本发明属于冶金
技术领域：
，具体涉及到一种铁镍铜合金及其真空熔炼工艺。
背景技术：
：真空感应炉熔炼是生产特种合金的重要熔炼方法，产出的产品具有气体含量低、非金属夹杂物水平低的特点。对于普通钢种而言，由于真空下的碳氧反应提高了碳的脱氧能力，因此常常把碳作为真空熔炼的脱氧剂。而对于碳氧含量均极低的特殊钢种，如何同时脱氧和脱碳成为了一个难点。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种铁镍铜合金及其真空熔炼工艺，整个熔炼工艺使用同一台真空感应炉，采用两次熔炼的方法。第一次熔炼通过以底吹的方式向钢液内部通入一定量氧气的方法深脱碳。第二次熔炼通过高真空除气、al和ti合金联合脱氧、原料全熔后在钢液表面放入浮渣吸附器同时以底吹的方式向钢液内部充入氩气搅拌等方法精脱氧。最终获得氧含量低于10ppm，碳含量低于15ppm的铁镍铜合金锭。为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种铁镍铜合金，化学成分为c≤0.0015，ni12.5-14.5％，cu2.2-2.4％，al0.4-0.5％，ti0.2-0.3％，o≤0.0010％，p≤0.0050％，s≤0.0050％，余量为fe及不可避免的杂质元素。上述铁镍铜合金的熔炼方法，熔炼过程使用同一台真空感应炉，采用两次熔炼的方法。进一步，第一次熔炼的成分要求为c≤0.0010，ni12.5-14.5％，cu2.2-2.4％，o≤0.020％，p≤0.0050％，s≤0.0050％，余量为fe及不可避免的杂质元素，整个熔炼过程均在真空条件下进行。具体步骤包括：(1)化料及初脱碳：经过烘干处理的电解ni板、工业纯铁，电解cu随炉加入，合炉抽空使炉内压力达30pa以内后通电熔化随炉料。前期熔化速率为2-3kg/min。待原料熔化量达总量的1/3-1/2后降低熔化速率为0.3-0.5kg/min，同时以底吹的方式向正在熔化钢液中通入氧气，流量为0.5-1l/min，使氧与钢液充分混合，提高底吹氧的脱碳效率。在通入氧气的过程中确保炉内压力≤20pa，直到随炉料全熔；(2)深脱碳：随炉料全熔后，保持钢液结膜温度，将底吹氧的流量提高到2-3l/min，深脱碳40-50min；(3)浇注：取样分析钢液成分，待钢液成分满足要求后，调整钢液温度，带电浇注成直径80mm的原料锭。第一次熔炼包括两次脱碳阶段，第一次脱碳以底吹的方式向以较低的熔化速度熔化的钢液中通入适宜流量的氧气，使氧与钢液充分混合，提高底吹氧的脱碳效率。第二次脱碳以底吹的方式向钢液中通入较大流量氧气，在较长时间内持续脱碳。通过两次脱碳充分脱除原料中碳元素，使碳含量降低到10ppm以内。更进一步，第二次熔炼的成分要求为最终成分要求，化学成分为c≤0.0015，ni12.5-14.5％，cu2.2-2.4％，al0.4-0.5％，ti0.2-0.3％，o≤0.0010％，p≤0.0050％，s≤0.0050％，余量为fe及不可避免的杂质元素，整个熔炼过程均在真空条件下进行。具体步骤包括：(1)化料及初脱氧：第一次熔炼获得的原料锭随炉加入，合炉抽空使炉内压力达30pa以内后通电熔化随炉料。前期熔化速率为2-3kg/min。待原料熔化量达总量的1/3-1/2后降低熔化速率为0.3-0.5kg/min，同时以底吹的方式向正在熔化的钢液中通入氩气，流量为0.5-1l/min，使氩与钢液充分混合，提高底吹氩的搅拌效率。在通入氩气的过程中确保炉内压力≤20pa，直到随炉料全熔；(2)进一步脱氧：随炉料全熔后，将钢液温度提高到1600-1630℃，保温20-30min，在保温的过程中保持底吹氩的流量为1-2l/min；(3)深脱氧：停电降温至钢液结膜，加入全部的al粒和海绵ti，合金全熔后，将钢液温度提高到1560-1580℃，保温15-20min，在保温的过程中保持底吹氩的流量为2-3l/min；(4)浮渣吸附：深脱氧后，在钢液表面放入一块浮渣吸附器，保持底吹氩的流量为0.5-1l/min，持续10-15min。