CN102277513B - 铜镁中间合金的制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铜镁中间合金的制备工艺，按以下步骤进行，A、按所要制备的铜镁中间合金成分的重量百分比进行配料，铜50％-95％，镁5％-50％；B、将铜投入中频感应加热炉，表面加一层厚1-2厘米的覆盖剂，加热熔化并升温至1150-1200℃；C、通入氮气约1分钟后，扒开覆盖层，使用钟罩将镁块分批次压入熔体，加入完毕后表面再补加一层厚1厘米左右的覆盖剂，合金化10-15分钟，期间搅拌2-3次；D、在模具表层喷涂一层硫磺粉，排出覆盖剂后，迅速浇铸成铸锭。本发明制备工艺在常压下即可进行，省却了价格昂贵的真空熔炼炉和较高的工艺操作要求，大大降低了生产成本，更适合于工业上规模化生产。是对现有铜镁中间合金制备工艺的一次质的改进。
Description
技术领域
本发明涉及一种有色金属合金中的铜镁中间合金的制备工艺，具体地说，涉及一种非真空条件下铜镁中间合金的制备工艺。
背景技术
铜镁合金绞线是以铜镁合金为主要原料，加入其他微量元素经特殊熔铸、拉制而成，具有机械强度高、耐腐蚀性好、导电性能优良、过载能力大、热稳定性好等优点，是目前生产高速电气化铁路接触网承力索和吊悬线的理想材料。另外，铜镁合金绞线在扬声器引线、音响及高张力漆包线等特殊用线方面也有较为广泛的应用。研究发现：微量镁降低铜的导电性较少，但对铜有脱氧作用，还能提高铜的高温抗氧化性；镁在熔铸过程中是难以连续稳定控制的元素，实际应用的铜镁合金，其镁含量一般小于1％，过高则压力加工性能急剧变坏，这类合金只能加工硬化，不能热处理强化。众所周知，镁是一种非常活泼的金属元素，其熔点比铜低434℃，其密度是铜的约五分之一，其沸点为1170℃，与铜合金的熔炼温度接近。如果采用在熔融的铜液中直接添加金属镁的方式，在高温下，镁极易燃烧和挥发。不仅影响其在铜中的吸收率，使铜合金中镁含量难以准确控制，而且产生大量的氧化渣，混入铜熔体将严重降低产品质量。因此，生产高品质铜镁合金的关键之一是解决如何在铜熔体中添加镁元素的问题。中国发明专利CN200910242708.7公开了一种铜镁中间合金的制备方法，是在真空炉中首先将镁熔化，调整温度和真空度后加入金属铜，快速升温至熔化，搅拌均匀后浇铸成型。该专利公布的制备方法，镁元素烧损小，铜氧化程度少，可以制得内部无明显缺陷的铜镁中间合金。其存在的缺陷是：制备工艺需要在真空条件下进行，铸件表面呈黑色，单炉次熔炼投料量较低，仅为100Kg左右，生产效率较低；同时，真空熔炼设备投资及运行成本较高，不太适用于工业上规模批量生产。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中铜镁中间合金真空熔炼存在的不足，提供一种非真空条件下铜镁中间合金的制备工艺。
本发明是由以下技术方案实现的，铜镁中间合金的制备工艺，按以下步骤进行，
A、按所要制备的铜镁中间合金成分的重量百分比进行配料，铜50％-95％，镁5％-50％；
B、将铜投入中频感应加热炉，表面加一层厚1-2厘米的覆盖剂，加热熔化并升温至1150-1200℃；
C、通入氮气约1分钟后，扒开覆盖层，使用钟罩将镁块分批次压入熔体，加入完毕后表面再补加一层厚1厘米左右的覆盖剂，合金化10-15分钟，期间搅拌2-3次；
D、在模具表层喷涂一层硫磺粉，排出覆盖剂后，迅速浇铸成铸锭。
本发明所述的覆盖剂为：40-60％玻璃粉、20-40％碳酸钠、10-30％木炭粉的混合物。
经检测，按照本发明工艺制备的铜镁中间合金，成分均匀，内部无明显缺陷，其技术指标与真空条件下制备的铜镁中间合金等同，且铸锭表面呈亮铜色；单炉次熔炼投料量大，每炉次投料量约400Kg，生产效率较真空熔炼工艺提高2倍以上。本制备工艺在常压条件下即可进行，省却了价格昂贵的真空熔炼炉和较高的工艺操作要求，大大降低了生产成本，更适合于工业上规模化生产，是对现有铜镁中间合金制备工艺的一次质的改进。
具体实施方式
实施例1：
