一种减少Cu-Ni-Si-Mg合金铸造夹渣的铸锭制备方法技术

本发明专利技术涉及新材料，属于有色金属冶炼及加工行业，具体为一种减少Cu‑Ni‑Si‑Mg合金铸造夹渣的铸锭制备方法。本发明专利技术采用在传统工艺基础上进行了技术处理，具体方法如下：配料（添加Cu、Ni、Si，Cu‑Mg合金除外）→熔炼（中频感应熔炼炉）→成分分析（只分析Ni、Si）→调整成分（Ni、Si）→转保温炉（工频感应熔炼炉）→添加Cu‑Mg合金→添加复合溶渣剂→搅拌→添加煅烧木炭→保温静置→成分分析→铸造→锯切。本发明专利技术产生的效果是：Cu‑Ni‑Si‑Mg铜合金铸锭表面无夹渣现象，且内部经低倍组织检查也无夹渣缺陷，铸锭质量合格。铸锭在热轧后铣面中未发现夹渣现象，且后续带材冷轧加工中无起皮、孔洞及裂边等现象。

【技术实现步骤摘要】
一种减少Cu-Ni-Si-Mg合金铸造夹渣的铸锭制备方法
本专利技术涉及新材料，属于有色金属冶炼及加工行业，具体为一种减少Cu-Ni-Si-Mg合金铸造夹渣的铸锭制备方法，该方法可减少Cu-Ni-Si-Mg合金铸造夹渣，提高Cu-Ni-Si-Mg合金铸锭质量。
技术介绍
Cu-Ni-Si-Mg合金带材产品具有高强度及良好的导电性、抗高温软化性及热松弛性等特性，广泛用于引线框架、弹性元件、微型端子、连接器件材料等电子领域。Cu-Ni-Si-Mg合金铸锭制备作为该合金带材生产的首道工序，对后续轧制加工带材的表面质量及内部组织的影响至关重要。该铜合金铸锭具有如下成份组成（Ni：2.2-4.2%、Si：0.25-1.25%、Mg：0.05-0.3%、Cu：≥96.5%，其余部分为不可避免的杂质）。目前Cu-Ni-Si合金铸锭制备一般采用的生产工艺是：配料→熔炼→成分分析→调整成分→（转炉）→铸造→锯切。该生产工艺主要存在以下不足：Cu-Ni-Si-Mg合金由于存在易氧化造渣的合金Mg元素，在铸造过程中铸锭表面存在大量沿铸锭周向的夹渣现象，且在铸锭低倍组织检查中也发现，存在内部夹渣现象。一些表面较深的夹渣和内部夹渣，在后续的铣面过程中无法全部去除。这些带有夹渣的坯料在后续的带材冷轧加工过程中容易出现起皮、孔洞等质量缺陷，造成大量废品；同时由于坯料夹渣缺陷，出现轧制裂边、断带等现象，影响轧机正常的高速轧制，甚至损坏设备。为提高产品质量，提高生产效率，需要减少该合金铸锭夹渣缺陷，保证铸锭内部组织洁净良好。<br>
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是减少Cu-Ni-Si-Mg合金铸造夹渣现象，保证铸锭表面、内部质量，减少裂边、起皮、孔洞及断带现象，提高良品率，提供一种减少Cu-Ni-Si-Mg合金铸造夹渣的铸锭制备方法。为解决以上技术问题，本专利技术采用在传统工艺基础上进行了技术处理，具体方法如下：配料（添加Cu、Ni、Si，Cu-Mg合金除外）→熔炼（中频感应熔炼炉）→成分分析（只分析Ni、Si）→调整成分（Ni、Si）→转保温炉（工频感应熔炼炉）→添加Cu-Mg合金→添加复合溶渣剂→搅拌→添加煅烧木炭→保温静置→成分分析→铸造→锯切。复合溶渣剂由MgCl2、KCl、BaCl2按照一定质量比例配制，其中MgCl2:45-55%；KCl:39-42%；BaCl2:4-13%。a.配料：按照质量比例份数依次添加标准电解铜、镍、硅；b.熔炼：熔炼温度1200-1250℃；c.转保温炉：转炉温度1220-1240℃；d.添加Cu-Mg合金：在保温炉中按照配比添加Cu-Mg中间合金；e.添加煅烧木炭：在保温炉中添加煅烧木炭，煅烧木炭厚度150-200mm；f.保温静置：保温静置时间≥30min，出炉温度1200-1220℃；g．铸造：铸造温度1200-1220℃，铸造速度80-120mm/min，冷却水流量25-35m³/h，震动频率20-50次/min。所述配料：熔炼温度达到1200℃以上添加镍、硅；熔炼炉内煅烧木炭覆盖厚度控制在150-220mm。所述熔炼：采用中频感应熔炼炉，在镍、硅添加后静置时间30min以上后再取样分析。所述添加Cu-Mg合金：在保温炉中按照配比添加Cu-Mg中间合金，添加熔渣剂，补加煅烧木炭至150-200mm。所述保温炉静置：静置30-50min后，控制镍、硅等含量的均匀性，减少气体含量。所述铸造：采用工频有芯保温炉和整体结晶器进行半连续振动铸造，结晶器规格（厚度×宽度×高度）175mm×430mm×400mm。在开始浇铸至熔体液面升至结晶器高度1/2-2/3时，用炭黑覆盖液面，且覆盖厚度为10-20mm，当液面升至接近结晶器上沿时，再用炭黑铲迅速彻底清渣，然后再覆盖10-20mm的炭黑。与传统工艺的差别在于：（1）一般在熔炼炉将所有成分配制完成，而本专利技术在熔炼炉只配制Ni、Si，这两个元素合格后即可转炉到保温炉，并在保温炉中添加易氧化元素Mg，这样避免了在中频熔炼炉中Mg造渣、烧损和在转炉（开放式）过程中的氧化等现象。在保温炉中加入Mg，并同时加入溶渣剂，大大减少了熔体的氧化造渣。（2）铜合金铸造覆盖剂大多采用炭黑覆盖，在开始浇铸液面升至接近结晶器上沿时添加炭黑覆盖。而本专利技术是在开始浇铸至熔体液面升至结晶器高度1/2-2/3时，迅速用炭黑覆盖液面，且覆盖厚度为10-20mm。当液面升至接近结晶器上沿时，再用炭黑铲迅速彻底清渣，然后再覆盖10-20mm的炭黑。至此可正常振动铸造。这样在浇铸初期液面高度1/2-2/3和液面升至接近结晶器上沿时多炭黑覆盖，大大减少了在浇铸初期结晶器中熔体在裸露情况下的氧化造渣，并且在熔体浇铸至接近结晶器上沿时，迅速的彻底清渣，将期初产生的氧化渣清理干净，避免了氧化渣夹入铸锭内部或表面。经过清渣后，结晶器中熔体洁净度很高，此时再进行炭黑的全面积覆盖，且覆盖的厚度较大，隔绝了空气，保证了熔体在结晶器中质量，避免了造渣和夹渣的产生。一种经上述的制备方法所制备的铜镍硅合金铸锭，所述铜合金的化学成分及其质量比例份数分别是：Ni2.2-4.2%、Si0.25-1.5%、Mg0.03-0.5%、Cu≥96.3%，其余部分为不可避免的杂质；所述Cu-Ni-Si-Mg铜合金铸锭表面无夹渣，内部组织低倍检查无夹渣、夹灰等缺陷。本专利技术产生的效果是：铜合金铸锭表面无夹渣缺陷，内部低倍组织检查无夹渣、夹灰等缺陷。铸锭在热轧后铣面中，未发现夹渣现象；且后续冷轧加工中无起皮、孔洞及裂边断带现象。具体实施方式实施例11、配料：按照质量比例份数依次在熔炼炉中添加标准电解铜、镍、硅。2、熔炼：熔炼温度1200-1250℃。3、转炉：转炉温度1220-1240℃。4、添加Cu-Mg合金和复合溶渣剂：在保温炉中按照配比添加Cu-Mg中间合金，木炭覆盖厚度150mm。复合溶渣剂中MgCl255%；KCl:39%；BaCl2:6%。5、保温炉静置：静置时间:30min，出炉温度1215℃。6、铸造：铸造温度1200-1220℃，铸造速度80mm/min，冷却水流量30m³/h，整体结晶器下方小车小车震动频率50次/min。采用实施例1铸造的Cu-Ni-Si-Mg铜合金铸锭表面无夹渣，内部经低倍组织检查无夹渣缺陷。铸锭在热轧后铣面中未发现夹渣现象，且在后续带材冷轧加工中无起皮、孔洞及裂边等现象。实施例21、配料：按照质量比例份数依次添加标准电解铜、镍、硅等。2、熔炼：熔炼温度1200-1250℃。3、转炉：转炉温度1220-1240℃。4、添加Cu-Mg合金和复合溶渣剂：在保温炉中按照配比添加Cu-Mg中间合金，木炭覆盖厚度180mm。复合溶渣剂中MgCl2:45%；KCl:42%；BaCl2:13%。5、保温炉静置：静置时间40min，出炉温度1200℃。6本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种减少Cu-Ni-Si-Mg合金铸造夹渣的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：配料→熔炼→成分分析→调整成分→转保温炉→添加Cu-Mg合金→搅拌→添加煅烧木炭→保温静置→成分分析→铸造→锯切；/n其中：a.配料：按照质量比例份数依次添加铜、镍、硅；/nb.熔炼：熔炼温度1200-1250℃；/nc.转保温炉：转炉温度1220-1240℃；/nd.添加Cu-Mg合金：在保温炉中按照配比添加Cu-Mg中间合金；/ne.添加煅烧木炭：煅烧木炭厚度150-200mm；/n f. 保温静置：保温静置时间≥30min，出炉温度1200-1220℃；/ng．铸造：铸造温度1200-1220℃，铸造速度80-120mm/min，冷却水流量25-35m³/h，震动频率20-50次/min。/n

