專利名稱：一種鎳鋁青銅合金用電渣重熔渣系的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于銅合金加工領(lǐng)域，主要提出一種鎳鋁青銅合金用電渣Sit渣系。
背景技術(shù)：
近年來，為制備出性能優(yōu)良，適合鍛造加工的高品質(zhì)銅合金，電渣重熔工
藝逐漸得到重視。如某單位的B10和B30合金采用半連續(xù)鑄造制備，在鍛造中 鍛件頻繁出現(xiàn)邊部和中心開裂等現(xiàn)象，成品率較低，造成原材料的浪費(fèi)。采用 合理電渣重熔的工藝后，鑄錠質(zhì)量得到明顯提高，合金在鍛造中的開裂現(xiàn)象明 顯減少，提高了材料利用率和生產(chǎn)效率(馮巖，張永強(qiáng),舒興樓,等鑄錠BFe30-l-l 鍛造性能的研究,材料開發(fā)與應(yīng)用,2004(19)223 26)。電渣難工藝包括精煉湘 凝固兩個(gè)過程，它決定了電渣熔鑄件的冶金質(zhì)量和機(jī)械性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一般的砂 型鑄件。由此可見，合理的電渣S^工藝制度可以大大改善合金鑄錠的質(zhì)量。
電渣:SJt工藝中，渣系的選擇直接影響^f定的質(zhì)量。這是因?yàn)殡娫?過 程中渣系作為熔鑄熱源的同時(shí)，還起到控制熔鑄金屬的化學(xué)成分、凈化金屬、 絕緣隔熱等作用(李正邦.電渣溶鑄.北京國防工業(yè)出版社.1981. 40 41)。 電渣重熔采用的渣系要求其化學(xué)活性與所熔鑄合金的特性相適應(yīng)。因此，不同 的合金選用的渣系往往也不相同。
近年來，國內(nèi)夕卜針對(duì)各種材料開發(fā)的渣系很多，但大多數(shù)是針對(duì)鋼開發(fā)的， 針對(duì)銅合金電渣重熔的渣系開對(duì)艮少。因此，開發(fā)出適合應(yīng)用的電渣重熔渣系 對(duì)促進(jìn)銅合金的電渣重熔發(fā)展意義重大。
在國內(nèi)，某特殊鋼廠在銅合金的電渣M方面合作開展了一系列的渣系研 究工作，并形成了專利200310110129，于2005年2月公布。該專利采用的渣系 為(1)二元渣CaF270-80X、Na3AlF620國30X， (2)二元渣CaF2 70-85%、MgF2l5-30 %, (3)二元渣CaF270-80%、 NaF20-30%， (4)三元渣CaF260-80%、 MgF215-30 %、 Ca02-腦，(5)稀土三元渣CaF2 46-54%、 Al20316-24%、 Ce026-34%， (6) 五元渣CaF258-62%、 Ca08-12%、 Al2038-12%、 Si028-12%、 Mg08-12%。利 用這些渣系制備出的銅合金具有良好的熱加工性能。該專利成果的渣系主要是 針對(duì)銅鎳合金電渣重熔。當(dāng)銅合金為含鋁量高的鋁青銅時(shí)，渣系中含氧渣系，特別是含CaO的渣系會(huì)因透氣性能好而造成易燒損元素的氧化，同時(shí)在所熔鑄 的鑄錠生成氣孔。簡單的二元渣系在熔煉鋁青銅合金時(shí)鑄錠也存在不同程度的 缺陷。
