专利名称：CuCrZr合金在大气中的熔炼方法及其设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种CuCrfi 合金在大气中的熔炼方法及其设备，属于有色金属合金熔炼技术领域。
背景技术：
CuCrfr合金属于沉淀硬化型铜合金，具有高强度、高导电率、高软化温度等有益的综合性能，主要用于制作自动电焊机的电机、集成电路框架材料、电气化铁路机车滑线、大型铸钢结晶器材等，市场潜力非常大，熔铸CuCrfr合金则是生产这种合金的第一道工序。在CuCrfi 合金生产中，锆和铬的化学性能极为活泼、且密度都比铜低。熔炼是，锆和铬难以进入到铜基体中，均悬浮与铜熔液表面。另外，液体状的电解铜、铬和锆都极易氧化和吸气，而且吸入液体合金中得氧气不仅能将铬大量烧损、及锆烧损殆尽，而且会产生大量气孔和疏松，缩孔亦显著变深(可达铸锭的30 35% )，不仅恶化了合金的机械性能和冷加工工艺性能，而且大大降低了铸锭的成材率。为了确保CuCrfr合金质量，防止铬被大量烧损、锆被烧尽，国内外均在真空炉中冶炼和浇铸。由于真空炉内须设有熔炼和浇铸两套设施，因此外表看来偌大一台真空电炉， 其实熔炼炉很小，熔炼量多为30 50公斤左右。熔炼量为百公斤的即属于大电炉了。加之铜铬锆合金收缩量很大，缩孔占铸锭的1/3，出料率太低，能耗大，生产成本很高。
发明内容
为克服现有的真空熔炼技术出料率低，能耗大，生产成本高的缺点，本发明提供了一种能够在大气环境中完成冲熔浇铸，生产效率高，生产成本低的CuCrfr合金在大气中的熔炼方法及其设备。CuCrZr合金在大气中的熔炼方法，包括以下步骤1)、对电解铜在大气中进行熔化和脱氢处理，获取液体状态的电解铜，熔化完成时即脱氢处理结束；2)、电解铜熔化完毕后立即向液体电解铜中加入熔剂，熔剂融化、并在铜液面上形成一层粘稠致密的防护层，防护层的厚度最好是20士5mm ；所述的熔剂是硅酸钠和碎玻璃的混合物，其中碎玻璃占熔剂总量的25 35%，余为硅酸钠；3)、选择Cu-Cr母合金和Culr母合金分别作为冲熔CuCrfr合金的Cr添加剂和 ^ 添加剂，所述的Cu-Cr母合金中Cr的质量含量< 5. 0%、且熔化温度低于1170°C，所述的 Cu-Zr母合金中ττ的质量< 30%、且熔化温度< 1000°C ；冲熔工艺形成液体CuCrfr合金包括以下步骤(3. 1)、在冲熔用坩埚底部均勻地铺敷一层底部木炭粉层；(3. 2)、均勻混合的CuCr母合金和母合金形成冲熔用母合金颗粒，母合金颗粒占合金总重量的比例< 10%，其中Cr占CuCrfr合金总重0. 6%，Zr占CuCrfr合金总重的0. 3% ；所述的CuCr母合金和母合金的粒度均为1 3mm，将母合金颗粒均勻地铺敷于底部木炭粉层之上；(3. 3)在母合金颗粒层之上均勻覆盖一层由强脱氧剂Cu-Mg母合金粉和鳞片状石墨混合形成的脱氧剂层，强脱氧剂Cu-Mg母合金粉和鳞片状石墨的混合比为1 3;所述的脱氧剂层上均勻铺敷还原木炭粉层，所述的还原木炭粉层之上均勻覆盖一层稻草灰层，所述的还原木炭粉层和稻草灰层形成冲熔时的还原剂层；(3. 4)、将冲熔用坩埚置于预热炉中，预热坩埚至彡600°C，将液体电解铜加热至 ^ 1200°C，将液体电解铜直接导入还原剂层之下、与母合金颗粒接触；等待液体电解铜完全熔化母合金颗粒并形成良好混合的液体CuCrfr合金；冲熔用坩埚的底部具有出料管，所述的出料管的管口插设有堵塞出料管的塞杆；4)、冲熔用坩埚下方设有密封的浇铸模，向浇铸模中充入氮气，当氮气完全充满浇铸模时，打开塞杆，坩埚的出料管将液体CuCrfr合金导入浇铸模中；5)、当浇铸模内的温度降至彡600°C时，停止向浇铸模内充入氮气，开启铸模即可获得固体状的CuCrfr合金铸锭。