一种采用真空感应熔炼制备CuMn12Ni合金的方法

文档序号:1374488 发布日期:2020-08-14 浏览:9次 >En<

阅读说明:本技术 一种采用真空感应熔炼制备CuMn12Ni合金的方法 (CuMn prepared by vacuum induction melting12Method for Ni alloy ) 是由 刘琦 孙君鹏 刘向东 王群 唐丽尖 田东松 韩依曼 梁建斌 王文斌 于 2020-04-23 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种采用真空感应熔炼制备CuMn&lt;Sub&gt;12&lt;/Sub&gt;Ni合金的方法,包括配料:分别称取电解铜板、电解锰片和CuNi&lt;Sub&gt;3&lt;/Sub&gt;O中间合金材料;装炉:将配好的合金料装入坩埚内,关闭放气阀;抽真空:开启机械泵,打开低真空挡板阀抽真空,待炉内真空压力р≤0.08MPa时,开启罗茨泵;熔炼:当真空度р≤10Pa时,加热升温,加热功率升至60KW,待坩埚内原料开始熔化,降功率至20KW以下,打开充氩气阀,炉内压力升至约0.08Mpa时,关闭充氩阀,升功率至65KW,精炼2min;浇铸:降功率至40KW±5KW,保持0.2分钟开始浇铸,浇铸时间≦2min;出炉:浇铸完成后,关闭加热,冷却30分钟后出炉;本发明工艺流程设计合理,制备的CuMn&lt;Sub&gt;12&lt;/Sub&gt;Ni合金气体含量低、组织均匀、无偏析缺陷,适宜大量推广。(The invention discloses a method for preparing CuMn by adopting vacuum induction melting 12 A method of Ni alloying comprising batching: separately calledTaking an electrolytic copper plate, an electrolytic manganese sheet and CuNi 3 O intermediate alloy material; charging: the prepared alloy material is loaded into a crucible, and a deflation valve is closed; vacuumizing: starting a mechanical pump, opening a low-vacuum baffle valve for vacuumizing, and starting a roots pump when the vacuum pressure in the furnace is less than or equal to 0.08 MPa; smelting: when the vacuum degree P is less than or equal to 10Pa, heating and raising the temperature, raising the heating power to 60KW, opening an argon filling air valve when the raw materials in the crucible begin to melt and the power is reduced to below 20KW, raising the pressure in the furnace to about 0.08Mpa, closing the argon filling valve, raising the power to 65KW, and refining for 2 min; casting: reducing the power to 40KW &#43;/-5 KW, keeping for 0.2 min, and starting casting, wherein the casting time is less than or equal to 2 min; discharging: after the casting is finished, the heating is closed, and the casting is discharged after being cooled for 30 minutes; the process flow of the invention is reasonable in design, and the prepared CuMn 12 The Ni alloy has low gas content, uniform structure and no segregation defect, and is suitable for mass popularization.)

一种采用真空感应熔炼制备CuMn12Ni合金的方法

技术领域

本发明涉及色金属合金技术领域,具体涉及一种采用真空感应熔炼制备CuMn12Ni合金的方法。

背景技术

CuMn12Ni是一种电阻材料,是用来制作电子仪器、测量仪表以及其他工业装置中电阻元件的一种基本材料,广泛用于电机、仪器仪表、汽车、航空航天以及导弹原子能等各个领域。具有很小的电阻温度系数和对铜的电热势低及电阻的高稳定性,具有较高的电阻率,是一种优越的电阻合金材料,并可制成粉、线、箔、片、带、棒、管等形状,表面还可以被覆各种绝缘材料。主要用于制作标准电阻器,分离器,精密或普通电阻元件、高等级计量用电压、电流、电桥、电位差计及其他仪器仪表的精密电阻元件,更适合制作基准用的标准电阻器的电阻元件。具有低温度系数、低热电动势、良好的长期稳定性、低电感,高脉冲负载等特点。CuMn12Ni合金材料制作成贴片电阻产品,其应用范围非常之广泛,如汽车电子、功率电子、驱动技术、电源检测及医疗技术等方面。

搭接电阻是采用高能电子束将铜和一种合金材料焊接而成,它几乎可以冲压弯折成任何型状,从而灵活满足不同应用和设计的要求。由于其具有的优异性能,越来越广泛的使用在手机、电网、新能源汽车等领域,前景非常广阔。

