一种采用水平连铸工艺生产碲青铜棒的方法技术

本发明专利技术涉及一种采用水平连铸工艺生产碲青铜棒的方法，其包括如下步骤：以重量百分比计，按Te 0.4～0.7％、P 0.004～0.012％、Mg≤0.01％、稀土≤0.035％、Cu余量进行配料；按将原料分别在熔化炉和保温炉中熔炼，熔炼温度为1150℃～1300℃；对熔炼后的原料进行引拉，获得中间品碲青铜棒，其中引拉温度为1150℃～1300℃，牵引速度为200mm/min～300mm/min，截距为4～8mm；将中间品碲青铜棒依次进行扒皮、延伸和退火、压光矫直，获得成品碲青铜棒。本发明专利技术所述的碲青铜棒水平连铸工艺在保温炉直接加入碲，同时进行保护，减少碲的烧损，连铸出来的棒材表面质量完好，成分均匀，无需进行挤压操作，直接得到需要的毛坯，该水平连铸工艺有利于降低生产成本，提高生产的高效性，弥补了水平连铸工艺生产碲青铜棒材的空白。

A method of producing tellurium bronze rods by horizontal continuous casting process

The present invention relates to a method of producing tellurium bronze rod by horizontal continuous casting process. The method includes the following steps: the proportion of Te 0.4 to 0.7%, P 0.004 ~ 0.012%, Mg < 0.01%, rare earth < 0.035%, and Cu remainder, according to the weight percentage, is melted in the melting furnace and the temperature preserving furnace respectively, and the melting temperature is 1150. The intermediate product tellurium bronze rod is obtained at C ~ 1300 C, and the intermediate product tellurium bronze rod is obtained. The drawing temperature is 1150 to 1300 C, the traction speed is 200mm/min ~ 300mm/min and the intercept is 4 ~ 8mm, and the tellurium bronze bar in the middle is in turn, and the tellurium bronze rod is obtained. The tellurium bronze bar horizontal continuous casting process directly joins tellurium in the heat preservation furnace, and protects the tellurium at the same time, reduces the burning loss of tellurium. The continuous casting of the continuous casting bar has a good surface quality and uniform composition, without the need for extrusion operation, and the required blank is obtained directly. The horizontal continuous casting process is beneficial to reduce production cost and increase production. The high efficiency makes up for the blank of tellurium bronze bar produced by horizontal continuous casting process.

