一种稀土铜中间合金及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明材料涉及稀土铜合金铸造应用技术领域，具体为一种稀土铜中间合金及其制备方法。
【背景技术】
[0002]我国作为稀土资源大国，一般只通过氧化稀土原矿或者稀土铁合金低端产品贱卖资源，国外企业将稀土低端产品深加工后返销国内，价值增加了数十倍。我公司在争取湖北省经信委和发改委大力扶持下加大科技投入，联合高校创新组建产学研基地，扩大产业规模，结合现有稀土镁硅铁合金客户产品升级需求，实施该项目.一是可以实现同类产品进口替代，并大幅降低用户成本；二是可以优化公司产品结构，发展出附加值更高的新产品；三是可以增加就业岗位，就近解决部分人员就业；四是对稀土行业企业进行稀土综合利用和深加工有一定的示范意义。
[0003]现在稀土应用在铸造铜合金领域多是根据原有铸造工艺加入单一稀土金属进去，这样炉前工在实际操作过程中稀土金属的烧损量是控制不住的，因为RE稀土金属活性非常强，在常温下保存不当就会氧化；采用老工艺加精炼剂又会造成4%左右的工业铜原料损失，并且产品质量参差不齐，合格率低，实验室理论上加入RE稀土金属是可行的，但实际操作中炉前工要凭经验观察烧损量多次加入充分搅拌，劳动强度大，铜合金材料质量还没有保障，推广不了。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种稀土铜中间合金材料及其制备方法，在中频炉铸造铜合金原工艺不变，不改变铜合金材料化学成分，加入本稀土铜中间合金可以细化铜合金材料晶粒，减少杂质净化铜合金基体，增加铸造铜合金材料的耐磨性，耐腐蚀性，耐高温性，加大铸造铜合金溶液的流动性，延长了铸造铜合金材料机械加工的刀具寿命，并且炉前实际操作简单固化，耙渣铜液损失减少降低成本，应用范围广，实用性强。
[0005]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:一种稀土铜中间合金，RE稀土金属占铜合金总量的10-35%，余量为铜及不可避免的杂质元素；
RE稀土金属元素由重量百分比含量的成分组成:28-37%的镧(La)、55-70%的铈(Ce)、小于0.1%的镨(Pr)、小于0.2%的钕(Nd)、小于0.2%的钐(Sm)、小于0.1%的钇、小于0.1%的铕(Eu)、小于0.1%的钆(Gd)、小于0.1%的铽(Tb)、小于0.1%的镝(Dy)、小于0.1%钬(Ho)、小于 0.1% 铒(Er)、小于 0.1% 铥(Tm)、小于 0.1% 镱(Yb)、小于 0.1% 镥(Lu)。
[0006]其制备方法包括以下步骤，步骤一，原料选择；步骤二，切料；步骤三，配料；步骤四，装料；步骤五，抽真空；步骤六，恪炼；步骤七，饶铸；步骤八，破碎；步骤九，抛光包装。
[0007]其中在步骤一中:选择RE镧铈稀土金属和电解铜作为生产原材料；
在步骤二中:RE镧铈稀土金属选择粒度按生产配方要求结合真空感应熔炼炉石墨坩祸尺寸相适配；采用剪板机将电解铜板剪为50mm-100mm左右的长片形状，便于在石墨坩祸内分层放料；
在步骤三中:采用RE镧铺稀土金属和电解铜进行配料；RE镧铺稀土金属与电解铜重量比例为15:85到35:65根据用户实际加入RE稀土量配料；
在步骤四中:按照一层电解铜和一层RE镧铈稀土金属的顺序按步骤三比例配置好的原料将真空感应熔炼炉的石墨坩祸装满生产原料；
在步骤五中:按照真空感应熔炼炉生产工艺抽真空；
在步骤六中:通过中频电源控制柜调节电流逐步平稳升温到1030到1080摄氏度，通过可控硅电源显示屏观察温度；
