一種真空熔煉銀鎘合金鑄錠的方法

2023-12-03 09:58:06 1

專利名稱：一種真空熔煉銀鎘合金鑄錠的方法
技術領域：
本發明屬於合金製備技術領域，具體涉及一種真空熔煉銀鎘合金鑄錠的方法。
背景技術：
銀鎘合金兩組元之間熔點相差較大，而且鎘元素蒸氣壓高受熱後易於揮發。在一般的工業生產中，多採用非真空熔煉、添加覆蓋劑的方法進行銀鎘合金的熔煉。但是由於不能完全避免鎘的揮發，非真空熔煉過程中會形成大量的有毒的氧化鎘煙塵，汙染環境，對 人體健康造成危害。另外，添加覆蓋劑可能會引入雜質元素，非真空熔煉的方法不適合對純度要求較高的銀鎘合金鑄錠的熔煉，並且非真空熔煉造渣較多，熔煉出的鑄錠缺陷多、質量差。

發明內容
本發明所要解決的技術問題在於針對上述現有技術的不足，提供一種操作簡單易行，可重複性強，適於大規模工業化生產的真空熔煉銀鎘合金鑄錠的方法。採用該方法可以有效抑制鎘元素的揮發，能夠得到純度高、成分均勻穩定、表面無氧化、內部無冶金缺陷的銀鎘合金鑄錠。為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案是一種真空熔煉銀鎘合金鑄錠的方法，其特徵在於，該方法採用的設備包括真空感應熔煉爐主體，所述真空感應熔煉爐主體內設置有坩堝、鑄模和設置於坩堝上方的料鬥，所述坩堝外周環繞設置有感應線圈，所述真空感應熔煉爐主體上設置有抽氣閥和充氣閥，所述坩堝頂部設置有坩堝蓋，所述坩堝蓋通過連接杆與位於真空感應熔煉爐主體外的坩堝蓋翻轉手柄連接；所述料鬥通過連接杆與位於真空感應熔煉爐主體外的料鬥翻轉手柄連接；所述坩堝通過連接杆與位於真空感應熔煉爐主體外的坩堝翻轉手柄連接，該方法包括以下步驟步驟一、打開坩堝蓋，將銀錠切成塊狀後放入坩堝中，將鎘錠切成塊狀後放入料鬥中，然後打開抽氣閥對真空感應熔煉爐主體進行抽真空，待真空感應熔煉爐主體內的真空度不大於30Pa後對坩堝中的塊狀銀錠進行第一次感應加熱，使塊狀銀錠受熱熔融，得到溫度為1200°C 1400°C且液面無氣泡翻滾的液態銀，之後停止第一次感應加熱並關閉抽氣閥；步驟二、打開充氣閥向真空感應熔煉爐主體內充入惰性氣體，待真空感應熔煉爐主體內惰性氣體的壓力為O. 03MPa O. 06MPa後關閉充氣閥，並在步驟一中所述液態銀的溫度降至1000°C 1100°C的條件下，將料鬥中的塊狀鎘錠加入坩堝中，將坩堝蓋蓋合在坩堝上使塊狀鎘錠受熱熔融為液態鎘，然後對坩堝中的液態銀和液態鎘進行第二次感應加熱，使液態銀和液態鎘熔煉成銀鎘合金液，之後停止第二次感應加熱，打開坩堝蓋，將銀鎘合金液澆注於鑄模中，自然冷卻後得到銀鎘合金鑄錠；所述銀鎘合金鑄錠中鎘的質量百分含量為5% 45%，餘量為銀和不可避免的雜質。上述的一種真空熔煉銀鎘合金鑄錠的方法，其特徵在於，步驟一中所述銀錠和鎘錠的質量純度均不小於99. 9%。上述的一種真空熔煉銀鎘合金鑄錠的方法，其特徵在於，步驟一中塊狀鎘錠的長度、寬度和厚度均為IOmm 30mm。上述的一種真空熔煉銀鎘合金鑄錠的方法，其特徵在於，步驟一中所述第一次感應加熱的功率為20kW。上述的一種真空熔煉銀鎘合金鑄錠的方法，其特徵在於，步驟二中所述第二次感應加熱的功率為20kw，所述第二次感應加熱的時間為Imin 2min。上述的一種真空熔煉銀鎘合金鑄錠的方法，其特徵在於，步驟二中所述惰性氣體 為氬氣。