一种高纯钴锭的熔炼及浇铸方法技术

本发明专利技术涉及一种高纯钴锭的熔炼及浇铸方法。本发明专利技术采用的氧化锆坩埚具有良好的热力学稳定性，减少了熔炼过程中其它活性元素带来的污染，熔炼炉内采用高真空和高纯氮气保护，防止的高纯钴冶炼过程中的氧化；选用较为成熟的砂型模浇铸，砂型模设计较为合理，经实践，该砂型模能更好防止钴锭中出现气孔、缩松等缺陷。本发明专利技术较电子束熔炼，设备成本低，操作方便，工艺简单，大大降低了钴锭的制造成本，便于产业化推广。

【技术实现步骤摘要】
一种高纯钴锭的熔炼及浇铸方法
本专利技术属于高纯金属的真空冶炼
，涉及一种高纯钴锭的熔炼及浇铸方法。
技术介绍
高纯金属钴是制备磁记录介质、磁记录磁头、光电器件和磁传感器和集成电路等元器件的重要材料。还可以作为半导体薄膜材料使用。通常是将高纯度电解钴熔炼成钴锭，再经过机加工做成靶材，应用于溅射镀膜领域。通常熔炼4N(99.99％)以下的钴锭材可以通过感应炉熔炼获得。由于普通感应炉熔炼坩埚材质对金属纯度的影响，通常4N以上纯度的钴锭采用电子束熔炼。然国产电子束炉熔炼的钴锭周围存在气孔多，钴锭表面裂纹多，水冷铜坩埚也会降低钴锭纯度，无法应用于高端靶材制备。进口电子束炉价格昂贵，国内保有量很少，很难满足科研及生产需要。
技术实现思路
鉴于现有技术中所存在的问题，本专利技术公开了一种高纯钴锭的熔炼及浇铸方法，采用的技术方案是，选用通过电解方法制得的电解钴板为原材料，电解钴板的纯度高于99.995％，对电解钴板依次进行表面机械打磨、抛光、破碎、超声波清洗、干燥处理，将处理后的电解钴板放入坩埚中并通过真空熔炼炉熔炼，熔炼后对熔融状态的钴液进行镇静处理，然后将镇静后的熔融状态的钴液浇注到砂型模中，完成浇铸。作为本专利技术的一种优选方案，所述坩埚为氧化锆坩埚，所述真空熔炼炉的加热方式为中频加热，加热温度为2100℃-2150℃，保温30min。作为本专利技术的一种优选方案，利用所述真空熔炼炉进行熔炼时，首先将所述真空熔炼炉抽高真空，当炉内的真空度低于0.001MPa时，充入高纯氮气并加压力至0.12-0.15MPa之间。作为本专利技术的一种优选方案，所述镇静处理时间为10min。作为本专利技术的一种优选方案，所述砂型模的浇铸冒口设置在铸锭底部，所述砂型模直径为110mm-120mm，高为150-200mm，浇铸前所述砂型模的模内壁涂覆脱模剂并预热至500-600摄氏度。本专利技术的有益效果：本专利技术采用的氧化锆坩埚具有良好的热力学稳定性，减少了熔炼过程中其它活性元素带来的污染，熔炼炉内采用高真空和高纯氮气保护，防止高纯钴冶炼过程中的氧化；选用较为成熟的砂型模浇铸，砂型模设计较为合理，经实践，该砂型模能更好防止钴锭中出现气孔、缩松等缺陷。本专利技术较电子束熔炼，设备成本低，操作方便，工艺简单，大大降低了钴锭的制造成本，便于产业化推广。具体实施方式实施例1本专利技术所述的一种高纯钴锭的熔炼及浇铸方法，采用的技术方案是，选用通过电解方法制得的电解钴板为原材料，电解钴板的纯度高于99.995％，对电解钴板依次进行表面机械打磨、抛光、破碎、超声波清洗、干燥处理，将处理后的电解钴板放入坩埚中并通过真空熔炼炉熔炼，熔炼后对熔融状态的钴液进行镇静处理，然后将镇静后的熔融状态的钴液浇注到砂型模中，完成浇铸。所述坩埚为氧化锆坩埚，所述真空熔炼炉的加热方式为中频加热，加热温度为2100℃，保温30min。利用所述真空熔炼炉进行熔炼时，首先将所述真空熔炼炉抽高真空，当炉内的真空度低于0.001MPa时，充入高纯氮气并加压力至0.12MPa。所述镇静处理时间为10min。