进一步，步骤(3. 3)中，在稻草灰层之上覆盖有无水硼砂粉。无水硼砂粉的厚度最好是1 2mm，硼砂粉熔化后能将稻草灰牢固地粘在一起，不但能保护金属液面，而且在浇铸完毕后也能很容易第将结为一体的还原剂层取出。进一步，步骤(3. 1)中的底层木炭粉层的厚度最好是5 IOmm ；步骤(3. 3)中的脱氧剂层的厚度最好是5 0mm，还原木炭粉层的厚度最好是10 15mm，稻草灰层的厚度最好是60 100mm。木炭粉层具有较强的还原能力，能够阻止液体CuCrfi 合金和鳞片状石墨的氧化，稻草灰层也具有还原能力、且稻草灰层轻而致密，空气难以穿过，能够大大减缓木炭粉层的氧化和烧毁速度。使用所述的CuCrfr合金在大气中的熔炼方法熔铸CuCrfr合金的设备，包括将电解铜熔化的熔炼炉，将Cr和ττ冲熔入液体电解铜中形成液体CuCrfr合金的冲熔装置，和将液体CuCrfr合金铸锭的浇铸装置；所述的冲熔装置包括盛放CuCr和母合金颗粒的坩埚，加热坩埚的预热炉，和覆盖于预热炉顶部阻止热量向外散发的保温盖，所述的坩埚置于预热炉内部；所述的母合金颗粒上方铺设有隔绝空气的还原剂层，所述的坩埚的底部设有出料管，所述的出料管上设有开关阀；所述的熔炼炉中的液体电解铜导入所述的坩埚内与CuCr和母合金颗粒接触、形成液体CuCrfr合金；所述的浇铸装置包括内含多个铸锭区域的铸模盘和封闭所述的铸模盘的上盖，所述的铸模盘中分布有多个铸锭区域，所述的上盖中设有将液体CuCrfi 合金导入各个铸锭区域中的导流通道，所述的导流通道上设有多个注料口，每个注料口对应一个铸锭区域；坩埚出料管与所述的导流通道连通，所述的铸模盘与氮气气源连通。进一步，所述的出料管的开关阀为插设有阻止坩埚内的液体出料的坩埚塞杆，所述的坩埚塞杆外露于所述的保温盖，所述的坩埚塞杆为石墨塞杆。进一步，所述的预热炉中设有放置坩埚的底座，所述的坩埚出料管贯穿所述的底座。进一步，所述的浇铸装置还包括与铸模盘上盖连接的浇铸盆，坩埚的出料管插入所述的浇铸盆中，所述的浇铸盆中设有阻隔大气与液体CuCrfr合金的熔剂隔离层；所述的浇铸盆上设有供料口，所述的供料口与所述的导流通道连通；所述的浇铸盆的外壁设有一圈向外延伸的翅片，所述的翅片的截面呈“1 ”形；所述的铸模盘上盖上设有两个同心的圆环，所述的翅片的下缘插入两个圆环之间，圆环与翅片之间设置水封。进一步，所述的铸模盘上盖的外侧壁上设有一圈“"| ”形翅片，所述的铸模盘上设有允许上盖翅片插入其内的沟槽，所述的沟槽与上盖翅片之间设置水封。进一步，所述的铸模盘包括外壳和模具内盘，所述的模具内盘上均勻分布所述的铸锭区域，所述的外壳上设有氮气入口和氮气出口，所述的氮气入口与氮气气源连接。氮气经氮气入口进入铸模盘中，经氮气出口流出，氮气不断逐渐充满铸模盘、在铸模盘内形成无氧环境，液体CuCrfr合金在氮气的保护下进行无氧浇铸。进一步，所述的熔炼炉包含液体电解铜的出料通道，所述的出料通道上设有卸料管，所述的卸料管中插设有卸料塞杆；所述的熔炼炉与冲熔装置之间设有泄流浇盆，所述的泄流浇盆上铺敷有阻隔液体电解铜与大气的泄流浇盆溶剂层，所述的卸料管插入泄流浇盆熔剂层下方；所述的泄流浇盆设有将液体电解铜导入坩埚内的泄流管，所述的泄流管插入坩埚的母合金颗粒中。