称取金属铜380Kg、金属镁20Kg，将铜投入中频感应加热炉中，表面加一层厚1-2厘米的覆盖剂，加热熔化并升温至1180±5℃。通入氮气1分钟后，扒开覆盖层，使用钟罩将镁块分批次压入熔体，加入完毕表面再补加一层厚1厘米左右的覆盖剂，合金化时间控制在10-15分钟，期间用石墨棒搅拌2-3次。在模具表层喷涂一层硫磺粉，排出覆盖剂后，迅速浇铸成铸锭。按上述配比及工艺制备的铜镁中间合金，其化学成分为：Mg：4.8％、铜：95.2％。
实施例2：
称取金属铜360Kg、金属镁40Kg，将铜投入中频感应加热炉中，表面加一层厚1-2厘米的覆盖剂，加热熔化并升温至1160±5℃。通入氮气1分钟后，扒开覆盖层，使用钟罩将镁块分批次压入熔体，加入完毕表面再补加一层厚1厘米左右的覆盖剂，合金化时间控制在10-15分钟，期间用石墨棒搅拌2-3次。在模具表层喷涂一层硫磺粉，排出覆盖剂后，迅速浇铸成铸锭。按上述配比及工艺制备的铜镁中间合金，其化学成分为：Mg：9.6％、铜：90.4％。
实施例3：
称取金属铜320Kg、金属镁80Kg，将铜投入中频感应加热炉中，表面加一层厚1-2厘米的覆盖剂，加热熔化并升温至1170±5℃。通入氮气1分钟后，扒开覆盖层，使用钟罩将镁块分批次压入熔体，加入完毕表面再补加一层厚1厘米左右的覆盖剂，合金化时间控制在10-15分钟，期间用石墨棒搅拌2-3次。在模具表层喷涂一层硫磺粉，排出覆盖剂后，迅速浇铸成铸锭。按上述配比及工艺制备的铜镁中间合金，其化学成分为：Mg：18.8％、铜：81.2％。
实施例4：
称取金属铜280Kg、金属镁120Kg，将铜投入中频感应加热炉中，表面加一层厚1-2厘米的覆盖剂，加热熔化并升温至1160±5℃。通入氮气1分钟后，扒开覆盖层，使用钟罩将镁块分批次压入熔体，加入完毕表面再补加一层厚1厘米左右的覆盖剂，合金化时间控制在10-15分钟，期间用石墨棒搅拌2-3次。在模具表层喷涂一层硫磺粉，排出覆盖剂后，迅速浇铸成铸锭。按上述配比及工艺制备的铜镁中间合金，其化学成分为：Mg：28.2％、铜：71.8％。
实施例5：
称取金属铜237Kg、金属镁163Kg，将铜投入中频感应加热炉中，表面加一层厚1-2厘米的覆盖剂，加热熔化并升温至1160±5℃。通入氮气1分钟后，扒开覆盖层，使用钟罩将镁块分批次压入熔体，加入完毕表面再补加一层厚1厘米左右的覆盖剂，合金化时间控制在10-15分钟，期间用石墨棒搅拌2-3次。在模具表层喷涂一层硫磺粉，排出覆盖剂后，迅速浇铸成铸锭。按上述配比及工艺制备的铜镁中间合金，其化学成分为：Mg：38.5％、铜：61.5％。
实施例6：
称取金属铜194Kg、金属镁206Kg，将铜投入中频感应加热炉中，表面加一层厚1-2厘米的覆盖剂，加热熔化并升温至1160±5℃。通入氮气1分钟后，扒开覆盖层，使用钟罩将镁块分批次压入熔体，加入完毕表面再补加一层厚1厘米左右的覆盖剂，合金化时间控制在10-15分钟，期间用石墨棒搅拌2-3次。在模具表层喷涂一层硫磺粉，排出覆盖剂后，迅速浇铸成铸锭。按上述配比及工艺制备的铜镁中间合金，其化学成分为：Mg：48.2％、铜：51.8％。
上述实施例所述的覆盖剂为：40-60％玻璃粉、20-40％碳酸钠、10-30％木炭粉的混合物。
Claims (1)
1.铜镁中间合金的制备工艺，其特征在于，按以下步骤进行：
A、按所要制备的铜镁中间合金成分的重量百分比进行配料，铜50％-95％，镁5％-50％；
B、将铜投入中频感应加热炉，表面加一层厚1-2厘米的覆盖剂，加热熔化并升温至1150-1200℃；
C、通入氮气1分钟后，扒开覆盖层，使用钟罩将镁块分批次压入熔体，加入完毕后表面再补加一层厚1厘米的覆盖剂，合金化10-15分钟，期间搅拌2-3次；
D、在模具表层喷涂一层硫磺粉，排出覆盖剂后，迅速浇铸成铸锭；
所述的覆盖剂为：40-60％玻璃粉、20-40％碳酸钠、10-30％木炭粉的混合物。
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