(5)浇注：取样分析钢液成分，待钢液成分满足要求后，调整钢液温度为1560-1580℃，带电浇注成成品锭。在浇注过程中，采用同时具有挡渣和过滤功能的预制中间包，进一步过滤浮渣，浇注前倾倒坩埚至10-15o角并保持60s，确保浮渣吸附器移动到背离炉嘴处浇注过程中持续吸附浮渣。进一步，所述的浮渣吸附器材质为多孔氧化锆，直径为100-110mm，厚度为10-15mm。第二次熔炼以第一次熔炼所得圆棒为原材料，采用三次脱氧及脱氧后的浮渣吸附过程，第一次脱氧以底吹的方式向以较低的熔化速度熔化的钢液中通入适宜流量的氩气，使氩与钢液充分混合，提高底吹氩的搅拌效率。第二次脱氧以底吹的方式向钢液中通入较大流量氩气，在较长时间内和较高温度条件下持续脱氧。第三次脱氧同样以底吹的方式向钢液中通入更大流量氩气，在一定时间内和适宜温度条件下通过合金化的方式持续脱氧。通过三次脱氧，使钢液中的氧含量降低到10ppm以内。脱氧后，在钢液表面放入一块浮渣吸附器，保持一定量底吹氩且持续一定时间，吸附钢液表面由于脱氧作用产生的浮渣，提高钢液的纯净度。综合两次熔炼过程，获得氧碳含量均极低、洁净度较高的铁镍铜合金产品。与现有技术先比，本申请具有如下有益效果：本发明所述技术方案使用同一台真空感应炉，无需添加设备；本发明所述技术方案采用两次熔炼的方法，先脱碳，后脱氧，工艺简便，易于实行，获得的铁镍铜合金产品氧碳含量均极低、洁净度较高。具体实施方式以下较佳实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明，但不限于此。以使用150kg真空感应炉生产2只方锥型铁镍铜合金锭为例。铁镍铜合金的化学成分为c≤0.0015，ni12.5-14.5％，cu2.2-2.4％，al0.4-0.5％，ti0.2-0.3％，o≤0.0010％，p≤0.0050％，s≤0.0050％，余量为fe及不可避免的杂质元素。上述铁镍铜合金的熔炼方法，熔炼过程使用同一台真空感应炉，采用两次熔炼的方法。实施例1第一次熔炼的成分要求为c≤0.0010，ni12.5-14.5％，cu2.2-2.4％，o≤0.020％，p≤0.0050％，s≤0.0050％，余量为fe及不可避免的杂质元素，整个熔炼过程均在真空条件下进行。具体步骤包括：(1)化料及初脱碳：经过烘干处理的电解ni板、工业纯铁，电解cu随炉加入，合炉抽空使炉内压力达30pa以内后通电熔化随炉料。前期熔化速率为3kg/min。待原料熔化量达总量的1/2后降低熔化速率为0.4kg/min，同时以底吹的方式向正在熔化的钢液中通入氧气，流量为0.8l/min，使氧与钢液充分混合，提高底吹氧的脱碳效率。在通入氧气的过程中确保炉内压力≤20pa，直到随炉料全熔；(2)深脱碳：随炉料全熔后，保持钢液结膜温度，将底吹氧的流量提高到2l/min，深脱碳45min；(3)浇注：取样分析钢液成分，待钢液成分满足要求后，调整钢液温度，带电浇注成直径80mm的原料锭。脱模后，取钢锭样测成分见下表1：表1钢锭化学成分及含量元素cnicuopsfe成分/wt.％0.000913.12.30.0180.00410.0022余量第二次熔炼的成分要求为最终成分要求，整个熔炼过程均在真空条件下进行。具体步骤包括：(1)化料及初脱氧：第一次熔炼获得的原料锭随炉加入，合炉抽空使炉内压力达30pa以内后通电熔化随炉料。前期熔化速率为3kg/min。待原料熔化量达总量的1/2后降低熔化速率为0.4kg/min，同时以底吹的方式向正在熔化的钢液中通入氩气，流量为0.8l/min，使氩与钢液充分混合，提高底吹氩的搅拌效率。