坩埚内盛装有CuCr和母合金颗粒，在母合金颗粒上方铺敷还原剂层，当高温液体电解铜进入坩埚内时，还原剂层形成一层阻隔液体合金与空气的保护层，阻止Cr和ττ的氧化。本发明的技术构思是先将电解铜熔化，通过冲熔工艺向电解铜中冲熔入Cr和& 形成液体CuCrfr合金，冲熔Cr和rLx时，通过还原剂层来隔绝空气，阻止氧气进入液体电解铜中，减少Cr和ττ的损耗；最后在氮气的保护下，将液体CuCrfr合金铸锭。本发明在冲熔时，CuCr和CWr母合金的熔点低，Cr和rLx的熔入速度快，冶炼时间短，效率高；设置了脱氧剂层和还原剂层，能够显著降低Cr和ττ的烧损率，使铬的熔入率 ^ 90%、锆熔入率> 85%;并且是气孔及疏松明显减少，合金更加致密。从冲熔开始到液体合金浇铸完毕，耗时仅需4 5分钟，生产效率高。本发明具有能够在大气环境中完成冲熔浇铸，生产效率高，生产成本低的优点。
图1是熔铸CuCrfr合金设备的示意图。图2是浇铸装置的分解示意图。图3是铸模盘上盖的剖视图。图4是铸模盘上盖中导流通道的示意图。图5是铸模盘的剖视图。图6是铸模盘的俯视图。
具体实施例方式实施例一CuCrZr合金在大气中的熔炼方法，包括以下步骤1)、对电解铜在大气中进行熔化和脱氢处理，获取液体状态的电解铜，熔化完成时即脱氢处理结束；
2)、电解铜熔化完毕后立即向液体电解铜中加入熔剂，熔剂融化、并在铜液面上形成一层粘稠致密的防护层，防护层的厚度最好是20士5mm ；所述的熔剂是硅酸钠和碎玻璃的混合物，其中碎玻璃占熔剂总量的25 35% ；3)、选择Cu-Cr母合金和Culr母合金分别作为冲熔CuCrfr合金的Cr添加剂和 ^ 添加剂，所述的Cu-Cr母合金中Cr的质量含量< 5. 0%、且熔化温度低于1170°C，所述的 Cu-Zr母合金中rLx的质量含量< 30%、且熔化温度< 1000°C ；冲熔工艺形成液体CuCrfr合金包括以下步骤(3. 1)、在冲熔用坩埚底部均勻地铺敷一层底部木炭粉层，底层木炭粉层的厚度最好是5 IOmm ；(3. 2)、均勻混合的CuCr母合金和CWr母合金形成冲熔用母合金颗粒，母合金颗粒占合金总重量的比例< 10% (若母合金颗粒过多，将导致液体合金快速降温，对冲熔质量、合金成分的均勻度都会产生不良影响)，其中Cr占CuCrfr合金总重0. 6%，^ 占CuCrfr 母合金总重的0. 3% ；所述的CuCr母合金和母合金的粒度均为1 3mm，将母合金颗粒均勻地铺敷于底部木炭粉层之上；(3. 3)在母合金颗粒层之上均勻覆盖一层由强脱氧剂Cu-Mg母合金粉和鳞片状石墨混合形成的脱氧剂层，强脱氧剂Cu-Mg母合金粉和鳞片状石墨的混合比为1 3，脱氧剂层的厚度最好是5 IOmm;所述的脱氧剂层上均勻铺敷还原木炭粉层，还原木炭粉层的厚度最好是10 15mm，所述的还原木炭粉层之上均勻覆盖一层稻草灰层，稻草灰层的厚度最好是60 100mm，所述的还原木炭粉层和稻草灰层形成冲熔时的还原剂层；木炭粉层具有较强的还原能力，能够阻止液体CuCrfr合金和鳞片状石墨的氧化，稻草灰层也具有还原能力、且稻草灰层轻而致密，空气难以穿过，能够大大减缓木炭粉层的氧化和烧毁速度。稻草灰层之上最好覆盖一层无水硼砂粉，无水硼砂粉的厚度最好是1 2mm，硼砂粉熔化后能将稻草灰牢固地粘在一起，不但能保护金属液面，而且在浇铸完毕后也能很容易第将结为一体的还原剂层取出；采用上述放氧化措施后，合金元素铬和锆的烧损率明显降低，分别为10 15%左右。