目前国内市场高端的锰铜合金都是进口的,国内生产工艺多采用非真空熔炼,生产的合金材料杂质含量高,成分组织不均匀,制成的贴片电阻率、电阻温度系数不合格。

发明内容

针对上述存在的技术问题,本发明提供了一种采用真空感应熔炼制备低气体含量、组织均匀、无偏析的CuMn12Ni合金的方法。

本发明的技术方案为:一种采用真空感应熔炼制备CuMn12Ni合金的方法,包括以下步骤:

1)配料:按百分含量计,原料中各元素百分含量为:Mn 11~13%,Ni 1~3%,余量为Cu,按比例称取所需原料;其中,Cu元素以电解铜板的形式加入,Mn元素采用电解锰片,Ni元素采用CuNi30中间合金;

2)装炉:将配好的合金料装入坩埚内,合上真空熔炼炉炉盖,关闭放气阀,清理观察窗;

3)抽真空:开启机械泵,打开低真空挡板阀抽真空,待真空熔炼炉内真空压力р≤0.08MPa时,开启罗茨泵;

4)熔炼:熔炼时,当真空熔炼炉内真空度р≤10Pa时,加热升温,加热功率升至20±2KW,保温5min,加热功率升至30±2KW,保温5min,加热功率升至40±2KW,保温5min,加热功率升至50KW,保温5min,加热功率升至60KW,待坩埚内原料开始熔化,降功率至20KW以下,打开充氩气阀,缓慢向炉体内充入高纯氩气,炉内压力升至约0.08Mpa时,关闭充氩阀,升功率至65KW,精炼2min;其中氩气流量为0.3m3/min,冲氩时间为35~40s;

5)浇铸:降真空熔炼炉功率至40KW±5KW,保持0.2分钟左右开始浇铸,浇铸速度是先慢、再加快,最后再减慢,整个浇铸时间≦2min;

6)出炉:浇铸完成后,停止对真空熔炼炉加热,冷却30分钟后出炉。

进一步地,步骤1)中,CuNi30中间合金的制备方法为:

①配料:按百分含量计,原料中各元素百分含量为:Cu 70%,Ni30%,按比例称取所需原料;其中,Cu元素以电解铜板的形式加入,Ni元素以电解镍板的形式加入;

②装炉,将配好的合金料装入坩埚内,合上真空熔炼炉炉盖,关闭放气阀,清理观察窗;

③抽真空,开启机械泵,打开低真空挡板阀抽真空,待真空熔炼炉内真空压力р≤0.08MPa时,开启罗茨泵;

④熔炼,熔炼时,当真空熔炼炉内真空度р≤10Pa时,加热升温,加热功率升至20±2KW,保温5min,加热功率升至30±2KW,保温5min,加热功率升至40±2KW,保温5min,加热功率升至50KW,保温5min,加热功率升至65KW,保温5min,待坩埚内原料开始熔化,降功率至20KW以下,打开充氩气阀,缓慢向炉体内充入高纯氩气,炉内压力升至约0.08Mpa时,关闭充氩阀,升功率至60KW,精炼3min;其中氩气流量为0.3m3/min,冲氩时间为35~40s;

⑤浇铸,降功率至40KW±5KW,保持0.5分钟左右开始浇铸,浇注用钢模,浇铸时间≦2min;

⑥出炉,浇铸完成后,停止对真空熔炼炉加热,冷却30分钟后出炉;通过本方法制备的CuNi30中间合金材料,减少了CuMn12Ni合金中共晶相偏析,使合金材料中元素性能均匀。

进一步地,步骤1)完成后,使用稀盐酸对电解铜板、电解锰片和CuNi30中间合金分别进行酸洗,利用超声波清洗设备清洗5~15min,然后80~145℃温度条件下烘干20~45min;通过酸洗,除去原材料表面的氧化物以及其他杂质,提高合金的品质。