【技术特征摘要】
1.一种减少Cu-Ni-Si-Mg合金铸造夹渣的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：配料→熔炼→成分分析→调整成分→转保温炉→添加Cu-Mg合金→搅拌→添加煅烧木炭→保温静置→成分分析→铸造→锯切；
其中：a.配料：按照质量比例份数依次添加铜、镍、硅；
b.熔炼：熔炼温度1200-1250℃；
c.转保温炉：转炉温度1220-1240℃；
d.添加Cu-Mg合金：在保温炉中按照配比添加Cu-Mg中间合金；
e.添加煅烧木炭：煅烧木炭厚度150-200mm；
f.保温静置：保温静置时间≥30min，出炉温度1200-1220℃；
g．铸造：铸造温度1200-1220℃，铸造速度80-120mm/min，冷却水流量25-35m³/h，震动频率20-50次/min。


2.根据权利要求1所述的一种减少Cu-Ni-Si-Mg合金铸造夹渣的制备方法，其特征在于：添加Cu-Mg合金后再添加复合溶渣剂，则方法步骤调整为：配料→熔炼→成分分析→调整成分→转保温炉→添加Cu-Mg合金→添加复合溶渣剂→搅拌→添加煅烧木炭→保温静置→成分分析→铸造→锯切；复合溶渣剂由M...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文芹，吕显龙，李辉，韩彩香，王琦，景洁，
申请(专利权)人：太原晋西春雷铜业有限公司，
类型：发明
国别省市：山西;14