(3. 4)、将冲熔用坩埚置于预热炉中，预热坩埚至彡600°C，将液体电解铜加热至 ^ 1200°C，将液体电解铜直接导入还原剂层之下、与母合金颗粒接触；停留1 2分钟，等待液体电解铜完全熔化母合金颗粒并形成良好混合的液体CuCrfr合金；冲熔用坩埚的底部具有出料管，所述的出料管的管口插设有堵塞出料管的塞杆；4)、冲熔用坩埚下方设有密封的浇铸模，向浇铸模中充入氮气，当氮气完全充满浇铸模时，打开塞杆，坩埚的出料管将液体CuCrfr合金导入浇铸模中；5)、当浇铸模内的温度降至彡600°C时，停止向浇铸模内充入氮气，开启铸模即可获得固体状的CuCrfr合金铸锭。从冲熔开始到液体合金浇铸完毕，耗时仅4 5分钟，耗时短，生产效率高。步骤1)中，电解铜是电离出的正铜离子在电场的作用下，在阴极板沉积而形成的，因此，电解铜的含氧量极少或者基本不含氧，也成为“无氧铜”。由于铜在电解过程中产生的氢会恶化铜及铜合金的各种性能，因此必须对液态的电解铜进行脱氢处理。而熔化过程中电解铜处于微氧化的气氛中，可以合理低利用上下翻滚的液态铜从空气中吸入氧，来有效地脱除液体铜中的氢气。但是，如果液态铜吸入的氧气过量，则会招致合金元素的过量烧损，因此电解铜熔化完毕时脱氢处理即结束，须立即用溶剂将铜液面与大气隔开。CuCr^ 合金中铬和锆的含量很少(< 1 % )，吸气不明显，与气孔、疏松等缺陷的生成关系不大，液体电解铜的吸气才是CuCrfr合金产生气孔、疏松和性能恶化的主要原因， 因此，在电解铜熔化完毕后立即加入熔剂、隔绝大气与液体电解铜非常重要。步骤幻中，熔剂中碎玻璃的量要适当，当碎玻璃过多时，防护层容易开裂、保护效果差，甚至导致液体合金直接与大气接触，液体合金的吸气量增高。当碎玻璃过少时，表面保护层的黏度和厚度又会明显下降，液体合金翻腾剧烈的部位将出现液体金属直接与空气接触，导致液体电解铜的含氧量上升，增大铜的烧损率，降低合金的机械性能。因Cr和^ 的熔点很高，分别为1875°C和1852°C，远高于铜的熔点1083°C，一般电炉难以达到此温度，而且在如此高温下熔炼的难度也极大。为保证冲熔时木合金颗粒能够顺利熔入液体铜中，而且冲熔出的铜合金无需再加热升温即可浇筑，必须选用符合步骤3) 中要求的Cu-Cr和母合金。虽然液体锆会吸收惰性气体以外几乎所有的气体，如氧、氢、氮、一氧化碳和二氧化碳等，因此最好向预热炉中通入惰性气体作为保护气体。但是，由于CuCrfi 合金中的含锆量非常少，无可以无须太介意锆的吸气问题。实施例2参照图1-6使用所述的CuCrfr合金在大气中的熔炼方法熔铸CuCrfr合金的设备，包括将电解铜熔化的熔炼炉1，将Cr和ττ冲熔入液体电解铜中形成液体CuCrfr合金的冲熔装置，和将液体CuCrfr合金铸锭的浇铸装置；所述的冲熔装置包括盛放CuCr和母合金颗粒的坩埚9，加热坩埚的预热炉 8，和覆盖于预热炉8顶部阻止热量向外散发的保温盖7，所述的坩埚9置于预热炉8内部； 所述的母合金颗粒上方铺设有隔绝空气的还原剂层10，所述的坩埚9的底部设有出料管 16，所述的出料管16上设有开关阀；所述的熔炼炉1中的液体电解铜2导入所述的坩埚9 内与CuCr和CWr母合金颗粒接触、形成液体CuCrfr合金11 ；所述的浇铸装置包括内含多个铸锭区域的铸模盘15和封闭所述的铸模盘15的上盖14，所述的铸模盘15中分布有多个铸锭区域A，所述的上盖14中设有将液体CuCrfi 合金11导入各个铸锭区域A中的导流通道B，所述的导流通道B上设有多个注料口 C，每个注料口 C对应一个铸锭区域A ；坩埚出料管16与所述的导流通道B连通，所述的铸模盘15与氮气气源连通。