进一步地,步骤2)中,坩埚为硅铁材料;避免了含碳坩埚中的碳严重影响铜锰合金材料的熔炼。

进一步地,步骤2)完成后,在混合合金材料表面投加覆盖剂,所述覆盖剂为重量比1∶1的冰晶石和硼砂的混合物,覆盖剂的投加厚度为0.5~1.2mm;通过在混合合金材料表面投加由冰晶石和硼砂混合而成的覆盖剂,能够有效降低合金熔炼过程中氧化和挥发,减少合金损失。

进一步地,步骤5)的具体操作为:首先浇铸合金溶液总量的30%,浇铸速度控制在3.8~4.8t/min;然后浇铸合金溶液总量的45%,浇铸速度控制在5.8~6.4t/min;最后浇铸合金溶液总量的总量的25%,浇铸速度控制在2.5~4.1t/min;使用不同的浇注速度,使得合金铸锭逐层凝固,消除浇铸合金溶液温度低造成的夹渣、疏松缺陷,消除铸锭内部凝固时间长带来的成分偏析问题。

进一步地,步骤6)中,浇铸完成后后,对所得合金铸锭进行淬火处理,淬火处理的具体操作为:利用压缩惰性气体喷吹淬火,设定淬火温度80~120℃,淬火时间为15~45min,通过对合金铸锭进行淬火处理,能够提高合金材料的刚性,进而提高合金的耐用程度。

进一步地,步骤6)结束后,利用金属探伤仪对毛坯进行检验、探伤处理,通过对毛坯进行检验、探伤处理,剔除质量不合格的毛坯,确保后续成品的品质,提高使用效果。

进一步地,步骤2)中的真空熔炼炉包括炉体、感应加热线圈、加热坩埚、升降组件和平移组件,炉体上端活动设置有炉盖,炉盖上设置有进气管,炉体侧壁上设置有观察窗和活动门,活动门位于炉体侧壁靠下位置,炉体底部设置底座;感应加热线圈固定设置在炉体内部上端,且感应加热线圈与炉体之间具有间隙,升降组件包括电磁屏蔽板、滑动杆和绞盘,滑动杆设置有两个,两个滑动杆分别竖直固定设置在炉体内底部两侧,电磁屏蔽板通过滑套滑动连接在两个滑动杆上,电磁屏蔽板上端面水平设置有插槽,绞盘通过转轴转动卡接在炉体上,且转轴贯穿炉体,转轴与滑套之间设置有钢索,炉体上设置有用于固定绞盘的构件;加热坩埚活动设置在电磁屏蔽板上,且能够随电磁屏蔽板一起上升至感应加热线圈内部区域;平移组件包括滑动架和滑座,滑动架水平设置在底座上,且与底座上端面位于同一水平面上,滑座滑动设置在滑动架上,滑座的滑动方向与活动门的开启方向一致,滑座上设置有插杆,插杆能够插入插槽内,炉盖与活动门与炉体之间均为密封连接;通过本发明的真空熔炼炉,能够减少合金铸锭浇筑过程中温度流失过快导致的铸锭内组织不均匀的现象。

与现有技术相比,本发明的有益效果:本发明通过采用真空感应熔炼法制备CuNi30中间合金,降低了原材料成本,减少元素烧损,且制备的CuMn12Ni合金组织致密,少气孔、夹杂,无Cu、Mn富集等宏观、微观偏析等缺陷;本发明的坩埚为硅铁材料,避免了含碳坩埚中的碳严重影响铜锰合金材料的熔炼;本发明浇铸模具为刚模,能够获得组织均匀一致的铜锰合金材料。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图;

图2是本发明的合金铸锭示意图;

图3是本发明的合金金相质谱图;

图4是本发明的真空熔炼炉的结构示意图;

图5是本发明的真空熔炼炉的右视图;

图6是本发明的真空熔炼炉的俯视图;

其中,1-炉体、10-炉盖、11-进气管、12-观察窗、13-活动门、14-底座、2-感应加热线圈、3-加热坩埚、4-升降组件、40-电磁屏蔽板、400-滑套、401-插槽、41-滑动杆、42-绞盘、420-转轴、421-钢索、5-平移组件、50-滑动架、51-滑座、52-插杆。

具体实施方式

实施例1:一种采用真空感应熔炼制备CuMn12Ni合金的方法,包括以下步骤:

