一種細晶鉻青銅的制備方法技術

本發明專利技術公開了一種細晶鉻青銅的制備方法，其化學成分按重量百分比計為：Cr：0.8?1.0％、Cu：余量，雜質控制要求：Fe≤0.03％、其他≤0.1％；按照上述成分進行非真空半連續鑄造，將所述重量百分比的Cu粉、Cr粉、Fe粉混合均勻，送入非真空鑄造爐內，化料(燃氣保護)→除氣→調配成分→脫氧→出爐，出爐后送入結晶器，并采用電磁攪拌與振動鑄造相結合的方式進行冷卻，得到細晶鉻青銅。本發明專利技術通過電磁攪拌與振動鑄造相結合，通過調節振動頻率，再根據結晶過程液穴的位置和深度，設計電磁攪拌器的高度和安裝位置，可以有效改善鉻青銅鑄錠表面質量，獲得表面質量良好，晶粒細小的鉻青銅鑄錠。合格率由60％提高至85％；等軸晶率由30％提高至70％；晶粒度由5?10mm細化至1?5mm。

【技術實現步驟摘要】
一種細晶鉻青銅的制備方法
本專利技術涉及鉻青銅制造
，具體是涉及一種細晶鉻青銅的制備方法。
技術介紹
鉻青銅是含0.4％-1.1％Cr的銅合金。鉻青銅可以通過淬火-時效或淬火-冷變形-時效處理獲得強化。在共晶溫度1072℃下，鉻在銅中的最大溶解度為0.65％。隨溫度的降低，固溶度急劇下降，固溶后時效處理析出Cr粒子相。鉻的加入，一方面明顯提高合金的再結晶溫度和熱強性；另一方面使銅的導電性略有下降。固溶處理的鉻青銅棒導電率為45％IACS，時效處理后上升到80％IACS。時效態鉻青銅的軟化溫度為400℃，是冷加工銅的兩倍。鉻青銅廣泛用于電氣設備高溫導電耐磨零件。主要用途有：電動機整流子、集電環、高溫開關、電焊機電極、滾輪、夾持器、以雙金屬形式使用剎車盤、圓盤及其他要求高導熱、導電率、高熱強性零部件。鉻青銅的耐蝕性類似純銅，抗電蝕性能優于純銅，高溫抗氧化性能良好。鉻青銅合金能錫焊、銀焊和釬焊，易于進行氣體保護電弧焊，對散熱好焊接部位采用電子束焊接效果好。熔焊和硬釬焊會降低熱處理后材料獲得性能，這種焊接通常用于軟狀態，并隨之施以必要熱處理。軟釬焊性能良好，不推薦氧乙炔焊、保護金屬弧焊、電阻點焊和電阻縫焊。現有技術中，鉻青銅合金通常采用中頻感應電爐熔煉。熔池用60％-70％硼砂加30％-40％玻璃組成溶劑覆蓋，也可采用煅燒木炭覆蓋，采用磷脫氧銅，鉻以Cu-Cr中間合金或金屬鉻形式加入，煙灰覆蓋下進行半連續鑄造。然而，均存在晶粒大、合格率低、表面質量不夠好的問題。因此，細化晶粒，消除宏觀偏析，提高鉻青銅的等晶軸率，從而改善其表面質量是一個新的研究方向。專利技術內容本專利技術解決的技術問題是提供一種細晶鉻青銅的制備方法，解決了現有技術中鉻青銅的晶粒大、合格率低、表面質量不夠好的問題。本專利技術的技術方案是：一種細晶鉻青銅的制備方法，其化學成分按重量百分比計為：Cr：0.8-1.0％、Cu：余量，雜質控制要求：Fe≤0.03％、其他≤0.1％；按照上述成分進行非真空半連續鑄造，將所述重量百分比的Cu粉、Cr粉、Fe粉混合均勻，送入非真空鑄造爐內，化料(燃氣保護)→除氣→調配成分→脫氧→出爐，出爐后送入結晶器，并采用電磁攪拌與振動鑄造相結合的方式進行冷卻，得到細晶鉻青銅。進一步地，在上述方案中，所述非真空半連續鑄造的鑄造溫度1200-1300℃。