本实施例中，坩埚9采用石墨坩埚，预热炉8采用保温电阻炉，保温盖7为水泥盖。所述的出料管16的开关阀为插设有阻止坩埚9内的液体出料的坩埚塞杆6，所述的坩埚塞杆6外露于所述的保温盖7，所述的坩埚塞杆6为石墨塞杆；坩埚塞杆6外露于保温盖7，便于拔插坩埚塞杆6以开启或关闭坩埚出料管16。所述的预热炉8中设有放置坩埚9的底座12，所述的坩埚出料管16贯穿所述的底座12。所述的浇铸装置还包括与铸模盘15上盖连接的浇铸盆13，坩埚9的出料管16插入所述的浇铸盆13中，所述的浇铸盆13中设有阻隔大气与液体CuCrfi 合金的熔剂隔离层；所述的浇铸盆13上设有供料口 D，所述的供料口 D与所述的导流通道B连通；所述的浇铸盆13的外壁设有一圈向外延伸的翅片17，所述的翅片17的截面呈“η ”形；所述的铸模盘上盖14上设有两个同心的圆环18、19，所述的翅片17的下缘插入两个圆环18、19之间， 圆环18、19与翅片17之间设置水封。供料口 D设置于浇铸盆13的底部，坩埚出料管16穿过熔剂隔离层将液体CuCrfr合金注入浇铸盆13内，熔剂隔离层阻止液体CuCrfr吸入氧气。在浇铸盆13和铸模盘15上盖之间设置水封，进一步阻止空气接触液体CuCrfr。所述的铸模盘上盖14的外侧壁上设有一圈“1 ”形翅片20，所述的铸模盘15上设有允许上盖翅片插入其内的沟槽21，所述的沟槽21与上盖翅片20之间设置水封。在铸模盘上盖14和铸模盘15之间设置水封，保证铸模盘15内的密封性，阻止空气进入铸模盘15 内，便于营造和保持铸模盘内的无氧环境。所述的铸模盘15包括外壳151和模具内盘152，所述的模具内盘152上均勻分布所述的铸锭区域A，所述的外壳151上设有氮气入口和氮气出口，所述的氮气入口与氮气气源连接。氮气经氮气入口进入铸模盘中，经氮气出口流出，氮气不断逐渐充满铸模盘15、在铸模盘15内形成无氧环境，液体CuCrfr合金在氮气的保护下进行无氧浇铸。所述的熔炼炉1包含液体电解铜的出料通道3，所述的出料通道上设有卸料管22， 所述的卸料管22中插设有卸料塞杆4 ；所述的熔炼炉1与冲熔装置之间设有泄流浇盆5，所述的泄流浇盆5上铺敷有阻隔液体电解铜与大气的泄流浇盆溶剂层，所述的卸料管22插入泄流浇盆熔剂层下方；所述的泄流浇盆5设有将液体电解铜导入坩埚9内的泄流管23，所述的泄流管23插入坩埚9的母合金颗粒中。坩埚9内盛装有CuCr和Cu^ 母合金颗粒，在母合金颗粒上方铺敷还原剂层，当高温液体电解铜进入坩埚9内时，还原剂层形成一层阻隔液体合金与空气的保护层， 阻止Cr和ττ的氧化。高温液体电解铜无须升温则可熔接母合金颗粒，形成液体CuCrfr合金。该泄流管为石墨泄流管。本实施例的装置的工作过程是，电解铜在熔炼炉1中熔化形成液体电解铜，提起卸料塞杆4、液体电解铜通过卸料管22进入泄流浇盆5的泄流浇盆熔剂层下方，泄流浇盆熔剂层阻止空气与液体电解铜2接触。液体电解铜2再经过泄流管23至今进入坩埚9内的还原剂层下方、与母合金颗粒接触，并熔化母合金颗粒，将Cr和ττ冲熔入铜液中，形成液体 CuCrfr。液体CuCrfr经坩埚9出料管导入浇铸盆15的熔剂隔离层下方，继而进入铸模盘上盖14的导流通道B内，导流通道B将液体CuCrfr导入在氮气保护下的各个铸模区域A， 待冷却后，即可获得CuCrfr铸锭。本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。
