一种无氧铜银合金熔铸生产方法技术

本发明专利技术提供了一种无氧铜银合金熔铸生产方法，本发明专利技术方法适合敞开式工频感应电炉熔铸生产无氧铜银合金，大大降低无氧铜银合金生产对生产设备的要求，同时，本发明专利技术方法突破现有无氧铜银合金铸锭规格小(铸锭截面积≤30000mm

A melting and casting production method of oxygen free copper silver alloy

【技术实现步骤摘要】
一种无氧铜银合金熔铸生产方法(一)
本专利技术涉及一种无氧铜银合金熔铸生产方法，尤其适合敞开式工频感应电炉熔铸生产无氧铜银合金。(二)
技术介绍
无氧铜银合金由于纯度高，含氧量少的特点，具有高导电、导热性、良好的抗氢脆性、抗电弧能力和优良的加工性能、焊接性能，在电气、通讯行业、电真空领域具有特殊而广泛的用途，尤其是高压电真空领域。目前半连续铸造的无氧铜银合金生产以化学成份合乎要求的优质A级电解铜为原料，采用进口的专用真空炉熔炼，投资大、铸造系统复杂、生产成本高，设备维护困难。而且生产出来的产品存在着规格较小(铸锭最大单重≤1000kg)、组织多粗大柱状晶、物理和机械性能较差、产品档次低等缺点。连续铸造的无氧铜银合金生产以上引法生产，规格较小，后续加工成大规格产品需通过连续挤压机生产，而目前连续挤压机最大生产规格约截面积10000mm2的产品，且容易出现夹渣等不良现象。(三)
技术实现思路
为解决目前半连铸生产无氧铜银合金设备要求高，产品规格小的问题。本专利技术提供一种适合敞开式工频感应电炉熔铸生产无氧铜银合金的方法，可获得大规格无氧铜铸锭(铸锭截面积可达200000mm2，铸锭单重最大可超10000kg)。本专利技术的技术方案如下：一种无氧铜银合金熔铸生产方法，包括以下步骤：(1)材料预处理以阴极铜和银锭为原料；所述阴极铜采用标准阴极铜(Cu-CATH-2)或高纯阴极铜(Cu-CATH-1)，将阴极铜置于100～200℃下预热烘干2～4h；所述银锭采用IC-Ag99.95或IC-Ag99.99牌号的银锭，将银锭置于100～200℃下烘烤1～2h；以木炭、鳞片状石墨为辅助材料，将木炭置于200～300℃下烘烤3h(以消除表面吸附的水分和去潮)，将鳞片状石墨置于200～300℃下保温8～12h(以消除表面吸附的水分和去潮)；(2)熔炼将步骤(1)准备好的原料阴极铜和银锭装入熔炼炉中，以步骤(1)准备好的木炭覆盖，待原料熔化后，控制熔炼温度在1120～1180℃，通过中空石墨管将微还原性气体吹入熔体进行除氧、脱气除气、造渣，接着吹入惰性气体进行脱气除气、造渣，同时，在熔炼期间，施加外加电磁场；所述木炭的用量为：原料全部熔化后，其覆盖厚度不少于200mm，优选250～300mm；所述微还原性气体的吹入时间为15～30min，待微还原性气体吹入完成后5～10min，将惰性气体吹入熔体，所述惰性气体的吹入时间为15～30min；所述微还原性气体由高纯一氧化碳(CO：≥99.99％)和高纯氮气(N：≥99.999％)组成，或者由高纯一氧化碳(CO：≥99.99％)和高纯氩气(Ar：≥99.999％)组成，其中一氧化碳占微还原性气体总体积的0.5～2％；所述惰性气体为：高纯氩气(Ar：≥99.999％)或高纯氮气(N：≥99.999％)；所述外加电磁场的电流频率为50Hz，电流强度为100A；(3)铸造将步骤(2)熔炼好的铜液通过潜流方式引入石墨浇铸头，进入装有石墨内衬套的结晶器内凝固，控制结晶器水压为0.3～0.5MPa，结晶器出水温度控制在40℃以下(优选15～20℃)，进出水温差控制在15±2℃，牵引速度为100±20mm/min，在整个铸造过程中，铸模液面采用燃烧煤气保护和覆盖步骤(1)准备好的鳞片状石墨，同时施加外加电磁场；所述鳞片状石墨的覆盖厚度为4～6mm；所述外加电磁场的电流频率为50Hz，电流强度为50A。本专利技术的有益效果在于：1)、适合敞开式工频感应电炉熔铸生产无氧铜银合金，大大降低无氧铜银合金生产对生产设备的要求。2)、突破现有无氧铜银合金铸锭规格小(铸锭截面积≤30000mm2)的限制，可获得大规格无氧铜银合金铸锭(铸锭截面积可达200000mm2)。(四)附图说明图1：分压差脱气原理示意图；图2：吸附除渣原理示意图。(五)具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术作进一步的描述，但本专利技术的保护范围并不仅限于此。实施例1步骤一：原辅材料准备1)、原材料：铜采用标准阴极铜或高纯阴极铜，表面要求光洁无铜绿、铜豆。切除边缘隆起及挂耳，刷洗掉表面尘灰及铜绿。而后在100-200℃下保温进行预热烘干2-4小时。银采用IC-Ag99.95或IC-Ag99.99牌号的银锭，切小块后，于恒温箱中在100-200℃下保温烘烤1-2小时。2)、辅助材料：选用木炭(硬实木制的刚炭)及鳞片石墨(目数在60-100目)。木炭在使用前进行烘烤(200-300℃下烤3小时)以消除表面吸附的水分和去潮；鳞片石墨在使用前放入200-300℃的干燥箱，保温8-12小时，进行烘干处理，以消除表面吸附的水分和去潮。步骤二：熔炼1)、熔化：将步骤一处理好的阴极铜装入熔炼炉中，待铜熔化后加入银，银完全投入后，以高温烘干后的木炭覆盖，加入量为原材料全部熔化后，其覆盖厚度不少于200mm；2)、脱氧：待原料熔化后，控制熔炼温度在1120℃-1180℃，通过一根中空的石墨管，将微还原性混合气体吹入熔体深处进行除氧，吹入时间为15-30分钟。通过还原性混合气体中的高纯一氧化碳与铜熔体中的氧结合形成CO2气体上浮去除铜熔体中的氧。3)、除气、除渣：待微还原性混合气体吹入完成后5-10分钟，通过中空的石墨管将惰性气体(高纯氮气或氩气)熔体深处进行除气、除渣，吹入时间为15-30分钟。惰性气体通入铜熔体后，在其气泡的上升过程中，不断汇集熔体中的微小气泡，增大浮力，从而带出熔体中的气(图1)；同时与悬浮状态的细小夹渣(如残余碳粉等)相遇时，夹渣便可能被吸附在气泡表面而被带到熔体表面通过捞渣除去(图2)。4)、在熔炼期间，同时施加外加电磁场，对铜液进一步提纯。步骤三：铸造将熔炼好的铜液通过潜流方式引入石墨浇铸头，进入装有石墨内衬套的结晶器内凝固；控制结晶器水压为0.3-0.5MPa，结晶器出水温度控制在40℃以下，进出水温差控制在15±2℃,牵引速度为100±20mm/min，在整个铸造过程中，石墨浇铸头埋于铸模液面下，铸模液面采用燃烧煤气保护和覆盖鳞片石墨粉，石墨粉覆盖厚度4-6mm，同时施加外加电磁场。实施效果：注：TUAg0.05、TUAg0.1、TUAg0.2、TUAg0.3等无氧铜银合金对氧含量控制要求：O≤30ppm。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无氧铜银合金熔铸生产方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)材料预处理以阴极铜和银锭为原料，以木炭、鳞片状石墨为辅助材料，将原料和辅助材料进行烘烤处理；(2)熔炼将步骤(1)准备好的原料阴极铜和银锭装入熔炼炉中，以步骤(1)准备好的木炭覆盖，待原料熔化后，控制熔炼温度在1120～1180℃，通过中空石墨管将微还原性气体吹入熔体进行除氧、脱气除气、造渣，接着吹入惰性气体进行脱气除气、造渣，同时，在熔炼期间，施加外加电磁场；(3)铸造将步骤(2)熔炼好的铜液通过潜流方式引入石墨浇铸头，进入装有石墨内衬套的结晶器内凝固，控制结晶器水压为0.3～0.5MPa，结晶器出水温度控制在40℃以下，进出水温差控制在15±2℃，牵引速度为100±20mm/min，在整个铸造过程中，铸模液面采用燃烧煤气保护和覆盖步骤(1)准备好的鳞片状石墨，同时施加外加电磁场。