【技术实现步骤摘要】
一种采用水平连铸工艺生产碲青铜棒的方法
本专利技术涉及熔炼铸造领域，尤其涉及一种碲青铜棒的生产方法，其采用水平连铸工艺。
技术介绍
碲铜属于青铜的一种，主要合金原属包括Te、P、Cu，用以填补铜合金紧密加工材料的空白。碲铜合金材料兼顾了极好的易切削性能和优良的导电、导热性能，同时具备抗腐蚀和抗电烧蚀性能，冷热加工性能较好，可锻造、铸造、挤压拉制、冲制模压。产品可加工成板、片、棒、丝、管等型材和多种异型材，可以很好的适应我国汽车行业，电子行业快速发展，对高导电高导热易加工的铜合金的需求。在以往碲青铜的生产过程中，主要以挤压方式生产碲青铜棒材。从生产工艺角度考虑，传统的碲青铜棒材生产采用挤压工艺使得生产工序拉长，同时能耗、投资成本、设备运行成本均比较高；从技术角度考虑，碲青铜中的碲是一种易烧损的元素，会随着浇铸过程中发生烧损，进而熔体碲含量不断的降低，影响到材料成分的均匀性，从上述两方面考虑，虽然采用挤压工艺可以获得较好的材料微观组织，但是能耗、人力成本、设备成本、原料成本相对于水平连铸工艺均比较高，严重限制了碲青铜往高效、低耗的长期发展目标进程。上述挤压工艺导致碲青铜的生产成品居高不下，这严重限制了国内碲青铜行业的发展。为降低生产成本，实现碲青铜的生产可持续发展，同时减少铸造过程碲青铜中碲的烧损，目前急需一种工艺更为先进的碲青铜棒的生产方法。在目前相关报告，均未涉及采用水平连铸的工艺生产碲青铜棒材的方法。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中存在的问题，提出一种采用水平连铸生产碲青铜棒材的方法，其弥补了国内外碲青铜行业采用水平连铸工艺生产碲青铜棒材的空白，该水平连铸工艺可有利于降低生产成本，提高生产的高效性，进一步推动碲青铜行业的发展，对我国工业发展具有显著的推动作用。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术提供一种碲青铜棒的生产方法，该生产方法采用水平连铸工艺，包括如下步骤：步骤1)选取原料，其中按重量百分比计，所述原料成分包括：Te0.4～0.7％，P0.004～0.012％，Mg≤0.01％，稀土≤0.035％，Cu余量；步骤2)将步骤1)中原料按预定顺序分别在熔化炉和保温炉中熔炼，所述熔炼温度为1150℃～1300℃；步骤3)将步骤2)中熔炼后的原料进行引拉，获得中间品碲青铜棒；其中引拉温度为1150℃～1300℃，牵引速度为200mm/min～300mm/min，截距为4～8mm；步骤4)对步骤3)制得的中间品碲青铜棒依次进行扒皮、延伸和退火、压光矫直，获得成品碲青铜棒。进一步地，在所述原料中，Cu采用紫铜排；Te采用纯碲，Te&gt;99.5wt％；P用磷铜中间合金，其中磷的占比为12～20wt％(16％左右)；Mg采用纯镁块；稀土采用镧铈稀土，其稀土含量≥99.5wt％。进一步地，所述步骤2)中的熔化炉和保温炉均采用300kg中频炉。进一步地，所述步骤2)中原料的熔炼过程如下：铜在熔炼炉中化料，随后转入保温炉；将金属Te、Mg、P、稀土均用铜箔包好依次加入保温炉。进一步地，所述原料的熔炼过程如下：在熔炼炉先放入紫铜排，待熔化后，表面覆盖8～10公分木炭，保温0.5h以上；将铜液转入保温炉，同时加入木炭覆盖，厚度10公分以上，随后加入铜箔包好的磷铜中间合金和纯镁块，然后把铜箔包好的纯碲放入铜液中，用石墨罩把纯碲压入铜液中熔化，各步骤均保温15min，温度控制在1150℃～1300℃；待铜液成分调整合格后，将铜箔包好的镧铈稀土加入铜液，保温10min以上。进一步地，在引拉过程中，引拉毛坯规格为22mm(双孔)，停顿时间为800～1500ms，更优选为1000ms的停顿时间。进一步地，在所述扒皮过程中，扒皮量在20丝～50丝，其可以采用扒皮模进行扒皮。进一步地，所述扒皮模的材质选用钨钢，锥度为2～4°；其中，所述扒皮模选自平模或者凸模中的一种。进一步地，所述延伸和退火过程依次包括中间过道退火、高温退火、延伸和成品退火。进一步地，所述延伸过程将中间品碲青铜棒延伸到成品Φ13.5mm，加工率在60.57％；中间过道退火的温度为500～580℃，时间为2～5h，所述高温退火的温度为700～900℃，退火时间在1～2h，所述成品退火的温度为300～500℃，根据客户对产品性能的要求，调整退火时间，一般控制在1～3h。进一步地，所述压光矫直采用压光矫直机进行矫直处理，直度控制在5mm/m以下。进一步地，所述成品碲青铜棒的抗拉强度大于250MPa，延伸率大于15％.在上述生产方法中，各原料相辅相成，在制备碲青铜棒过程中，各成分相互协作，从而获得了性能优异的成品，其中各成分的作用如下：Te作为主要合金元素，起到提高切削性能的目的，因为金属Te会以单质在晶界或晶内存在，同时也会形成Cu2Te金属化合物，从而可以提高切削过程中的断削率，即切削性得到提高，同时不会引起材料导电率降低；P主要是提高材料的切削性，除氧提高导电性；P会和氧形成磷的氧化物P4O6，吸收铜水中的氧，常用来除氧，同时磷会和铜形成硬脆相Cu3P，分布晶界和晶内，进而提高切削性能；Mg主要用来除气(氧气)和提高材料的抗高温氧化性能；金属镁主要在金属表面形成镁的氧化物MgO薄膜，起到防止材料在高温环境中氧化程度，同时吸收氧元素，降低铜水中的氧含量；镧铈稀土主要起到净化晶界，细化晶粒的作用，进而提高材料的强度，电导率；镧铈具有很高的熔点，可以作为异质形核的核心，细化晶粒，提高材料强度，镧铈的强氧化性可以同熔体内的其他元素进行反应，形成金属间化合物，起到净化熔体的目的，由于稀土可以除杂，同时细化杂质的尺寸，从而有效控晶体内部缺陷的交互作用，加强合金化程度。在上述熔炼过程中，首先将紫铜排熔化作为底料，然后将磷铜中间合金和镁块加入进行除气净化，精炼除气后，再加入金属碲，引拉前10min左右加入稀土，所有原料均用铝箔包裹，其目的是主要防止进入铜水之前烧损严重。在上述生产方法中，引拉过程的工艺参数对产品的性能存在至关重要的影响，牵引速度过高会引起棒材表面沿着结晶纹出现开裂，甚至出现出现断裂“跑铜”现象，而速度过低引起铜水在结晶器凝固，引拉断裂，因此建议牵引速度最好为200mm/min～300mm/min；在引拉过程中，截距一般过长容易引起开裂，因此选择较为合适的截距为4～8mm，停顿时间一般和牵引速度匹配，牵引速度快，停顿时间稍长，其设置不合理很容易出现导致棒材表面出现裂纹，因此选择牵引速度200mm/min～300mm/min，停顿800-1500ms。在上述方法中，中间过道退火和高温退火主要用来消除连铸过程中产生的粗大柱状枝晶，而成品退火主要用来获得客户要求的物理性能，两者结合可获得性能优异的碲青铜棒。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：(1)工艺流程短，相对于浇铸锭挤压工艺，可以省去挤压工序，改为操作简单的连铸工序；(2)成材率高，挤压工序需要车皮，切头切尾，同时挤压也存在压余等；(3)碲损失少，本专利技术采用保温炉加碲，同时炉液面覆盖厚木炭，基本消除碲的烧损问题，而挤压浇铸锭存在比较大的烧损，大50％以上；(4)投资少，本专利技术采用一台300kg水平连铸炉(350kw熔炼炉+350kw保温炉)就可以实现碲铜的生产，而挤压工艺需要进行半连本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碲青铜棒的生产方法，其特征在于，所述生产方法采用水平连铸工艺，包括如下步骤：步骤1)选取原料；其中，按重量百分比计，所述原料成分包括：Te 0.4～0.7％，P 0.004～0.012％，Mg≤0.01％，稀土≤0.035％，Cu余量；步骤2)将步骤1)中原料按预定顺序分别在熔化炉和保温炉中熔炼，所述熔炼温度为1150℃～1300℃；步骤3)将步骤2)中熔炼后的原料进行引拉，获得中间品碲青铜棒；其中引拉温度为1150℃～1300℃，牵引速度为200mm/min～300mm/min，截距为4～8mm；步骤4)对步骤3)制得的中间品碲青铜棒依次进行扒皮、延伸和退火、压光矫直，获得成品碲青铜棒。