权利要求
1.CuCrZr合金在大气中的熔炼方法，包括以下步骤1)、对电解铜在大气中进行熔化和脱氢处理，获取液体状态的电解铜，熔化完成时即脱氢处理结束；2)、电解铜熔化完毕后立即向液体电解铜中加入熔剂，熔剂融化、并在铜液面上形成一层粘稠致密的防护层；3)、选择Cu-Cr母合金和母合金分别作为冲熔CuCrfr合金的Cr添加剂和rLr 添加剂，所述的Cu-Cr母合金中Cr的质量含量< 5. 0 %、且熔化温度低于1170°C，所述的 Cu-Zr母合金中rLx的质量含量< 30%、且熔化温度< 1000°C ；冲熔工艺形成液体CuCrfr合金包括以下步骤(3. 1)、在冲熔用坩埚底部均勻地铺敷一层底部木炭粉层；(3. 2)、均勻混合的CuCr母合金和母合金形成冲熔用母合金颗粒，母合金颗粒占合金总重量的比例< 10%，其中Cr占CuCr^ 合金总重0.6%，Zr占CuCrfi 合金总重的 0. 3% ；所述的CuCr母合金和母合金的粒度均为1 3mm，将母合金颗粒均勻地铺敷于底部木炭粉层之上；(3. 3)在母合金颗粒层之上均勻覆盖一层由强脱氧剂Cu-Mg母合金粉和鳞片状石墨混合形成的脱氧剂层，强脱氧剂Cu-Mg母合金粉和鳞片状石墨的混合比为1 3;所述的脱氧剂层上均勻铺敷还原木炭粉层，所述的还原木炭粉层之上均勻覆盖一层稻草灰层，所述的还原木炭粉层和稻草灰层形成冲熔时的还原剂层；(3. 4)、将冲熔用坩埚置于预热炉中，预热坩埚至> 600°C，将液体电解铜加热至 ^ 1200°C，将液体电解铜直接导入还原剂层之下、与母合金颗粒接触；等待液体电解铜完全熔化母合金颗粒并形成良好混合的液体CuCrfr合金；冲熔用坩埚的底部具有出料管，所述的出料管的管口插设有堵塞出料管的塞杆；4)、冲熔用坩埚下方设有密封的浇铸模，向浇铸模中充入氮气，当氮气完全充满浇铸模时，打开塞杆，坩埚的出料管将液体CuCrfr合金导入浇铸模中；5)、当浇铸模内的温度降至<600°C时，停止向浇铸模内充入氮气，开启铸模即可获得固体状的CuCrfr合金铸锭。
2.如权利要求1所述的CuCrfr合金在大气中的熔炼方法，其特征在于步骤幻中，防护层的厚度最好是20士5mm;所述的熔剂是硅酸钠和碎玻璃的混合物，其中碎玻璃占熔剂总量的25 35%。
3.如权利要求1所述的CuCrfi 合金在大气中的熔炼方法，其特征在于步骤(3.3)中， 在稻草灰层之上覆盖有无水硼砂粉，无水硼砂粉的厚度最好是1 2mm。
4.如权利要求1所述的CuCrfi 合金在大气中的熔炼方法，其特征在于步骤(3.1)中的底层木炭粉层的厚度最好是5 IOmm ；步骤(3. 3)中的脱氧剂层的厚度最好是5 10mm， 还原木炭粉层的厚度最好是10 15mm，稻草灰层的厚度最好是60 100mm。木炭粉层具有较强的还原能力，能够阻止液体CuCrfr合金和鳞片状石墨的氧化，稻草灰层也具有还原能力、且稻草灰层轻而致密，空气难以穿过，能够大大减缓木炭粉层的氧化和烧毁速度。