在國外，普通白銅和鐵白銅的電渣重熔也有報(bào)道，相關(guān)資料(鐘衛(wèi)佳，馬 可定，吳維治。銅加工技術(shù)l頓手冊(cè).北京冶金工業(yè)出版社.2007.325)介紹， 有單4魏用BaF2、 CaF2各50。/。(質(zhì)量百分比)的渣系，生產(chǎn)BFe30-l-l所采用 的渣系是BaF2: CaF2: MgF2-70:15:15(質(zhì)量百分比)的渣系熔煉時(shí)效果較好。BaF2 的蒸汽壓大，熔點(diǎn)與MgF2相近，但其價(jià)格昂貴，在水中溶解度大，易7jC解且有 毒性，因jt斑年來在電渣爐很少使用；總的來說，銅合金的電渣 在國內(nèi)仍 處于起步階段。
鎳鋁青銅是20世紀(jì)初發(fā)展起來的銅合金，由于它具有優(yōu)良的耐腐蝕性能和 可以同鋼相媲美的強(qiáng)度和韌性而得到了廣泛的應(yīng)用。鎳鋁青銅在鑄造中有如下 特點(diǎn)(徐健，邢建東，李鏡銀.鎳鋁青銅的熔鑄工藝特點(diǎn).材料開發(fā)與應(yīng) 用，2004(19)2:3639): —是凝固傾向，鎳鋁青銅的液相線和固相線間隔很小，結(jié) 晶 驢很窄，約3(TC。 二是氧化傾向，由于鎳鋁青銅的鋁含量高，在熔煉湘澆 注中很容易形成氧化鋁夾雜物，影響鑄件質(zhì)量。三是吸氣傾向，鎳鋁青銅的蒸 汽壓低，比黃銅更容易吸氣，且合金液中所含氣體主要是氫氣，對(duì)鑄件的質(zhì)量 影響很大。
鎳鋁青銅合金的以上特點(diǎn)造成合^造質(zhì)量不高，進(jìn)而影響合金的變形加 工成材率。鑄錠的變形加工報(bào)廢率極高，嚴(yán)重影響了該合金的應(yīng)用。而鎳鋁青 銅合金的電渣m^渣系未見相關(guān)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)含鋁銅合金鑄造質(zhì)量差而影響鍛造，采用電渣,缺少相應(yīng)渣系配比 的難題，本發(fā)明的目的在于設(shè)計(jì)開發(fā)出電渣，過程中與鎳鋁青銅適應(yīng)性強(qiáng)的 渣系配比，從而提高合金鑄件的品質(zhì)，保證材料的可加工性，大幅度提高材料 的成材率，實(shí)現(xiàn)該合金的后續(xù)變形加工。
本發(fā)明主要針對(duì)含鋁銅合金的電渣重熔工藝。該類合金因鋁元素在熔煉過 程中易生成氧化渣而影響鑄錠質(zhì)量，為解決鎳鋁青銅合金的電渣mit渣系問題， 本發(fā)明選用渣系常用的三種氟化物，以在熔煉過程中起到精煉作用，從而提高辦定質(zhì)量，CaF2為常用渣系，但其熔點(diǎn)較高，故常與MgF2配合〗頓以降低熔點(diǎn)。 Na3AlF6是含鋁銅合金熔煉中常用的覆蓋劑、精煉劑，具有黏度低、流動(dòng)性好的 特點(diǎn)，因此可以降低渣系黏度，很好覆蓋表面，從而保護(hù)熔液。
通過系列研究試驗(yàn)，設(shè)計(jì)開發(fā)出了適合鎳鋁青銅合金用電渣重熔渣系；本 發(fā)明所提出的鎳鋁青銅合金用電渣重熔渣系其重量百分比為CaF248-75 % 、 MgF215-30%、 Na3AlF610-30%。配比中CaF2為渣系主元，MgF2熱穩(wěn)定性差， 與CaF2配合使用， 一般配比不超過30%。在熔煉過程中主要起到覆蓋熔液表面， 降低渣系黏度的作用。
該渣系針對(duì)鎳鋁青銅合金的具有良好的保護(hù)和精煉效果，鑄錠中氣 L和夾 渣等缺陷的出現(xiàn)率極低。
相對(duì)于國內(nèi)外相關(guān)專利，該發(fā)明渣系具有以下特點(diǎn)
1) 采用含氟渣系，具有較好的防氧化保護(hù)性，減少易燒損元素的損失，降 低^l定吸入氣體的量。
2) 采用的原料均為常用渣系材料，成本低。
