電氣電力產業用碲銅合金材料及其製備方法
2023-11-06 05:34:37
專利名稱：：電氣電力產業用碲銅合金材料及其製備方法
技術領域：
：本發明涉及一種電氣電力產業用碲銅合金材料及其製備方法，屬於新型合金材料的製備領域。
背景技術：
：由於碲銅合金具有優良的高導，抗電弧以及良好的強度塑性和冷熱加工性能，可廣泛應用於IT，電子，電器，電纜等高端產業部門。過去為了解決密度較小且不與銅形成固溶體的碲和添加元素的加入和在銅中均勻化問題所採用的工藝和設備比較複雜。例如現用工藝流程為碲銅中間合金熔鑄--低熔桌元素中間合金的真空熔鑄—500Kg中頻感應電爐熔煉一1000Kg工頻感應電爐保溫…冷卻水石墨結晶器結晶---自動牽引機水平牽引…自動鋸切機切割(中國銅加工技術創新文集.2006.6P368--374中國有色金屬加工工業協會中國北京)。幾年的生產實踐證明，該工藝過於複雜，流程周期長，碲損耗量過大，電能消耗大，產品生產成本居高不下。中國專利200310110909.4強調的是高導性，在成分設計上沒加入適量的合金強化元素，致使強度較低，僅比純銅的強度稍有提高，其用途受到限制。
發明內容本發明的目的是針對現有技術的不足而提供一種電氣電力產業用碲銅合金材料及其製備方法，其特點是在微調碲銅合金原用化學成份的基礎上，採取有效措施，大幅度縮短工藝流程，同樣能使碲和其它低熔桌元素滲入並均勻分布在銅液和鑄錠中，合金型材的化學成份和各項性能指標達到預期要求。同時減少碲的損耗，節約能源消耗。降低生產成本。本發明的目的由以下技術措施實現，其中所述原料份數除特殊說明外，均為重量百分比份數。1、電氣電力產業用碲銅合金材料由以下化學成分組成，按重量百分比計為Te0.1~0.4R0.01~0.05Cu餘量R為微量元素Y，Ti，Ce，La，Nd，Li，P，Sr中的至少二種。2、電氣電力產業用碲銅合金材料的製備方法(1)工頻感應電爐熔化電爐熔溝熔化後，逐步加入工業純銅99.55~99.89wt%，固態銅熔清後，把銅液溫度提升到1190~1230°C，木炭復蓋保溫。(2)滲碲將純碲0.10.4wtW包裹，壓入工頻感應電爐爐底接近熔溝口附近，碲擴散到流動的高溫銅液中，並隨銅液的回流而分散開來，使密度較低的碲不致上浮，此時爐溫為119(M230。C，時間為50-80分鐘。(3)加入微量元素將微量元素0.01~0.05wt%，在大氣條件下熔鑄為微量元素中間合金，待上述碲滲入銅5080分鐘後，加入微量元素中間合金，微量元素在合金中起除雜除氣的作用，其殘留量兼能提升合金抗大氣氧化，減少枝晶，細化晶粒，抗腐蝕的效能。15~30分鐘後，碲銅合金液熔煉完成。下降爐溫至115H18(TC。(4)合金液結晶逐步放開出水口的塞棒，上述合金液進入石墨結晶器，合金開始按常規的形態結晶，不同的是碲在結晶過程中要與高溫銅元素化合生成Cu2Te相，所以結晶速度比純銅液結晶慢一倍以上的時間，此時爐溫控制在1150118(TC，冷卻水出口的水溫控制在鄰60。C。(5)鑄錠水平牽引啟動自動牽引機，牽引塞棒緩慢拉出碲銅合金鑄棒，肉眼覌査鑄棒的表面質量是否正常或合格，調整牽引速度，就可以改善鑄錠的表面質量，牽引速度比純銅鑄錠低兩個等級。