铜铬锆系合金用变质剂合金、其制备方法及应用技术

本发明专利技术提供了一种铜铬锆系合金用变质剂合金、其制备方法及应用。该变质剂为块状结构，按重量百分比计，包含2.5～10wt.％的稀土元素RE，2.5～7.5wt.％的B，1～5wt.％的Ti，1～5％的Li，余量为Cu；RE为Ce、La、Y和Sr的混合物。本发明专利技术的铜铬锆系合金用变质剂合金通过多元素的复合作用，能够显著净化铜铬锆系合金熔体、细化晶粒组织、提升铸坯质量，能够显著提升铜铬锆系合金的成品率，而且以变质剂合金块的形式协同加入到铜铬锆系合金熔体中时，可以起到高效变质细化作用，总体变质元素加入量少，特别是稀土元素添加量极大减小，大大降低了成本，而且变质剂合金的烧损率低，除杂除气效果显著。显著。显著。

【技术实现步骤摘要】
铜铬锆系合金用变质剂合金、其制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及铜合金熔铸加工领域，具体而言，涉及一种铜铬锆系合金用变质剂合金、其制备方法及应用。

技术介绍

[0002]铜及铜合金熔炼是材料制备过程中最首要的，也是最关键的环节，铸坯质量的优劣直接影响到后续工序的产品质量和工艺性能，影响产品的成品率。铜铬锆合金作为高强高导性析出强化性合金，在电子电力、IC引线框架及部件和连续铸钢结晶器等方面得到广泛的应用。但在制备铜铬锆系高铜合金过程中，其合金铸坯内部气孔、夹杂和晶粒粗大的问题较为突出。因此，铸造过程对铜铬锆的熔炼要求比较高，除了要控制易烧损元素Cr和Zr的成分含量外，铸坯要确保没有气孔、夹杂，同时铸坯组织要细化均匀，以此确保铜铬锆合金具有良好的强度、硬度、导电率和耐高温软化性能。然而，现有技术中使用变质剂对合金进行变质净化的效果并不理想，变质剂的烧损率也较高。