本發明與現有技術相比具有以下優點1、本發明採用真空熔煉的方法熔煉銀鎘合金鑄錠，熔煉過程在密閉的真空感應熔煉爐內進行，揮發產生的鎘煙塵可以集中進行環保處理，不會對環境造成汙染。2、本發明採用真空熔煉的方法熔煉銀鎘合金鑄錠，熔煉過程中不需添加覆蓋劑，有效減少雜質的混入，熔煉得到的銀鎘合金鑄錠無氧化、鑄錠質量高。3、本發明針對真空熔煉銀鎘合金鑄錠過程中鎘元素的揮發量不易控制，化學成分不易均勻、穩定的問題進行了工藝的優化，提供了一種能夠有效抑制鎘元素的揮發，使熔煉得到的銀鎘合金鑄錠的化學成分均勻、穩定。4、採用本發明的方法進行銀鎘合金鑄錠的熔煉，可有效抑制鎘元素的揮發，能夠得到純度高、成分均勻穩定、表面無氧化、內部無冶金缺陷的銀鎘合金鑄錠。下面結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細說明。


圖1為本發明真空熔煉銀鎘合金鑄錠採用設備的整體結構示意圖。附圖標記說明1_料鬥；2-料鬥翻轉手柄；3-感應線圈；4_抽氣閥；5_ 甘禍蓋；6_ 甘禍蓋翻轉手柄；7-坩堝；8-坩堝翻轉手柄；9-充氣閥；10-鑄模。
具體實施例方式如圖1所示，本發明真空熔煉銀鎘合金鑄錠所採用的設備包括真空感應熔煉爐主體，所述真空感應熔煉爐主體內設置有坩堝7、鑄模10和設置於坩堝7上方的料鬥1，所述坩堝7外周環繞設置有感應線圈3，所述真空感應熔煉爐主體上設置有抽氣閥4和充氣閥9，所述坩堝7頂部設置有坩堝蓋5，所述坩堝蓋5通過連接杆與位於真空感應熔煉爐主體外的坩堝蓋翻轉手柄6連接；所述料鬥I通過連接杆與位於真空感應熔煉爐主體外的料鬥翻轉手柄2連接；所述坩堝7通過連接杆與位於真空感應熔煉爐主體外的坩堝翻轉手柄8連接。實施例1本實施例的真空熔煉銀鎘合金鑄錠的方法包括以下步驟
步驟一、操作坩堝蓋翻轉手柄6將坩堝蓋5開啟，將質量純度為99. 9%的銀錠切成塊狀後稱重9Kg，放入坩堝7中，將質量純度為99. 9%的鎘錠切成20mm X 20mm X 20mm的塊狀後稱重6Kg，放入料鬥I中，然後打開抽氣閥4對真空感應熔煉爐主體進行抽真空，待真空感應熔煉爐主體內的真空度為20Pa後利用感應線圈3對坩堝7中的塊狀銀錠進行第一次感應加熱，加熱功率為20kW，使塊狀銀錠受熱熔融，得到溫度為1200°C，且液面無氣泡翻滾的液態銀，之後停止第一次感應加熱並關閉抽氣閥4 ；步驟二、打開充氣閥9向真空感應熔煉爐主體內充入惰性氣體，待真空感應熔煉 爐主體內惰性氣體的壓力為O. 04MPa後關閉充氣閥9，並在步驟一中所述液態銀的溫度降至1000°C的條件下，操作料鬥翻轉手柄2將料鬥I中的塊狀鎘錠加入坩堝7中，再操作坩堝蓋翻轉手柄6將坩堝蓋5蓋合在坩堝7上使塊狀鎘錠受熱熔融為液態鎘,然後利用感應線圈3對坩堝7中的液態銀和液態鎘進行第二次感應加熱，加熱功率為20kW。加熱時間為2min，形成成分均勻的銀鎘合金液，之後停止第二次感應加熱，操作坩堝蓋翻轉手柄6將坩堝蓋5開啟，操作坩堝翻轉手柄8將銀鎘合金液澆注於鑄模10中，自然冷卻後得到銀鎘合金鑄錠。採用本實施例真空熔煉得到的銀鎘合金鑄錠中鎘的質量百分含量為40%，餘量為銀和不可避免的雜質。採用本實施例真空熔煉得到的銀鎘合金鑄錠純度高，成分均勻穩定，表面無氧化，內部無冶金缺陷。