進一步地，在上述方案中，所述結晶器進水特點：四路分八路進水，通過32個水孔進入結晶器。進一步地，在上述方案中，所述結晶器冷卻水槽寬10mm，深9mm；出水孔水槽截面積/出水孔截面積＝4。進一步地，在上述方案中，所述結晶器一次冷卻水流量：20m3/h，二次冷卻水流量：25m3/h，冷卻水溫度：25-35℃。進一步地，在上述方案中，所述鑄造速度：80-100mm/min。進一步地，在上述方案中，所述電磁攪拌參數：電流80A，頻率3.0Hz；振動頻率：10-30次/min。進一步地，在上述方案中，所述電磁攪拌采用內置式，安裝位置在鑄坯半凝固區；液穴深度約100-150mm，電磁攪拌器高度120mm；攪拌器上部在結晶器液面以下10-20mm處。進一步地，在上述方案中，所述振動頻率為20-30次/分鐘。本專利技術的有益效果是：與現有技術相比，本專利技術通過電磁攪拌與振動鑄造相結合，通過調節振動頻率，再根據結晶過程液穴的位置和深度，設計電磁攪拌器的高度和安裝位置，可以有效改善鉻青銅鑄錠表面質量，獲得表面質量良好，晶粒細小的鉻青銅鑄錠。合格率由60％提高至85％；等軸晶率由30％提高至70％；晶粒度由5-10mm細化至1-5mm。具體實施方式實施例1：一種細晶鉻青銅的制備方法，其化學成分按重量百分比計為：Cr：0.8％、Cu：余量，雜質控制要求：Fe≤0.03％、其他≤0.1％；按照上述成分進行非真空半連續鑄造，非真空半連續鑄造的鑄造溫度1200℃；將所述重量百分比的Cu粉、Cr粉、Fe粉混合均勻，送入非真空鑄造爐內，化料(燃氣保護)→除氣→調配成分→脫氧→出爐，出爐后送入結晶器，結晶器進水特點：四路分八路進水，通過32個水孔進入結晶器；結晶器冷卻水槽寬10mm，深9mm；出水孔水槽截面積/出水孔截面積＝4；結晶器一次冷卻水流量：20m3/h，二次冷卻水流量：25m3/h，冷卻水溫度：25℃；并采用電磁攪拌與振動鑄造相結合的方式進行冷卻，電磁攪拌參數為：電流80A，頻率3.0Hz；振動頻率：10次/min；電磁攪拌采用內置式，安裝位置在鑄坯半凝固區；液穴深度約100mm，電磁攪拌器高度120mm；攪拌器上部在結晶器液面以下10mm處；振動頻率為20次/分鐘，鑄造速度為80mm/min，得到細晶鉻青銅。經檢驗，其晶粒度為3.7mm，等軸晶率為66％。實施例2：一種細晶鉻青銅的制備方法，其化學成分按重量百分比計為：Cr：0.9％、Cu：余量，雜質控制要求：Fe≤0.03％、其他≤0.1％；按照上述成分進行非真空半連續鑄造，非真空半連續鑄造的鑄造溫度1250℃；將所述重量百分比的Cu粉、Cr粉、Fe粉混合均勻，送入非真空鑄造爐內，化料(燃氣保護)→除氣→調配成分→脫氧→出爐，出爐后送入結晶器，結晶器進水特點：四路分八路進水，通過32個水孔進入結晶器；結晶器冷卻水槽寬10mm，深9mm；出水孔水槽截面積/出水孔截面積＝4；結晶器一次冷卻水流量：20m3/h，二次冷卻水流量：25m3/h，冷卻水溫度：30℃；并采用電磁攪拌與振動鑄造相結合的方式進行冷卻，電磁攪拌參數為：電流80A，頻率3.0Hz；振動頻率：20次/min；電磁攪拌采用內置式，安裝位置在鑄坯半凝固區；液穴深度約125mm，電磁攪拌器高度120mm；攪拌器上部在結晶器液面以下15mm處；振動頻率為25次/分鐘，鑄造速度為90mm/min，得到細晶鉻青銅。