1)配料:按百分含量计,原料中各元素百分含量为:Mn 12%,Ni 2%,余量为Cu,按比例称取所需原料;其中,Cu元素以电解铜板的形式加入,Mn元素采用电解锰片,Ni元素采用市售的CuNi30中间合金;

2)装炉:将配好的合金料装入坩埚内,合上真空熔炼炉炉盖,关闭放气阀,清理观察窗;

3)抽真空:开启机械泵,打开低真空挡板阀抽真空,待真空熔炼炉内真空压力р为0.08MPa时,开启罗茨泵;

4)熔炼:熔炼时,当真空熔炼炉内真空度р为10Pa时,加热升温,加热功率升至18KW,保温5min,加热功率升至28KW,保温5min,加热功率升至38KW,保温5min,加热功率升至50KW,保温5min,加热功率升至60KW,待坩埚内原料开始熔化,降功率至20KW以下,打开充氩气阀,缓慢向炉体内充入高纯氩气,炉内压力升至约0.08Mpa时,关闭充氩阀,升功率至65KW,精炼2min;其中,氩气流量为0.3m3/min,冲氩时间为35s;

5)浇铸:降真空熔炼炉功率至35KW,保持0.2分钟开始浇铸,首先浇铸合金溶液总量的30%,浇铸速度控制在3.8t/min;然后浇铸合金溶液总量的45%,浇铸速度控制在5.8t/min;最后浇铸合金溶液总量的总量的25%,浇铸速度控制在2.5t/min,整个浇铸时间为2min;使用不同的浇注速度,使得合金铸锭逐层凝固,消除浇铸合金溶液温度低造成的夹渣、疏松缺陷,消除铸锭内部凝固时间长带来的成分偏析问题;

6)出炉:浇铸完成后,关闭加热,冷却30分钟后出炉。

实施例2:一种采用真空感应熔炼制备CuMn12Ni合金的方法,包括以下步骤:

1)配料:按百分含量计,原料中各元素百分含量为:Mn 12.3%,Ni 2.05%,余量为Cu,按比例称取所需原料;其中,Cu元素以电解铜板的形式加入,Mn元素采用电解锰片,Ni元素采用CuNi30中间合金,所述CuNi30中间合金的制备方法为:①配料:按百分含量计,原料中各元素百分含量为:Cu 70%,Ni30%,按比例称取所需原料;其中,Cu元素以电解铜板的形式加入,Ni元素以电解镍板的形式加入;②装炉,将配好的合金料装入坩埚内,合上真空熔炼炉炉盖,关闭放气阀,清理观察窗;③抽真空,开启机械泵,打开低真空挡板阀抽真空,待炉内真空压力р为0.07MPa时,开启罗茨泵;④熔炼,熔炼时,当真空熔炼炉真空度р为9.5Pa时,加热升温,加热功率升至20KW,保温5min,加热功率升至30KW,保温5min,加热功率升至40KW,保温5min,加热功率升至50KW,保温5min,加热功率升至65KW,保温5min,待坩埚内原料开始熔化,降功率至18KW,打开充氩气阀,缓慢向炉体内充入高纯氩气,炉内压力升至0.08Mpa时,关闭充氩阀,升功率至60KW,精炼3min;其中,氩气流量为0.3m3/min,冲氩时间为40s;⑤浇铸,降真空熔炼炉功率至40KW,保持0.5分钟开始浇铸,浇注用钢模,浇铸时间为2min;⑥出炉,浇铸完成后,停止对真空熔炼炉加热,冷却30分钟后出炉;通过本方法制备的CuNi30中间合金材料,减少了CuMn12Ni合金中共晶相偏析,使合金材料中元素性能均匀;配料完成后,使用稀盐酸对电解铜板、电解锰片和CuNi30中间合金分别进行酸洗,利用超声波清洗设备清洗5min,然后80℃温度条件下烘干20min;通过酸洗,除去原材料表面的氧化物以及其他杂质,提高合金的品质;

2)装炉:将配好的合金料装入坩埚内,合上真空熔炼炉炉盖,关闭放气阀,清理观察窗;所述坩埚为硅铁材料;避免了含碳坩埚中的碳严重影响铜锰合金材料的熔炼。

3)抽真空:开启机械泵,打开低真空挡板阀抽真空,待炉内真空压力р为0.07MPa时,开启罗茨泵;

