镍铜中间合金及其熔炼净化处理方法技术

本发明专利技术公开了一种镍铜中间合金的熔炼净化处理方法，为获得成分均匀、纯净度高的镍铜中间合金，该方法包括以下工艺步骤：把经过配料的废镍铁、废镍料、废铜料组成的废旧合金料装炉熔炼，造渣脱硫，加脱氧剂脱氧，吹氩搅拌，还原精炼造新渣脱氧，喷粉脱磷，调整合金成分，出炉浇注。本发明专利技术还公开了采用上述方法制造的系列镍铜中间合金：ＳＤ－Ｎｉ１０Ｃｕ５、ＳＤ－Ｎｉ１２Ｃｕ４、ＳＤ－Ｎｉ１６Ｃｕ４、ＳＤ－Ｎｉ２０Ｃｕ１０，合金中铜原子的固溶性较强，并且合金纯净、成分均匀，适用于冶炼含镍铜的高质量合金材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种合金的熔炼及净化处理方法，特别是涉及了采用中频感应 电炉熔炼镍铜中间合金时进行净化处理的方法。本专利技术还涉及了一种采用上述方法熔炼净化处理后获得的成分均匀和纯净 度较高的镍铜中间合金。
技术介绍
镍铜中间合金主要应用于含有镍和铜的金属材料在冶炼过程中作为基体合 金和添加剂使用，对镍铜中间合金要求化学成分均匀、偏析小，无可见非金属 夹杂，气体含量低，杂质含量必须满足所冶炼金属材料的要求。采用废镍铁、废镍料、废铜料等生产的镍铜中间合金，由于其成分复杂， 成分范围要求狭窄，组成元素的物理化学性质差别悬殊， 一般采用中频感应电 炉来熔炼生产，采用普通感应炉生产镍铜中间合金，由于没有对合金液进行精 炼净化处理，致使熔炼出来的合金化学成分不均匀，杂质特别是硫、磷等有害杂质含量较高，合金中的气体不易排除等，给后续用镍铜中间合金作为基体合 金或添加剂来生产镍铜合金材料造成了很大的障碍，甚至不能用质次的中间合 金来生产成分和纯洁度均要求较高的镍铜合金材料，从而限制了镍铜中间合金 的应用范围，不利于废旧料的回收利用。"精铸用镍铜合金熔炼工艺的改进"(孙延民，特种铸造及有色合金，2007 年第27巻第11期，2007年11月20日) 一文公开了一种镍铜合金熔炼工艺。 该文针对镍铜合金一起加热熔炼时，在高温下由于熔炼时间较长导致氧化严重， 易形成氧化铜夹杂或造成材料组织不致密易产生气孔的问题，认为是脱氧不充 分造成的。因此，该文采取了改变加料顺序及脱氧方法来减轻铜的氧化，其采 用的工艺为熔化镍一钢水温度达148(TC时加入纯铜一铜熔化后加入硅铁一硅 铁熔化后再继续加入硅铁。即该工艺采用先熔化镍再熔化铜和两次加入硅铁进行脱氧方式来处理镍铜合金冶炼过程中产生的夹杂问题。该工艺没有解决镍与 铜一起加热熔炼时如何净化处理以获得成分均匀和纯净度较高的镍铜合金的问 题。
技术实现思路
本专利技术要解决的第一个技术问题是提供一种在中频感应炉内利用废料进行 熔炼净化处理以获得镍铜中间合金的方法，采用该方法制造的镍铜中间合金成 分均匀、纯净度高。本专利技术要解决的第二个技术问题是提供一种釆用上述方法熔炼净化处理后 获得的镍铜中间合金，该合金中铜原子的固溶性较强，并且合金纯净、成分均 匀。为解决上述第一个技术问题，本专利技术所述镍铜中间合金的熔炼净化处理方 法，其技术方案包括以下步骤把清洗干净的废镍铁、废镍料、废铜料组成的废旧合金料配制成含以下化 学成分(重量百分比)含Ni量为10% 20%、含Cu量为5% 10%、含C量《2. 5%、 含Si量《2. 5%、含Mn量《2. 5%、含P量《0. 1%、含S量《0. 1%、含C。量<0. 3%、余量为Fe;把上述配制好的合金废料装进中频感应炉的碱性柑埚内，所述柑埚底部铺有占炉料重量2% 5%的底渣，所述底渣的组成为石灰70% 80%、萤石20% 30%;送电加热合金废料到145(TC以上，合金废料被熔化并在坩埚底部出现溶池， 底渣被熔化后覆盖在合金液面上；合金废料熔化完后，往合金液中加入Si、Mn进行预脱氧，炉前取样分析Ni、 Cu、 C、 Si、 Mn、 S、 P、 Co的含量；从上述坩埚底部采用0. 1MPa 0. 2MPa的压力通过透气砖对炉内的合金液进 行吹氩搅拌；除去合金液表面的氧化渣，往合金液面上加入A1A-Si02-CaO造新渣，提升 合金液温度到150(TC 155(TC，向新渣表面加入硅钙粉和硅铁粉形成白渣层并 覆盖合金液25 35分钟进行扩散脱氧，然后再向合金液中加入占合金液重量 0. 2% 0. 5%的块状硅钙脱氧剂进行沉淀脱氧，炉前取样分析熔清样的Ni、 Cu、 C、 Si、 Mn、 S、 P、 Co的含量；采用喷粉装置在0. 1MPa 0. 2 MPa的压力作用下把粒度小于0. 5mm的CaG 粉剂从插入合金液深度100 120mm的钢管内向合金液喷粉脱磷；调整合金液中的化学元素达到规定的化学成分后，调渣、升温、出炉浇注 成合金锭。为解决上述第二个技术问题，本专利技术所述的采用上述方法熔炼净化处理后 获得的镍铜中间合金可以是下列合金中的任何一种SD-NilOCu5镍铜中间合金，其化学成分(重量百分比)为含Ni量为9. 5% 10. 5%、含Cu量为5. 0%±0. 3%、含C量《2. 0%、含Si量《2. 0%、含Mn量《2. 0%、 含0)量<0. 3%，含P量〈0. 035%、含S量〈0. 05%、余量为Fe。