在通入氩气的过程中确保炉内压力≤20pa，直到随炉料全熔；(2)进一步脱氧：随炉料全熔后，将钢液温度提高到1620℃，保温30min，在保温的过程中保持底吹氩的流量为2l/min；(3)深脱氧：停电降温至钢液结膜，加入全部的al粒和海绵ti，合金全熔后，将钢液温度提高到1580℃，保温20min，在保温的过程中保持底吹氩的流量为3l/min；(4)浮渣吸附：深脱氧后，在钢液表面放入一块浮渣吸附器，浮渣吸附器材质为多孔氧化锆，直径为100mm，厚度为15mm。保持底吹氩的流量为1l/min，持续15min。(5)浇注：取样分析钢液成分，待钢液成分满足要求后，调整钢液温度为1570℃，带电浇注成成品锭。在浇注过程中，采用同时具有挡渣和过滤功能的预制中间包，进一步过滤浮渣，浇注前倾倒坩埚至15o角并保持60s，确保浮渣吸附器移动到背离炉嘴处浇注过程中持续吸附浮渣。脱模后，取钢锭样测成分见下表2：表2钢锭化学成分及含量元素cnicuospaltife成分/wt.％0.001113.02.30.00090.00200.00430.460.23余量实施例2第一次熔炼的成分要求为c≤0.0010，ni12.5-14.5％，cu2.2-2.4％，o≤0.020％，p≤0.0050％，s≤0.0050％，余量为fe及不可避免的杂质元素，整个熔炼过程均在真空条件下进行。具体步骤包括：(1)化料及初脱碳：经过烘干处理的电解ni板、工业纯铁，电解cu随炉加入，合炉抽空使炉内压力达30pa以内后通电熔化随炉料。前期熔化速率为2.5kg/min。待原料熔化量达总量的1/3后降低熔化速率为0.3kg/min，同时以底吹的方式向正在熔化的钢液中通入氧气，流量为0.5l/min，使氧与钢液充分混合，提高底吹氧的脱碳效率。在通入氧气的过程中确保炉内压力≤20pa，直到随炉料全熔；(2)深脱碳：随炉料全熔后，保持钢液结膜温度，将底吹氧的流量提高到3l/min，深脱碳40min；(3)浇注：取样分析钢液成分，待钢液成分满足要求后，调整钢液温度，带电浇注成直径80mm的原料锭。脱模后，取钢锭样测成分见下表3：表3钢锭化学成分及含量元素cnicuopsfe成分/wt.％0.000713.02.30.0190.00440.0020余量第二次熔炼的成分要求为最终成分要求，整个熔炼过程均在真空条件下进行。具体步骤包括：(1)化料及初脱氧：第一次熔炼获得的原料锭随炉加入，合炉抽空使炉内压力达30pa以内后通电熔化随炉料。前期熔化速率为2.5kg/min。待原料熔化量达总量的1/3后降低熔化速率为0.3kg/min，同时以底吹的方式向正在熔化的钢液中通入氩气，流量为0.5l/min，使氩与钢液充分混合，提高底吹氩的搅拌效率。在通入氩气的过程中确保炉内压力≤20pa，直到随炉料全熔；(2)进一步脱氧：随炉料全熔后，将钢液温度提高到1610℃，保温25min，在保温的过程中保持底吹氩的流量为1.5l/min；(3)深脱氧：停电降温至钢液结膜，加入全部的al粒和海绵ti，合金全熔后，将钢液温度提高到1570℃，保温17min，在保温的过程中保持底吹氩的流量为2.5l/min；(4)浮渣吸附：深脱氧后，在钢液表面放入一块浮渣吸附器，浮渣吸附器材质为多孔氧化锆，直径为100mm，厚度为15mm。保持底吹氩的流量为0.8l/min，持续12min。(5)浇注：取样分析钢液成分，待钢液成分满足要求后，调整钢液温度为1580℃，带电浇注成成品锭。在浇注过程中，采用同时具有挡渣和过滤功能的预制中间包，进一步过滤浮渣，浇注前倾倒坩埚至11o角并保持60s，确保浮渣吸附器移动到背离炉嘴处浇注过程中持续吸附浮渣。脱模后，取钢锭样测成分见下表4：表4钢锭化学成分及含量元素cnicuospaltife成分/wt.％0.000913.02.30.00070.00220.00410.450.24余量本发明的上述实施例仅仅是为说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。当前第1页12