4)熔炼:熔炼时,当真空熔炼炉内真空度р为9Pa时,加热升温,加热功率升至20KW,保温5min,加热功率升至30KW,保温5min,加热功率升至40KW,保温5min,加热功率升至50KW,保温5min,加热功率升至60KW,待坩埚内原料开始熔化,降功率至18KW,打开充氩气阀,缓慢向炉体内充入高纯氩气,炉内压力升至0.07Mpa时,关闭充氩阀,升功率至65KW,精炼2min;其中,氩气流量为0.3m3/min,冲氩时间为40s;

5)浇铸:降真空熔炼炉功率至40KW,保持0.2分钟开始浇铸,首先浇铸合金溶液总量的30%,浇铸速度控制在4.1t/min;然后浇铸合金溶液总量的45%,浇铸速度控制在6t/min;最后浇铸合金溶液总量的总量的25%,浇铸速度控制在3.5t/min,整个浇铸时间为2min;使用不同的浇注速度,使得合金铸锭逐层凝固,消除浇铸合金溶液温度低造成的夹渣、疏松缺陷,消除铸锭内部凝固时间长带来的成分偏析问题;

6)出炉:浇铸完成后,停止对真空熔炼炉加热,冷却30分钟后出炉。

实施例3:一种采用真空感应熔炼制备CuMn12Ni合金的方法,包括以下步骤:

1)配料:按百分含量计,原料中各元素百分含量为:Mn 12.3%,Ni 2.10%,余量为Cu,按比例称取所需原料;其中,Cu元素以电解铜板的形式加入,Mn元素采用电解锰片,Ni元素采用CuNi30中间合金,所述CuNi30中间合金的制备方法为:①配料:按百分含量计,原料中各元素百分含量为:Cu 70%,Ni30%,按比例称取所需原料;其中,Cu元素以电解铜板的形式加入,Ni元素以电解镍板的形式加入;②装炉,将配好的合金料装入坩埚内,合上真空熔炼炉炉盖,关闭放气阀,清理观察窗;③抽真空,开启机械泵,打开低真空挡板阀抽真空,待炉内真空压力р为0.06MPa时,开启罗茨泵;④熔炼,熔炼时,当真空熔炼炉内真空度р为8Pa时,加热升温,加热功率升至212KW,保温5min,加热功率升至301KW,保温5min,加热功率升至41KW,保温5min,加热功率升至50KW,保温5min,加热功率升至65KW,保温5min,待坩埚内原料开始熔化,降功率至16KW,打开充氩气阀,缓慢向炉体内充入高纯氩气,炉内压力升至0.068Mpa时,关闭充氩阀,升功率至60KW,精炼3min;其中,氩气流量为0.3m3/min,冲氩时间为40s;⑤浇铸,降功率至43KW,保持0.5分钟开始浇铸,浇注用钢模,浇铸时间为2min;⑥出炉,浇铸完成后,关闭加热,冷却30分钟后出炉;配料完成后,使用稀盐酸对电解铜板、电解锰片和CuNi30中间合金分别进行酸洗,利用超声波清洗设备清洗8min,然后110℃温度条件下烘干32min;通过酸洗,除去原材料表面的氧化物以及其他杂质,提高合金的品质;

2)装炉:将配好的合金料装入坩埚内,在混合合金材料表面投加覆盖剂,所述覆盖剂为重量比1∶1的冰晶石和硼砂的混合物,覆盖剂的投加厚度为0.5mm;通过在混合合金材料表面投加由冰晶石和硼砂混合而成的覆盖剂,能够有效降低合金熔炼过程中氧化和挥发,减少合金损失合上真空熔炼炉炉盖,关闭放气阀,清理观察窗;所述坩埚为硅铁材料;避免了含碳坩埚中的碳严重影响铜锰合金材料的熔炼;

3)抽真空:开启机械泵,打开低真空挡板阀抽真空,待炉内真空压力р为0.06MPa时,开启罗茨泵;

4)熔炼:熔炼时,当真空熔炼炉内真空度р为8Pa时,加热升温,加热功率升至22KW,保温5min,加热功率升至32KW,保温5min,加热功率升至42KW,保温5min,加热功率升至50KW,保温5min,加热功率升至60KW,待坩埚内原料开始熔化,降功率至16KW,打开充氩气阀,缓慢向炉体内充入高纯氩气,炉内压力升至0.06Mpa时,关闭充氩阀,升功率至65KW,精炼2min;氩气流量为0.3m3/min,冲氩时间为40s;