技术实现思路

[0003]本专利技术的主要目的在于提供一种铜铬锆系合金用变质剂合金、其制备方法及应用，以解决现有技术中铜铬锆系合金的变质剂烧损高、产品成材率低的问题。
[0004]为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种铜铬锆系合金用变质剂合金，变质剂为块状结构，按重量百分比计，变质剂包含2.5～10wt.％的稀土元素RE，2.5～7.5wt.％的B，1～5wt.％的Ti，1～5％的Li，余量为Cu；RE为Ce、La、Y和Sr的混合物。
[0005]进一步地，块状结构的最大长度为10cm，最小长度为2cm，且按重量百分比计，变质剂包含0.5～5wt.％的Ce，0.5～5wt.％的La，0.5～5wt.％的Y和0.5～5wt.％的Sr。
[0006]进一步地，按重量百分比计，变质剂包含6.5～10wt.％的稀土元素RE，5～7.5wt.％的B，1～5wt.％的Ti，1～2％的Li，余量为Cu；优选地，按重量百分比计，变质剂包含1～3wt.％的Ce，0.5～1wt.％的La，3～5wt.％的Y和0.5～1wt.％的Sr。
[0007]进一步地，按重量百分比计，变质剂包含10wt.％的稀土元素RE，2.5wt.％的B，1wt.％的Ti，2％的Li，余量为Cu；其中，按重量百分比计，变质剂包含3wt.％的Ce，1wt.％的La，5wt.％的Y和1wt.％的Sr；或者变质剂包含2.5wt.％的稀土元素RE，7.5wt.％的B，5wt.％的Ti，1％的Li，余量为Cu；其中，按重量百分比计，变质剂包含1wt.％的Ce，0.5wt.％的La，0.5wt.％的Y和0.5wt.％的Sr；或者变质剂包含10wt.％的稀土元素RE，5wt.％的B，1wt.％的Ti，2％的Li，余量为Cu；其中，按重量百分比计，变质剂包含1wt.％的Ce，5wt.％的La，3wt.％的Y和1wt.％的Sr。
[0008]根据本专利技术的另一方面，提供了一种上述铜铬锆系合金用变质剂合金的制备方法，包括以下步骤：步骤S1，按照变质剂合金组成进行配料，得到电解铜、CuRE中间合金、CuB中间合金、CuTi中间合金和CuLi中间合金；步骤S2，将电解铜依次进行熔炼和第一保温，在第一保温条件下依次加入CuB中间合金、CuRE中间合金和CuTi中间合金，得到变质剂合金中
间混合物；步骤S3，将变质剂合金中间混合物依次进行第二保温，然后加入CuLi中间合金，并进行第三保温，最后浇铸冷却，得到铜铬锆系合金用变质剂合金。
[0009]进一步地，第一保温的温度为1200～1250℃，第二保温的温度为1200～1220℃，第二保温的时间为5～10min；第三保温的温度为1180～1200℃，第三保温的时间为2～5min。
[0010]进一步地，CuRE中间合金为CuY中间合金、CuCeLa中间合金和CuSr中间合金的混合物，且按重量百分比计，CuRE中间合金包含10～20％的RE；优选地，按重量百分比计，CuY中间合金包含10～20％的Y；CuCeLa中间合金总计包含20～30％的Ce和La；CuSr中间合金包含10～20％的Sr。
[0011]进一步地，按重量百分比计，CuB中间合金包含4～10％的B，CuTi中间合金包含10～25％的Ti，CuLi中间合金包含5～10％的Li；优选地，电解铜为阴极电解铜，其中铜的重量百分含量为99.95～99.99％。
[0012]根据本专利技术的另一方面，提供了一种本专利技术的铜铬锆系合金用变质剂合金在铜铬锆系合金制备中的应用，变质剂合金由上述的制备方法得到，以块状形式加入到铜铬锆系合金的熔体中，并进行10～20min的保温，然后转炉并进行后续铸造生产。
[0013]进一步地，按重量百分比计，加入变质剂合金后的铜铬锆系合金熔体中，包含0.005～0.02wt.％的RE；优选地，加入变质剂合金后的铜铬锆系合金熔体中，包含0.001～0.01wt.％的Ce，0.001～0.01wt.％的La，0.001～0.01wt.％的Y和0.001～0.01wt.％的Sr。
[0014]本专利技术的技术方案与现有技术相比，具有以下显著的进步：
[0015]1、铜铬锆系合金用变质剂合金的各成分在本专利技术公开范围内时，参加铜铬锆系合金的制备过程中，通过多元素的复合作用，能够显著净化铜铬锆系合金熔体、细化晶粒组织、提升铸坯质量，在后续的加工过程中，能够显著提升铜铬锆系合金的成品率。
[0016]2、本专利技术的变质剂合金为块状结构，当其中的稀土元素La、Ce、Y和Sr与元素B、Ti、Li共同以变质剂合金块的形式协同加入到铜铬锆系合金熔体中时，可以起到高效变质细化作用，变质时间长，总体变质元素加入量少，特别是稀土元素添加量极大减小，而且变质剂合金的烧损率低，除杂除气效果显著。
[0017]3、本专利技术的变质剂合金添加的稀土元素La、Ce、Y和Sr均为价格相对便宜的稀土元素，没有诸如Sc等稀少且价格昂贵的稀土元素。
[0018]4、本专利技术的变质剂所涉及的合金元素均为我国富产且价格经济、无毒无害的元素，制备过程绿色环保，环境污染小。
附图说明
[0019]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0020]图1示出了根据本专利技术实施例1的合金铸锭微观组织考察图；以及
[0021]图2示出了对比例1的合金铸锭微观组织考察图。
具体实施方式
[0022]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。
[0023]正如本专利技术
技术介绍
中所述，现有技术中存在铜铬锆系合金的变质剂烧损高、产品成材率低的问题。为了解决上述问题，在本专利技术一种典型的实施方式中，提供了一种铜铬锆系合金用变质剂合金，变质剂为块状结构，按重量百分比计，变质剂包含2.5～10wt.％的稀土元素RE，2.5～7.5wt.％的B，1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铜铬锆系合金用变质剂合金，其特征在于，所述变质剂为块状结构，按重量百分比计，所述变质剂包含2.5～10wt.％的稀土元素RE，2.5～7.5wt.％的B，1～5wt.％的Ti，1～5％的Li，余量为Cu；所述RE为Ce、La、Y和Sr的混合物。2.根据权利要求1所述的变质剂合金，其特征在于，所述块状结构的最大长度为10cm，最小长度为2cm，且按重量百分比计，所述变质剂包含0.5～5wt.％的Ce，0.5～5wt.％的La，0.5～5wt.％的Y和0.5～5wt.％的Sr。3.根据权利要求1或2所述的变质剂合金，其特征在于，按重量百分比计，所述变质剂包含6.5～10wt.％的稀土元素RE，5～7.5wt.％的B，1～5wt.％的Ti，1～2％的Li，余量为Cu；优选地，按重量百分比计，所述变质剂包含1～3wt.％的Ce，0.5～1wt.％的La，3～5wt.％的Y和0.5～1wt.％的Sr。4.根据权利要求1至3中任一项所述的变质剂合金，其特征在于，按重量百分比计，所述变质剂包含10wt.％的稀土元素RE，2.5wt.％的B，1wt.％的Ti，2％的Li，余量为Cu；其中，按重量百分比计，所述变质剂包含3wt.％的Ce，1wt.％的La，5wt.％的Y和1wt.％的Sr；或者所述变质剂包含2.5wt.％的稀土元素RE，7.5wt.％的B，5wt.％的Ti，1％的Li，余量为Cu；其中，按重量百分比计，所述变质剂包含1wt.％的Ce，0.5wt.％的La，0.5wt.％的Y和0.5wt.％的Sr；或者所述变质剂包含10wt.％的稀土元素RE，5wt.％的B，1wt.％的Ti，2％的Li，余量为Cu；其中，按重量百分比计，所述变质剂包含1wt.％的Ce，5wt.％的La，3wt.％的Y和1wt.％的Sr。5.一种权利要求1至4中任一项所述的铜铬锆系合金用变质剂合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，按照所述变质剂合金组成进行配料，得到电解铜、CuRE中间合金、CuB中间合金、CuTi中间合金和CuLi中间合金；步骤S2，将电解铜依次进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈忠平，娄花芬，向朝建，张曦，杨春秀，王虎，曹忠升，
申请(专利权)人：昆明冶金研究院有限公司北京分公司，
类型：发明
国别省市：