在步骤七中:通过高压真空观察孔观察石墨坩祸内电解铜和RE镧铈稀土金属完全融合好后，旋转真空感应熔炼炉炉体导入到浇铸形状为圆形或者方形模具进行浇铸；
在步骤八中:将熔炼浇铸好的稀土铜中间合金从真空熔炼炉炉腔取出，冷却到常温后采用人工或者液压锤破碎，粒度重量为0.lkg-3kg ;
在步骤九中:将破碎好的稀土铜中间合金表面氧化物用铜丝刷抛光，按用户粒度大小比例要求在铁桶内附塑料袋密封防潮进行包装。
[0008]与现有技术相比，加入本发明的有益效果是:中频炉铸造铜合金材料的清洁度参考金相组织发现
1.β相(基体)+强化相，晶粒度约为6级以上，强化相分布相对比较均匀，清洁度是满足要求的。
[0009]2.材料物理性能
硬度均在8 5— 10 5之间，合格品；金相经过观察都在合格范围之内；机械性能都Rm彡590MPa，合格达到优良。
[0010]3.耐磨性
a.加入本新型稀土铜中间合金磨损量为0.035mm,比加入进口铜中间合金正常磨耗量
0.4mm提高了一个数量级。
[0011]b.加入本新型稀土铜中间合金摩擦系数稳定在0.093左右，和加入进口铜中间合金正常的0.1相近，合格。
[0012]3、切削性能:加入进口铜中间合金刀具一般连续切削寿命为200件，加入本新型稀土铜中间合金实际连续切削290件，超出预期90件，产品具有良好的切削性能。
【具体实施方式】
[0013]上面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0014]本发明提供一种技术方案:
实施例:
一种稀土铜合金及其制备方法，RE稀土金属占稀土铜中间合金总量的10-35%，余量为铜及不可避免的杂质元素；
RE稀土金属元素由下述重量百分比含量的成分组成，28-37%镧的(La)、55-70%的铈(Ce)、小于0.1%的镨(Pr)、小于0.2%的钕(Nd)、小于0.2%的钐(Sm)、小于0.1%的钇、小于0.1%的铕(Eu)、小于0.1%的钆(Gd)、小于0.1%的铽(Tb)、小于0.1%的镝(Dy)、小于0.1%钬(Ho)、小于 0.1% 铒(Er)、小于 0.1% 铥(Tm)、小于 0.1% 镱(Yb)、小于 0.1% 镥(Lu)。
[0015]其制备方法包括以下步骤，步骤一，原料选择；步骤二，切料；步骤三，配料；步骤四，装料；步骤五，抽真空；步骤六，恪炼；步骤七，饶铸；步骤八，破碎；步骤九，抛光包装。
[0016]其中在步骤一中:选择RE镧铈稀土金属和电解铜作为生产原材料；
在步骤二中:RE镧铈稀土金属选择粒度按生产配方要求结合真空感应熔炼炉石墨坩祸尺寸相适配；采用剪板机将电解铜板剪为50mm-100mm左右的长片形状，便于在石墨坩祸内分层放料；
在步骤三中:采用RE镧铺稀土金属和电解铜进行配料；RE镧铺稀土金属与电解铜重量比例为15:85到35:65根据用户实际加入RE稀土量配料；
在步骤四中:按照一层电解铜和一层RE镧铈稀土金属的顺序按步骤三比例配置好的原料将真空感应熔炼炉的石墨坩祸装满生产原料；
在步骤五中:按照真空感应熔炼炉生产工艺抽真空；
在步骤六中:通过中频电源控制柜调节电流逐步平稳升温到1030到1080摄氏度，通过可控硅电源显示屏观察温度；
在步骤七中:通过高压真空观察孔观察石墨坩祸内电解铜和RE镧铈稀土金属完全融合好后，旋转真空感应熔炼炉炉体导入到浇铸形状为圆形或者方形模具进行浇铸；
在步骤八中:将熔炼浇铸好的稀土铜中间合金从真空熔炼炉炉腔取出，冷却到常温后采用人工或者液压锤破碎，粒度重量为0.lkg-3kg ;