5)浇铸:降真空熔炼炉功率至43KW,保持0.2分钟开始浇铸,首先浇铸合金溶液总量的30%,浇铸速度控制在4.8t/min;然后浇铸合金溶液总量的45%,浇铸速度控制在6.4t/min;最后浇铸合金溶液总量的总量的25%,浇铸速度控制在4.1t/min,整个浇铸时间为2min;使用不同的浇注速度,使得合金铸锭逐层凝固,消除浇铸合金溶液温度低造成的夹渣、疏松缺陷,消除铸锭内部凝固时间长带来的成分偏析问题;

6)出炉:浇铸完成后,停止对真空熔炼炉进行加热,冷却30分钟后出炉;步骤6)中,浇铸完成后后,对所得合金铸锭进行淬火处理,所述淬火处理的具体操作为:利用压缩惰性气体喷吹淬火,设定淬火温度80℃,淬火时间为15min,通过对合金铸锭进行淬火处理,能够提高合金材料的刚性,进而提高合金的耐用程度。

实施例4:一种采用真空感应熔炼制备CuMn12Ni合金的方法,包括以下步骤:

1)配料:按百分含量计,原料中各元素百分含量为:Mn 12.3%,Ni 2.10%,余量为Cu,按比例称取所需原料;其中,Cu元素以电解铜板的形式加入,Mn元素采用电解锰片,Ni元素采用市售的CuNi30中间合金;配料完成后,使用稀盐酸对电解铜板、电解锰片和CuNi30中间合金分别进行酸洗,利用超声波清洗设备清洗15min,然后145℃温度条件下烘干45min;通过酸洗,除去原材料表面的氧化物以及其他杂质,提高合金的品质;

2)装炉:将配好的合金料装入坩埚内,在混合合金材料表面投加覆盖剂,所述覆盖剂为重量比1∶1的冰晶石和硼砂的混合物,覆盖剂的投加厚度为1.2mm;通过在混合合金材料表面投加由冰晶石和硼砂混合而成的覆盖剂,能够有效降低合金熔炼过程中氧化和挥发,合上真空熔炼炉炉盖,关闭放气阀,清理观察窗;所述坩埚为硅铁材料;避免了含碳坩埚中的碳严重影响铜锰合金材料的熔炼;真空熔炼炉选用ZG-0.025型熔炼炉;

3)抽真空:开启机械泵,打开低真空挡板阀抽真空,待真空熔炼炉内真空压力р≤0.08MPa时,开启罗茨泵;

4)熔炼:熔炼时,当真空熔炼炉内真空度р为10Pa时,加热升温,加热功率升至22KW,保温5min,加热功率升至32KW,保温5min,加热功率升至42KW,保温5min,加热功率升至50KW,保温5min,加热功率升至60KW,待坩埚内原料开始熔化,降功率至15KW,打开充氩气阀,缓慢向炉体内充入高纯氩气,炉内压力升至0.08Mpa时,关闭充氩阀,升功率至65KW,精炼2min;其中,氩气流量为0.3m3/min,冲氩时间为40s;

5)浇铸:降真空熔炼炉功率至45KW,保持0.2分钟开始浇铸,首先浇铸合金溶液总量的30%,浇铸速度控制在4.8t/min;然后浇铸合金溶液总量的45%,浇铸速度控制在6.4t/min;最后浇铸合金溶液总量的总量的25%,浇铸速度控制在4.1t/min,整个浇铸时间为2min;使用不同的浇注速度,使得合金铸锭逐层凝固,消除浇铸合金溶液温度低造成的夹渣、疏松缺陷,消除铸锭内部凝固时间长带来的成分偏析问题。

6)出炉:浇铸完成后,停止对真空熔炼炉加热,冷却30分钟后出炉;浇铸完成后后,对所得合金铸锭进行淬火处理,所述淬火处理的具体操作为:利用压缩惰性气体喷吹淬火,设定淬火温度120℃,淬火时间为45min,通过对合金铸锭进行淬火处理,能够提高合金材料的刚性,进而提高合金的耐用程度;利用金属探伤仪对毛坯进行检验、探伤处理,通过对毛坯进行检验、探伤处理,剔除质量不合格的毛坯,确保后续成品的品质,提高使用效果。