實施例2本實施例的真空熔煉銀鎘合金鑄錠的方法包括以下步驟步驟一、操作坩堝蓋翻轉手柄6將坩堝蓋5開啟，將質量純度為99. 9%的銀錠切成塊狀後稱重10. 5Kg，放入坩堝7中，將質量純度為99. 9%的鎘錠切成30mmX30mmX30mm的塊狀後稱重4. 5Kg，放入料鬥I中，然後打開抽氣閥4對真空感應熔煉爐主體進行抽真空，待真空感應熔煉爐主體內的真空度至18Pa後利用感應線圈3對坩堝7中的塊狀銀錠進行第一次感應加熱，加熱功率為20kW，使塊狀銀錠受熱熔融，得到溫度為1300°C，且液面無氣泡翻滾的液態銀，之後停止第一次感應加熱並關閉抽氣閥4 ；步驟二、打開充氣閥9向真空感應熔煉爐主體內充入惰性氣體，待真空感應熔煉爐主體內惰性氣體的壓力為O. 03MPa後關閉充氣閥9，並在步驟一中所述液態銀的溫度降至1100°C的條件下，操作料鬥翻轉手柄2將料鬥I中的塊狀鎘錠加入坩堝7中，再操作坩堝蓋翻轉手柄6將坩堝蓋5蓋合在坩堝7上使塊狀鎘錠受熱熔融為液態鎘,然後利用感應線圈3對坩堝7中的液態銀和液態鎘進行第二次感應加熱，加熱功率為20kW。加熱時間為lmin，形成成分均勻的銀鎘合金液，之後停止第二次感應加熱，操作坩堝蓋翻轉手柄6將坩堝蓋5開啟，操作坩堝翻轉手柄8將銀鎘合金液澆注於鑄模10中，自然冷卻後得到銀鎘合金鑄錠。採用本實施例真空熔煉得到的銀鎘合金鑄錠中鎘的質量百分含量為30%，餘量為銀和不可避免的雜質。採用本實施例真空熔煉得到的銀鎘合金鑄錠純度高，成分均勻穩定，表面無氧化，內部無冶金缺陷。實施例3本實施例的真空熔煉銀鎘合金鑄錠的方法包括以下步驟步驟一、操作坩堝蓋翻轉手柄6將坩堝蓋5開啟，將質量純度為99. 9%的銀錠切成塊狀後稱重12Kg，放入坩堝7中，將質量純度為99. 9%的鎘錠切成IOmmX IOmmX IOmm的塊狀後稱重3Kg，放入料鬥I中，然後打開抽氣閥4對真空感應熔煉爐主體進行抽真空，待真空感應熔煉爐主體內的真空度為25Pa後利用感應線圈3對坩堝7中的塊狀銀錠進行第一次感應加熱，加熱功率為20kW，使塊狀銀錠受熱熔融，得到溫度為1400°C，且液面無氣泡翻滾的液態銀，之後停止第一次感應加熱並關閉抽 氣閥4 ；步驟二、打開充氣閥9向真空感應熔煉爐主體內充入惰性氣體，待真空感應熔煉爐主體內惰性氣體的壓力為O. 06MPa後關閉充氣閥9，並在步驟一中所述液態銀的溫度降至1050°C的條件下，操作料鬥翻轉手柄2將料鬥I中的塊狀鎘錠加入坩堝7中，再操作坩堝蓋翻轉手柄6將坩堝蓋5蓋合在坩堝7上使塊狀鎘錠受熱熔融為液態鎘,然後利用感應線圈3對坩堝7中的液態銀和液態鎘進行第二次感應加熱，加熱功率為20kW，加熱時間為lmin，形成成分均勻的銀鎘合金液，之後停止第二次感應加熱，操作坩堝蓋翻轉手柄6將坩堝蓋5開啟，操作坩堝翻轉手柄8將銀鎘合金液澆注於鑄模10中，自然冷卻後得到銀鎘合金鑄錠。採用本實施例真空熔煉得到的銀鎘合金鑄錠中鎘的質量百分含量為20%，餘量為銀和不可避免的雜質。採用本實施例真空熔煉得到的銀鎘合金鑄錠純度高，成分均勻穩定，表面無氧化，內部無冶金缺陷。實施例4本實施例的真空熔煉銀鎘合金鑄錠的方法包括以下步驟步驟一、操作坩堝蓋翻轉手柄6將坩堝蓋5開啟，將質量純度為99. 95%的銀錠切成塊狀後稱重8. 8Kg，放入坩堝7中，將質量純度為99. 95%的鎘錠切成IOmmX IOmmX IOmm的塊狀後稱重7. 