【技术特征摘要】
1.一种无氧铜银合金熔铸生产方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)材料预处理以阴极铜和银锭为原料，以木炭、鳞片状石墨为辅助材料，将原料和辅助材料进行烘烤处理；(2)熔炼将步骤(1)准备好的原料阴极铜和银锭装入熔炼炉中，以步骤(1)准备好的木炭覆盖，待原料熔化后，控制熔炼温度在1120～1180℃，通过中空石墨管将微还原性气体吹入熔体进行除氧、脱气除气、造渣，接着吹入惰性气体进行脱气除气、造渣，同时，在熔炼期间，施加外加电磁场；(3)铸造将步骤(2)熔炼好的铜液通过潜流方式引入石墨浇铸头，进入装有石墨内衬套的结晶器内凝固，控制结晶器水压为0.3～0.5MPa，结晶器出水温度控制在40℃以下，进出水温差控制在15±2℃，牵引速度为100±20mm/min，在整个铸造过程中，铸模液面采用燃烧煤气保护和覆盖步骤(1)准备好的鳞片状石墨，同时施加外加电磁场。2.如权利要求1所述的无氧铜银合金熔铸生产方法，其特征在于，步骤(1)中，所述阴极铜采用标准阴极铜或高纯阴极铜，将阴极铜置于100～200℃下预热烘干2～4h；所述银锭采用IC-Ag99.95或IC-Ag99.99牌号的银锭，将银锭置于100～200℃下烘烤1～2h。3.如权利要求1所述的无氧铜银合金熔铸生产方法，其特征在于，步骤(1)中，所述木炭置于...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘新伟，王云岗，钟文泉，蒋洪赟，丁新连，
申请(专利权)人：浙江天宁合金材料有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33