所述砂型模的浇铸冒口设置在铸锭底部，所述砂型模直径为110mm，高为150mm，浇铸前所述砂型模的模内壁涂覆脱模剂并预热至500摄氏度。实施例2本专利技术所述的一种高纯钴锭的熔炼及浇铸方法，采用的技术方案是，选用通过电解方法制得的电解钴板为原材料，电解钴板的纯度高于99.995％，对电解钴板依次进行表面机械打磨、抛光、破碎、超声波清洗、干燥处理，将处理后的电解钴板放入坩埚中并通过真空熔炼炉熔炼，熔炼后对熔融状态的钴液进行镇静处理，然后将镇静后的熔融状态的钴液浇注到砂型模中，完成浇铸。所述坩埚为氧化锆坩埚，所述真空熔炼炉的加热方式为中频加热，加热温度为2150℃，保温30min。利用所述真空熔炼炉进行熔炼时，首先将所述真空熔炼炉抽高真空，当炉内的真空度低于0.001MPa时，充入高纯氮气并加压力至0.15MPa。所述镇静处理时间为10min。所述砂型模的浇铸冒口设置在铸锭底部，所述砂型模直径为120mm，高为200mm，浇铸前所述砂型模的模内壁涂覆脱模剂并预热至600摄氏度。实施例3本专利技术所述的一种高纯钴锭的熔炼及浇铸方法，采用的技术方案是，选用通过电解方法制得的电解钴板为原材料，电解钴板的纯度高于99.995％，对电解钴板依次进行表面机械打磨、抛光、破碎、超声波清洗、干燥处理，将处理后的电解钴板放入坩埚中并通过真空熔炼炉熔炼，熔炼后对熔融状态的钴液进行镇静处理，然后将镇静后的熔融状态的钴液浇注到砂型模中，完成浇铸。所述坩埚为氧化锆坩埚，所述真空熔炼炉的加热方式为中频加热，加热温度优选为2120℃，保温30min。利用所述真空熔炼炉进行熔炼时，首先将所述真空熔炼炉抽高真空，当炉内的真空度低于0.001MPa时，充入高纯氮气并加压力至0.14MPa。所述镇静处理时间为10min。所述砂型模的浇铸冒口设置在铸锭底部，所述砂型模直径优选为115mm，高优选为175mm，浇铸前所述砂型模的模内壁涂覆脱模剂并预热至优选温度为550摄氏度。本文中未详细说明的部件为现有技术。上述虽然对本专利技术的具体实施例作了详细说明，但是本专利技术并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利技术宗旨的前提下做出各种变化，而不具备创造性劳动的修改或变形仍在本专利技术的保护范围以内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高纯钴锭的熔炼及浇铸方法，其特征在于，选用通过电解方法制得的电解钴板为原材料，电解钴板的纯度高于99.995％，对电解钴板依次进行表面机械打磨、抛光、破碎、超声波清洗、干燥处理，将处理后的电解钴板放入坩埚中并通过真空熔炼炉熔炼，熔炼后对熔融状态的钴液进行镇静处理，然后将镇静后的熔融状态的钴液浇注到砂型模中，完成浇铸。/n

【技术特征摘要】
1.一种高纯钴锭的熔炼及浇铸方法，其特征在于，选用通过电解方法制得的电解钴板为原材料，电解钴板的纯度高于99.995％，对电解钴板依次进行表面机械打磨、抛光、破碎、超声波清洗、干燥处理，将处理后的电解钴板放入坩埚中并通过真空熔炼炉熔炼，熔炼后对熔融状态的钴液进行镇静处理，然后将镇静后的熔融状态的钴液浇注到砂型模中，完成浇铸。


2.根据权利要求1所述的一种高纯钴锭的熔炼及浇铸方法，其特征在于：所述坩埚为氧化锆坩埚，所述真空熔炼炉的加热方式为中频加热，加热温度为2100℃-2150℃，保温30min。


3.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李海涛，王广欣，唐坤，王维，逯峙，孙浩亮，孟庆新，朱新伟，
申请(专利权)人：河南科技大学，
类型：发明
国别省市：河南;41