經檢驗，其晶粒度為2.8mm，等軸晶率為68％。實施例3：一種細晶鉻青銅的制備方法，其化學成分按重量百分比計為：Cr：1.0％、Cu：余量，雜質控制要求：Fe≤0.03％、其他≤0.1％；按照上述成分進行非真空半連續鑄造，非真空半連續鑄造的鑄造溫度1300℃；將所述重量百分比的Cu粉、Cr粉、Fe粉混合均勻，送入非真空鑄造爐內，化料(燃氣保護)→除氣→調配成分→脫氧→出爐，出爐后送入結晶器，結晶器進水特點：四路分八路進水，通過32個水孔進入結晶器；結晶器冷卻水槽寬10mm，深9mm；出水孔水槽截面積/出水孔截面積＝4；結晶器一次冷卻水流量：20m3/h，二次冷卻水流量：25m3/h，冷卻水溫度：35℃；并采用電磁攪拌與振動鑄造相結合的方式進行冷卻，電磁攪拌參數為：電流80A，頻率3.0Hz；振動頻率：30次/min；電磁攪拌采用內置式，安裝位置在鑄坯半凝固區；液穴深度約150mm，電磁攪拌器高度120mm；攪拌器上部在結晶器液面以下20mm處；振動頻率為30次/分鐘，鑄造速度為100mm/min，得到細晶鉻青銅。經檢驗，其晶粒度為1mm，等軸晶率為70％。最后應說明的是：以上實施例僅用以說明本專利技術的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本專利技術進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種細晶鉻青銅的制備方法，其特征在于，其化學成分按重量百分比計為：Cr：0.8?1.0％、Cu：余量，雜質控制要求：Fe≤0.03％、其他≤0.1％；按照上述成分進行非真空半連續鑄造，將所述重量百分比的Cu粉、Cr粉、Fe粉混合均勻，送入非真空鑄造爐內，化料(燃氣保護)→除氣→調配成分→脫氧→出爐，出爐后送入結晶器，并采用電磁攪拌與振動鑄造相結合的方式進行冷卻，得到細晶鉻青銅。

【技術特征摘要】
1.一種細晶鉻青銅的制備方法，其特征在于，其化學成分按重量百分比計為：Cr：0.8-1.0％、Cu：余量，雜質控制要求：Fe≤0.03％、其他≤0.1％；按照上述成分進行非真空半連續鑄造，將所述重量百分比的Cu粉、Cr粉、Fe粉混合均勻，送入非真空鑄造爐內，化料(燃氣保護)→除氣→調配成分→脫氧→出爐，出爐后送入結晶器，并采用電磁攪拌與振動鑄造相結合的方式進行冷卻，得到細晶鉻青銅。2.如權利要求1所述的一種細晶鉻青銅的制備方法，其特征在于，所述非真空半連續鑄造的鑄造溫度1200-1300℃，。3.如權利要求1所述的一種細晶鉻青銅的制備方法，其特征在于，所述結晶器進水特點：四路分八路進水，通過32個水孔進入結晶器。4.如權利要求1-3任意一項所述的一種細晶鉻青銅的制備方法，其特征在于，所述結晶器冷卻水槽寬10mm，深9mm...

【專利技術屬性】
技術研發人員：孫君鵬，韓旺慶，梁相博，
申請(專利權)人：陜西斯瑞新材料股份有限公司，
類型：發明
國別省市：陜西,61