实施例5:本实施例与实施例4基本相同,不同之处在于:步骤2)中的真空熔炼炉如图4、5、6所示,包括炉体1、感应加热线圈2、加热坩埚3、升降组件4和平移组件5,炉体1上端活动设置有炉盖10,炉盖10上设置有进气管11,炉体1侧壁上设置有观察窗12和活动门13,活动门13位于炉体1侧壁靠下位置,炉体1底部设置底座14;感应加热线圈2固定设置在炉体1内部上端,且感应加热线圈2与炉体1之间具有间隙,升降组件4包括电磁屏蔽板40、滑动杆41和绞盘42,滑动杆41设置有两个,两个滑动杆41分别竖直固定设置在炉体1内底部两侧,电磁屏蔽板40通过滑套400滑动连接在两个滑动杆41上,电磁屏蔽板40上端面水平设置有插槽401,加热坩埚3活动设置在电磁屏蔽板40上,且能够随电磁屏蔽板40一起上升至感应加热线圈2内部区域,绞盘42通过转轴420转动卡接在炉体1上,且转轴420贯穿炉体1,转轴420与滑套400之间设置有钢索421,炉体1上设置有用于固定绞盘42的构件;平移组件5包括滑动架50和滑座51,滑动架50水平设置在底座14上,且与底座14上端面位于同一水平面上,滑座51滑动设置在滑动架50上,滑座51的滑动方向与活动门13的开启方向一致,滑座51上设置有插杆52,插杆52能够插入插槽401内,其中,炉盖10和活动门13均与炉体1密封连接;通过本发明的真空熔炼炉,能够减少合金铸锭浇筑过程中温度流失过快导致的铸锭内部组织不均匀的现象,从而达到细晶强化的效果,减小合金铸锭的晶粒尺寸,提高铸锭的质量。

真空熔炼炉的使用方法为;将待熔炼物料放置在加热坩埚3中,盖上炉盖10,将外部抽真空装与进气口11连接,对炉体1内部进行抽真空,将感应加热线圈3与外部电源连接,对加热坩埚3中的物料进行电磁加热,通过观察窗12观察物料熔化状态,当物料完全熔化后,打开活动门13,转动绞盘42,使加热坩埚3和电磁屏蔽板40一起沿滑动杆41下降至炉体1内部底座;移动滑座51,使插杆51插入电磁屏蔽板40上的插槽401内,然后移动滑座51,将加热坩埚3移出炉体1进行浇铸。

试验例1:分别取实施1-4所制备的CuNi30中间合金进行检测,结果如表1所示;

表1实施例1-4所制备的CuNi30中间合金材料化学含量检测结果;

Cu(%) Ni(%) O(%) N(%) C(%) S(%)
CuNi30 69.93 30.04 0.0009 0.0006 0.0033 0.0008

试验例2:分别取实施1-4所制备的CuMn12Ni合金进行检测,结果如表2所示;

表2:实施例1-4所制备的CuMn12Ni合金材料配料比例检测结果;

试验例3:分别取实施1-4所制备的CuMn12Ni合金进行检测,结果如表3所示:

表3:实施例1-4所制备的CuMn12Ni合金材料成分检测结果;

通过表1-3可知,通过本发明所制备的CuMn12Ni合金组织致密,少气孔、夹杂,无Cu、Mn富集等宏观、微观偏析等缺陷;同时,应用本发明的CuNi30中间合金作为Ni元素的来源,减少了CuMn12Ni合金中共晶相偏析,使合金材料中元素性能均匀。

实验例4:分别取实施4、5所制备的CuMn12Ni合金进行检测,结果如表4所示:

表4:实施例4、5所制备的CuMn12Ni合金材料成分检测结果;

通过表4可知,通过本发明的真空熔炼炉,能够减少合金铸锭浇铸过程中温度流失过快导致的铸锭内部组织不均匀的现象,从而达到细晶强化的效果,减小合金铸锭的晶粒尺寸,提高铸锭的质量。

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