在步骤九中:将破碎好的稀土铜中间合金表面氧化物用铜丝刷抛光，按用户粒度大小比例要求在铁桶内附塑料袋密封防潮进行包装。
[0017]尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
【主权项】
1.一种稀土铜中间合金，RE稀土金属占稀土铜中间合金总量的10-35%，余量为铜及不可避免的杂质元素，其特征在于:RE稀土金属元素由下述重量百分比含量的成分组成，28-37% 的镧(La)、55-70% 的铈(Ce)、小于 0.1% 的镨(Pr)、小于 0.2% 的钕(Nd)、小于 0.2%的钐(Sm)、小于0.1%的钇、小于0.1%的铕(Eu)、小于0.1%的钆(Gd)、小于0.1%的铽(Tb)、小于0.1%的镝(Dy)、小于0.1%钬(Ho)、小于0.1%铒(Er)、小于0.1%铥(Tm)、小于0.1%镱(Yb)、小于 0.1% 镥(Lu)。2.—种稀土铜中间合金的制备方法，其特征在于: 包括以下步骤，步骤一，原料选择；步骤二，切料；步骤三，配料；步骤四，装料；步骤五，抽真空；步骤六，熔炼；步骤七，浇铸；步骤八，破碎；步骤九，抛光包装； 其中在步骤一中:选择RE镧铺稀土金属和电解铜作为生产原材料； 在步骤二中:RE镧铈稀土金属选择粒度按生产配方要求结合真空感应熔炼炉石墨坩祸尺寸相适配；采用剪板机将电解铜板剪为长度50_-100_长片形状，便于在石墨坩祸内分层放料； 在步骤三中:采用RE镧铺稀土金属和电解铜进行配料；RE镧铺稀土金属与电解铜重量比例为15:85到35:65根据用户实际加入RE稀土金属的重量调整配料； 在步骤四中:按照一层电解铜和一层RE镧铈稀土金属的顺序按步骤三的比例配置好的原料，将真空感应熔炼炉的石墨坩祸装满生产原料； 在步骤五中:按照真空感应熔炼炉生产工艺抽真空； 在步骤六中:通过中频电源控制柜调节电流逐步平稳升温到1030-1080摄氏度，通过可控硅电源显示屏观察温度； 在步骤七中:通过高压真空观察孔观察石墨坩祸内电解铜和RE镧铈稀土金属完全融合好后，旋转真空感应熔炼炉炉体导入到浇铸形状为圆形或者方形模具进行浇铸； 在步骤八中:将熔炼浇铸好的稀土铜中间合金从真空熔炼炉炉腔取出，冷却到常温后采用人工或者液压锤破碎，粒度重量为0.lkg-3kg ; 在步骤九中:将破碎好的稀土铜中间合金表面氧化物用铜丝刷抛光，按用户粒度大小比例要求在铁桶内附塑料袋密封防潮进行包装。
【专利摘要】本发明公开了一种稀土铜中间合金,RE稀土金属占铜合金总量的10-35%，余量为铜及不可避免的杂质元素；RE稀土金属元素由下述重量百分比含量的成分组成，28-37%的镧(La）、55-70%的铈(Ce）、小于0.1%的镨(Pr）、小于0.2%的钕(Nd）、小于0.2%的钐(Sm）、小于0.1%的钇、小于0.1%的铕(Eu）、小于0.1%的钆(Gd）、小于0.1%的铽(Tb）、小于0.1%的镝(Dy）、小于0.1%钬(Ho）、小于0.1%铒(Er）、小于0.1%铥(Tm）、小于0.1%镱(Yb)、小于0.1%镥（Lu）。制备方法包括步骤一，原料选择；步骤二，切料；步骤三，配料；步骤四，装料；步骤五，抽真空；步骤六，熔炼；步骤七，浇铸；步骤八，破碎；步骤九，抛光包装。该方法制备的稀土铜中间合金，化学成分：完全控制在上述ER稀土金属质量百分比范围内。
【IPC分类】C22C1/02, C22C9/00
【公开号】CN105274383
【申请号】CN201510754062
【发明人】王飞
【申请人】湖北维维安科技有限公司
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年11月9日