kg，其中金属儀按投料总量0.01%计算，需Cu-20% Mg中间合金1 kg，铭按总投料量的0.8%计算，需Cu-10%化中间合金160kg，错按总投料量的 0.18%计算，需Cu-，30%Zr中间合金12kg，余量为铜，重量1827kg;分别将中间合金砸碎成小 块，便于烙炼时烙化。
[0055] C、烙炼。
[0056] 炉内加1827kg铜和烙炼用覆盖剂(约50kg)，覆盖剂厚度W烙化后达到 100mm为宜， 升溫烙化至1280~1320°C加入160kgCU-Cr合金，溫度略降，5分钟升溫至1280~1320°C， 运时倾动炉体使铜液流入炉头进行烫炉头（13分钟），揽拌取样分析铭含量(可视含量进行 微调，使含铭量不低于0.6%)，铭（C r)分析合格后加入1kg C u-Mg合金，保溫5分钟后再加 入12kg C U-Z r合金，再保溫5分钟左右，取样分析错元素含量(标准要求为0.05~0.25%，炉 前分析要求不低于0.13%，否则进行补加错），合格后保溫准备铸造。
[0化7] d、铸造。