SD-Ni 12Cu4镍铜中间合金，其化学成分(重量百分比)为含Ni量为11. 5% 12. 5%、含Cu量为4. 0%±0. 3%、含C量《2. 0%、含Si量《2. 0%、含Mn量《2. 0%、含Co量〈0. 3%，含P量〈0. 035%、含S量〈0. 05%、余量为Fe。SD-Nil6Cu4镍铜中间合金，其化学成分(重量百分比)为含Ni量为16. 5% 17. 5%、含Cu量为4. 0%±0. 3%、含C量《2. 0%、含Si量《2. 0%、含Mn量《2. 0%、 含0)量<0.3 %，含P量〈0. 035%、含S量〈0. 05%、余量为Fe。SD-Ni20Cu10镍铜中间合金，其化学成分(重量百分比)为含Ni量为 19. 5% 20. 5%、含Cu量为10. 0%±0. 3%、含C量《2. 0%、含Si量《2. 0%、含 Mn量《2. 0%、含0)量<0. 3%，含P量<0. 035%、含S量<0. 05%、余量为Fe。与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下本专利技术所述镍铜中间合金的熔炼净化处理方法，把废镍铁、废镍料、废铜 料组成的废旧合金料一起装进中频感应炉内进行熔炼，通过造渣脱硫，加脱氧 剂脱氧，吹氩搅拌对合金液进行脱氧、脱气(氢)、脱碳和去除合金液中的有害杂质，还原精炼造新渣脱氧，喷粉脱磷等措施，可以获得成分均匀和纯净度较 高的镍铜中间合金，有利于废旧料的回收利用，节约资源。采用本专利技术所述方 法熔炼净化处理后获得的系列镍铜中间合金，由于在整个熔炼净化处理过程中 镍和铜自始至终都处于溶合的状态，因此合金中铜原子的固溶性较强，并且合 金纯净、成分均匀，满足了各种含镍铜的合金材料对镍铜中间合金的高质量要 求。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明。 图1是用于实施本专利技术的感应熔炼净化处理炉的结构简图。图2是本专利技术所述镍铜中间合金熔炼净化处理的工艺流程图。 具体实施例方式图1示出了用于实施本专利技术的感应熔炼净化处理炉的结构，该炉子主要由 中频炉10和喷粉装置20组成。，所述中频炉10主要由坩埚11、炉壳12、感应线圈16和变频电源17组成。 在该中频炉底壁的中间位置处装有空心座砖13，该座砖13的顶面与中频炉10 的炉腔底面平齐，该座砖13的底面与中频炉10底部的炉壳平齐；在座砖13的 空心孔内装有透气砖14，该透气砖14的顶面高出中频炉10的炉腔底面一小段 距离，该透气砖14的底面高出中频炉10的底部炉壳一小段距离，在该透气砖 14的底部具有一个用于容纳气体的阶梯盲孔18;在中频炉10的底部炉壳12上 装有支架15用于支撑透气砖14。所述喷粉装置20主要由喷粉罐21、喷粉嘴23、球阀24、供本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种镍铜中间合金的熔炼净化处理方法，其特征在于，包括以下步骤：　把清洗干净的废镍铁、废镍料、废铜料组成的废旧合金料配制成含以下化学成分（重量百分比）：含Ｎｉ量为１０％～２０％、含Ｃｕ量为５％～１０％、含Ｃ量≤２．５％、含Ｓｉ量≤２．５％、含Ｍｎ量≤２．５％、含Ｐ量≤０．１％、含Ｓ量≤０．１％、含Ｃｏ量＜０．３％、余量为Ｆｅ；　把上述配制好的合金废料装进中频感应炉的碱性坩埚内，所述坩埚底部铺有占炉料重量２％～５％的底渣，所述底渣的组成为：石灰７０％～８０％、萤石２０％～３０％；　送电加热合金废料到１４５０℃以上，合金废料被熔化并在坩埚底部出现溶池，底渣被熔化后覆盖在合金液面上；　合金废料熔化完后，往合金液中加入Ｓｉ、Ｍｎ进行预脱氧，炉前取样分析Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｓ、Ｐ、Ｃｏ的含量；　从上述坩埚底部采用０．１ＭＰａ～０．２ＭＰａ的压力通过透气砖对炉内的合金液进行吹氩搅拌；　除去合金液表面的氧化渣，往合金液面上加入Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］－ＳｉＯ↓［２］－ＣａＯ造新渣，提升合金液温度到１５００℃～１５５０℃，向新渣表面加入硅钙粉和硅铁粉形成白渣层并覆盖合金液２５～３５分钟进行扩散脱氧，然后再向合金液中加入占合金液重量０．２％～０．５％的块状硅钙脱氧剂进行沉淀脱氧，炉前取样分析熔清样的Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｓ、Ｐ、Ｃｏ的含量；　采用喷粉装置在０．１ＭＰａ～０．２ＭＰａ的压力作用下把粒度小于０．５ｍｍ的ＣａＣ↓［２］粉剂从插入合金液深度１００～１２０ｍｍ的钢管内向合金液喷粉脱磷；　调整合金液中的化学元素达到规定的化学成分后，调渣、升温、出炉浇注成合金锭。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：栾东海，
申请(专利权)人：河北上大再生资源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：13[]