5.使用如权利要求1所述的CuCrfr合金在大气中的熔炼方法熔铸CuCrfr合金的设备，其特征在于包括将电解铜熔化的熔炼炉，将Cr和^ 冲熔入液体电解铜中形成液体 CuCrZr合金的冲熔装置，和将液体CuCr&合金铸锭的浇铸装置；所述的冲熔装置包括盛放CuCr和母合金颗粒的坩埚，加热坩埚的预热炉，和覆盖于预热炉顶部阻止热量向外散发的保温盖，所述的坩埚置于预热炉内部；所述的母合金颗粒上方铺设有隔绝空气的还原剂层，所述的坩埚的底部设有出料管，所述的出料管上设有开关阀；所述的熔炼炉中的液体电解铜导入所述的坩埚内与CuCr和母合金颗粒接触、 形成液体CuCrfr合金；所述的浇铸装置包括内含多个铸锭区域的铸模盘和封闭所述的铸模盘的上盖，所述的铸模盘中分布有多个铸锭区域，所述的上盖中设有将液体CuCrfi 合金导入各个铸锭区域中的导流通道，所述的导流通道上设有多个注料口，每个注料口对应一个铸锭区域；坩埚出料管与所述的导流通道连通，所述的铸模盘与氮气气源连通。
6.如权利要求5所述的熔铸CuCrfi 合金的设备，其特征在于所述的出料管的开关阀为插设有阻止坩埚内的液体出料的坩埚塞杆，所述的坩埚塞杆外露于所述的保温盖，所述的坩埚塞杆为石墨塞杆；所述的预热炉中设有放置坩埚的底座，所述的坩埚出料管贯穿所述的底座。
7.如权利要求5或6所述的熔铸CuCrfi 合金的设备，其特征在于所述的浇铸装置还包括与铸模盘上盖连接的浇铸盆，坩埚的出料管插入所述的浇铸盆中，所述的浇铸盆中设有阻隔大气与液体CuCrfi 合金的熔剂隔离层；所述的浇铸盆上设有供料口，所述的供料口与所述的导流通道连通；所述的浇铸盆的外壁设有一圈向外延伸的翅片，所述的翅片的截面呈“1 ”形；所述的铸模盘上盖上设有两个同心的圆环，所述的翅片的下缘插入两个圆环之间，圆环与翅片之间设置水封。
8.如权利要求7所述的熔铸CuCrfi 合金的设备，其特征在于所述的铸模盘上盖的外侧壁上设有一圈“Π ”形翅片，所述的铸模盘上设有允许上盖翅片插入其内的沟槽，所述的沟槽与上盖翅片之间设置水封。
9.如权利要求8所述的熔铸CuCrfi 合金的设备，其特征在于所述的铸模盘包括外壳和模具内盘，所述的模具内盘上均勻分布所述的铸锭区域，所述的外壳上设有氮气入口和氮气出口，所述的氮气入口与氮气气源连接。
10.如权利要求9所述的熔铸CuCrfr合金的设备，其特征在于所述的熔炼炉包含液体电解铜的出料通道，所述的出料通道上设有卸料管，所述的卸料管中插设有卸料塞杆；所述的熔炼炉与冲熔装置之间设有泄流浇盆，所述的泄流浇盆上铺敷有阻隔液体电解铜与大气的泄流浇盆溶剂层，所述的卸料管插入泄流浇盆熔剂层下方；所述的泄流浇盆设有将液体电解铜导入坩埚内的泄流管，所述的泄流管插入坩埚的母合金颗粒中。
全文摘要
CuCrZr合金在大气中的熔炼方法，包括对电解铜在大气中进行熔化和脱氢处理；向液体电解铜中加入熔剂；选择Cu-Cr母合金和Cu-Zr母合金分别作为Cr添加剂和Zr添加剂，冲熔工艺形成液体CuCrZr合金；将液体CuCrZr合金导入浇铸模中；降温、开启铸模。熔铸CuCrZr合金设备，包括熔炼炉，冲熔装置和浇铸装置；冲熔装置包括坩埚，预热炉和保温盖，熔炼炉中的液体电解铜导入坩埚；浇铸装置包括铸模盘和上盖，铸模盘有多个铸锭区域，坩埚内的液体CuCrZr合金经导流通道注入铸锭区域中，铸模盘与氮气气源连通。本发明具有能够在大气环境中完成冲熔浇铸，生产效率高，生产成本低的优点。
文档编号C22C1/03GK102560182SQ20111046236
公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月28日 优先权日2011年12月28日
发明者浦子惇, 浦瑞霆 申请人:浦瑞霆