2Kg，放入料鬥I中，然後打開抽氣閥4對真空感應熔煉爐主體進行抽真空，待真空感應熔煉爐主體內的真空度為30Pa後利用感應線圈3對坩堝7中的塊狀銀錠進行第一次感應加熱，加熱功率為20kW，使塊狀銀錠受熱熔融，得到溫度為1200°C，且液面無氣泡翻滾的液態銀，之後停止第一次感應加熱並關閉抽氣閥4 ；步驟二、打開充氣閥9向真空感應熔煉爐主體內充入惰性氣體，待真空感應熔煉爐主體內惰性氣體的壓力為O. 03MPa後關閉充氣閥9，並在步驟一中所述液態銀的溫度降至1100°C的條件下，操作料鬥翻轉手柄2將料鬥I中的塊狀鎘錠加入坩堝7中，再操作坩堝蓋翻轉手柄6將坩堝蓋5蓋合在坩堝7上使塊狀鎘錠受熱熔融為液態鎘,然後利用感應線圈3對坩堝7中的液態銀和液態鎘進行第二次感應加熱，加熱功率為20kW，加熱時間為2min，形成成分均勻的銀鎘合金液，之後停止第二次感應加熱，操作坩堝蓋翻轉手柄6將坩堝蓋5開啟，操作坩堝翻轉手柄8將銀鎘合金液澆注於鑄模10中，自然冷卻後得到銀鎘合金鑄錠。採用本實施例真空熔煉得到的銀鎘合金鑄錠中鎘的質量百分含量為45%，餘量為銀和不可避免的雜質。採用本實施例真空熔煉得到的銀鎘合金鑄錠純度高，成分均勻穩定，表面無氧化，內部無冶金缺陷。實施例5本實施例的真空熔煉銀鎘合金鑄錠的方法包括以下步驟步驟一、操作坩堝蓋翻轉手柄6將坩堝蓋5開啟，將質量純度為99. 97%的銀錠切成塊狀後稱重14. 25Kg，放入坩堝7中，將質量純度為99. 97%的鎘錠切成IOmmX IOmmX IOmm的塊狀後稱重O. 75Kg，放入料鬥I中，然後打開抽氣閥4對真空感應熔煉爐主體進行抽真空，待真空感應熔煉爐主體內的真空度為25Pa後利用感應線圈3對坩堝
7中的塊狀銀錠進行第一次感應加熱，加熱功率為20kW,使塊狀銀錠受熱熔融,得到溫度為1400°C，且液面無氣泡翻滾的液態銀，之後停止第一次感應加熱並關閉抽氣閥4 ；步驟二、打開充氣閥9向真空感應熔煉爐主體內充入惰性氣體，待真空感應熔煉爐主體內惰性氣體的壓力為O. 06MPa後關閉充氣閥9，並在步驟一中所述液態銀的溫度降至1050°C的條件下，操作料鬥翻轉手柄2將料鬥I中的塊狀鎘錠加入坩堝7中，再操作坩堝蓋翻轉手柄6將坩堝蓋5蓋合在坩堝7上使塊狀鎘錠受熱熔融為液態鎘,然後利用感應線圈3對坩堝7中的液態銀和液態鎘進行第二次感應加熱，加熱功率為20kW，加熱時間為lmin，形成成分均勻的銀鎘合金液，之後停止第二次感應加熱，操作坩堝蓋翻轉手柄6將坩堝蓋5開啟，操作坩堝翻轉手柄8將銀鎘合金液澆注於鑄模10中，自然冷卻後得到銀鎘合金鑄錠。
採用本實施例真空熔煉得到的銀鎘合金鑄錠中鎘的質量百分含量為5%，餘量為銀和不可避免的雜質。採用本實施例真空熔煉得到的銀鎘合金鑄錠純度高，成分均勻穩定，表面無氧化，內部無冶金缺陷。以上所述，僅是本發明的較佳實施例，並非對本發明作任何限制。凡是根據發明技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效變化，均仍屬於本發明技術方案的保護範圍內。
權利要求