【技术特征摘要】
1.一种碲青铜棒的生产方法，其特征在于，所述生产方法采用水平连铸工艺，包括如下步骤：步骤1)选取原料；其中，按重量百分比计，所述原料成分包括：Te0.4～0.7％，P0.004～0.012％，Mg≤0.01％，稀土≤0.035％，Cu余量；步骤2)将步骤1)中原料按预定顺序分别在熔化炉和保温炉中熔炼，所述熔炼温度为1150℃～1300℃；步骤3)将步骤2)中熔炼后的原料进行引拉，获得中间品碲青铜棒；其中引拉温度为1150℃～1300℃，牵引速度为200mm/min～300mm/min，截距为4～8mm；步骤4)对步骤3)制得的中间品碲青铜棒依次进行扒皮、延伸和退火、压光矫直，获得成品碲青铜棒。2.根据权利要求1所述的一种碲青铜棒的生产方法，其特征在于，在所述原料中，Cu采用紫铜排；Te采用纯碲，Te&gt;99.5wt％；P用磷铜中间合金，其中磷的占比为12～20wt％；Mg采用纯镁块；稀土采用镧铈稀土，其稀土含量≥99.5wt％。3.根据权利要求1所述的一种碲青铜棒的生产方法，其特征在于，所述步骤2)中的熔化炉和保温炉均采用300kg中频炉。4.根据权利要求1所述的一种碲青铜棒的生产方法，其特征在于，所述步骤2)中原料的熔炼过程如下：铜在熔炼炉中化料，随后转入保温炉；将金属Te、Mg、P、稀土均用铜箔包好依次加入保温炉。5.根据权利要求4所述的一种碲青铜棒的生产方法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳好，巢国辉，裘桂群，李正，
申请(专利权)人：宁波金田铜业集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33