3) 具有很好的針對(duì)性和適應(yīng)性，很適合含鋁量高的銅合金電渣重熔。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的實(shí)施例如下 實(shí)施例l:
采用鎳鋁青銅合金0110 X 2000mm電極棒，選用本發(fā)明的渣系配方為CaF2: MgF2: Na3AlF6=55: 15: 30 (質(zhì)量百分比)。采用單立柱單橫臂電渣爐，制備 0160/17Ornrn的鑄錠。首先將渣系原料充分烘干，然后石墨電極棒化渣，采用的 電工制度為45 50V、 3500 4000AJS行熔煉，渣量4 5Kg。制備的IH定表面 光潔。拔皮后進(jìn)行X射線樹勞，衛(wèi)定內(nèi)部沒有夾雜、縮孔等鑄造缺陷。經(jīng)化學(xué) 成分分析，鑄錠中的A1、 Mn易燒損元素相對(duì)電極棒僅損失0.02%左右。加熱鍛 造，成材率在96%以上。
實(shí)施例2:
采用鎳鋁青銅合金0150X 1500mm電極棒，選用本發(fā)明的渣系酉己方CaF2: MgF2: Na3AlFf75: 15: 10 (質(zhì)量百分比)。采用單立柱單橫臂電渣爐，制備 0200/21Omrn的鑄錠。首先將渣系原料充分烘干，然后石墨電極棒化渣，采用的電工制度為45 50V、 4900 5100A進(jìn)行熔煉，渣量5 7Kg。制備的IH定表面 光潔。拔皮后進(jìn)行X射線探傷，辦定內(nèi)部沒有夾雜、縮孔等鑄造缺陷。經(jīng)化學(xué) 成分分析，鑄錠中的A1、 Mn易燒損元素相對(duì)電極棒僅損失0.03n/。左右。加熱鍛 造，成材率在98%以上。 實(shí)施例3:
采用鎳鋁青銅合金015OX15OOmm電極棒，選用本發(fā)明的渣系配方CaF2: MgF2: Na3AlF^8: 30: 22 (質(zhì)量百分比)。采用單立柱單橫臂電渣爐，制備 0200/21Omrn的鑄錠。首先將渣系原料充分烘干，然后石墨電極棒化渣，采用的 電工制度為45 50V、 4900 5100A進(jìn)行熔煉，渣量5 7Kg。制備的^f定表面 光潔。拔皮后進(jìn)行X射線樹方，衛(wèi)定內(nèi)部沒有夾雜、縮孔等鑄造缺陷。經(jīng)化學(xué) 成分分析，鑄錠中的A1、 Mn易燒損元素相對(duì)電極棒僅損失0.03。/。左右。加熱鍛 造，成材率在98%以上。
權(quán)利要求
1. 一種鎳鋁青銅合金用電渣重熔渣系，其特征是所述鎳鋁青銅合金用電渣重熔渣系的重量百分比為CaF248-75％、MgF215-30％、Na3AlF610-30％。
全文摘要
本發(fā)明屬于銅合金加工領(lǐng)域。提出的一種鎳鋁青銅合金用電渣重熔渣系的重量百分比為CaF₂48-75％、MgF₂15-30％、Na₃AlF₆10-30％。本發(fā)明鎳鋁青銅合金用電渣重熔渣系具有以下特點(diǎn)1)采用含氟渣系，具有較好的防氧化保護(hù)性，減少易燒損元素的損失，降低鑄錠吸入氣體的量。2)采用的原料均為常用渣系材料，成本低。3)具有很好的針對(duì)性和適應(yīng)性，很適合含鋁量高的銅合金電渣重熔。
文檔編號(hào)C22B9/18GK101285125SQ200810049850
公開日2008年10月15日 申請(qǐng)日期2008年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月23日
發(fā)明者宋德軍, 胡偉民, 胡光遠(yuǎn) 申請(qǐng)人:中國船舶重工集團(tuán)公司第七二五研究所