1.一種真空熔煉銀鎘合金鑄錠的方法，其特徵在於，該方法採用的設備包括真空感應熔煉爐主體，所述真空感應熔煉爐主體內設置有坩堝(7)、鑄模(10)和設置於坩堝(7)上方的料鬥(1)，所述坩堝(7)外周環繞設置有感應線圈(3)，所述真空感應熔煉爐主體上設置有抽氣閥(4)和充氣閥(9)，所述坩堝(7)頂部設置有坩堝蓋(5)，所述坩堝蓋(5)通過連接杆與位於真空感應熔煉爐主體外的坩堝蓋翻轉手柄(6)連接；所述料鬥(I)通過連接杆與位於真空感應熔煉爐主體外的料鬥翻轉手柄(2)連接；所述坩堝(7)通過連接杆與位於真空感應熔煉爐主體外的坩堝翻轉手柄(8)連接，該方法包括以下步驟步驟一、打開坩堝蓋(5)，將銀錠切成塊狀後放入坩堝(7)中，將鎘錠切成塊狀後放入料鬥(1)中,然後打開抽氣閥(4)對真空感應熔煉爐主體進行抽真空，待真空感應熔煉爐主體內的真空度不大於30Pa後對坩堝(7 )中的塊狀銀錠進行第一次感應加熱，使塊狀銀錠受熱熔融，得到溫度為1200°C 1400°C且液面無氣泡翻滾的液態銀，之後停止第一次感應加熱並關閉抽氣閥(4)；步驟二、打開充氣閥(9)向真空感應熔煉爐主體內充入惰性氣體，待真空感應熔煉爐主體內惰性氣體的壓力為O. 03MPa O. 06MPa後關閉充氣閥(9)，並在步驟一中所述液態銀的溫度降1000°C 1100°C的條件下，將料鬥(1)中的塊狀鎘錠加入坩堝(7)中，將坩堝蓋(5) 蓋合在坩堝(7)上使塊狀鎘錠受熱熔融為液態鎘,然後對坩堝(7)中的液態銀和液態鎘進行第二次感應加熱，使液態銀和液態鎘熔煉成銀鎘合金液，之後停止第二次感應加熱，打開坩堝蓋(5)，將銀鎘合金液澆注於鑄模(10)中，自然冷卻後得到銀鎘合金鑄錠；所述銀鎘合金鑄錠中鎘的質量百分含量為5% 45%，餘量為銀和不可避免的雜質。
2.根據權利要求1所述的一種真空熔煉銀鎘合金鑄錠的方法，其特徵在於，步驟一中所述銀錠和鎘錠的質量純度均不小於99. 9%。
3.根據權利要求1所述的一種真空熔煉銀鎘合金鑄錠的方法，其特徵在於，步驟一中塊狀鎘錠的長度、寬度和厚度均為1Omm 30mm。
4.根據權利要求1所述的一種真空熔煉銀鎘合金鑄錠的方法，其特徵在於，步驟一中所述第一次感應加熱的功率為20kW。
5.根據權利要求1所述的一種真空熔煉銀鎘合金鑄錠的方法，其特徵在於，步驟二中所述第二次感應加熱的功率為20kW，所述第二次感應加熱的時間為1min 2min。
6.根據權利要求1所述的一種真空熔煉銀鎘合金鑄錠的方法，其特徵在於，步驟二中所述惰性氣體為氬氣。
全文摘要
本發明提供了一種真空熔煉銀鎘合金鑄錠的方法，該方法採用的設備包括真空感應熔煉爐主體，所述主體內設置有坩堝、感應線圈、坩堝蓋、料鬥和鑄模，所述主體上設置有抽氣閥和充氣閥，所述坩堝蓋、料鬥和坩堝分別與翻轉手柄連接；該方法包括以下步驟一、將銀錠放入坩堝中，將鎘錠放入料鬥中，將真空感應熔煉爐主體抽真空，然後將塊狀銀錠加熱熔融成液態銀；二、充入惰性氣體，待液態銀溫度稍降後，將鎘塊加入坩堝，然後蓋合坩堝蓋並感應加熱，形成銀鎘合金液，然後澆注於鑄模中得到銀鎘合金鑄錠。本發明操作簡單易行，可重複性強，適於大規模工業化生產；採用本發明能夠得到純度高、成分均勻穩定、表面無氧化、內部無冶金缺陷的銀鎘合金鑄錠。
文檔編號C22C5/10GK102994787SQ20121052875
公開日2013年3月27日 申請日期2012年12月10日 優先權日2012年12月10日
發明者唐進, 賈勇, 何健, 陳昊, 孫海霞, 沈大吉, 鄒輝 申請人:西安諾博爾稀貴金屬材料有限公司