(6)自動鋸切在自動鋸切機上設置要求的鑄錠長度，當經過牽引機拉出的長鑄錠進入自動鋸切機設置的長度時，鋸切機自動啟動對鑄棒進行鋸切，鋸切成規定長度的短鑄錠。本發明具有如下的優點1.本發明較老工藝省去了碲銅中間合金的熔鑄和中頻感應電爐熔煉兩個流程，並把真空熔鑄低熔桌元素中間合金改革為大氣中熔鑄，從而簡化了工藝流程，縮短了生產周期；2.由於碲銅合金成份的微調和工藝的精化，基本達到碲在鑄錠中的分布均勻，同時使合金的力學性能有較大的提升，在保證高導的基礎上，其抗拉強度和塑性提高15%左右(相對原配方和工藝)；3.由於取消了中頻感應電爐熔煉和碲銅中間合金熔鑄等工藝環節，達到了節能節材和降低產品生產成本的效果。初步預測能耗降低10~15%，減少碲和其它原輔料的消耗15~20%，其產品的生產成本下降5~10%。具體實施例方式下面通過實施例對本發明進行具體的描述，有必要在此指出的是本實施例只用於對本發明進行進一步說明，不能理解為對本發明保護範圍的限制，該領域的技術熟練人員可以根據上述本發明的內容作出一些非本質的改進和調整。實施例1、電氣電力產業用碲銅合金材料製備的實施例如表l所示。2、碲銅合金材料的化學成分檢驗(重量百分比)如表2所示。3、碲銅合金材料中碲在鑄錠長度方向分布均勻性檢驗。在直徑為90mm，長為10米的鑄錠頭部，中部和尾部各取一個試樣，測定碲的含量。其結果(Te^)如表3所示。4、在新舊成份和工藝條件下生產碲銅合金材料的主要性能比較如表4所示。表l電氣電力產業用碲銅合金材料製備'tableseeoriginaldocumentpage5*&和化的加入量包含燒損量在內，由於用新築爐襯熔煉，元素損耗較大。表2碲銅合金材料化學成分檢驗(重量百分比)tableseeoriginaldocumentpage6權利要求1、一種電氣電力產業用碲銅合金材料，其特徵在於該合金材料的化學成分按重量百分比計為Te0.1～0.4R0.01～0.05Cu餘量R為微量元素Y，Ti，Ce，La，Nd，Li，P，Sr中的至少二種。2、如權利要求l所述電氣電力產業用碲銅合金材料的製備方法，其特徵在於該方法包括以下步驟-(1)工頻感應電爐熔化電爐熔溝熔化後，逐步加入工業純銅99.55~99.89wt%，固態銅熔清後，把銅液溫度提升到1190123(TC,木炭復蓋保溫；(2)滲碲將純碲0.10.4wt。/。份包裹，壓入工頻感應電爐爐底接近熔溝口附近，此時爐溫為H901230。C，時間為50~80分鐘；(3)加入微量元素將微量元素0.01~0.05城％在大氣條件下熔鑄微量元素中間合金，待上述碲滲入銅50~80分鐘後，加入微量元素中間合金，15~30分鐘後，碲銅合金液熔煉完成，下降爐溫至1150~1180°C;(4)合金液結晶逐步放開出水口的塞棒，上述合金液進入石墨結晶器，合金開始按常規的形態結晶，不同的是碲在結晶過程中要與高溫銅元素化合生成Cu2Te相，所以結晶速度比純銅液結晶慢一倍以上的時間，此時爐溫控制在1150118(TC，冷卻水出口的水溫控制在40~60°C;(5)鑄錠水平牽引啟動自動牽引機，牽引塞棒緩慢拉出碲銅合金鑄棒，肉眼覌査鑄棒的表面質量是否正常或合格，調整牽引速度，就可以改善鑄錠的表面質量，牽引速度較純銅鑄錠低兩個等級；(6)自動鋸切在自動鋸切機上設置要求的鑄錠長度，當經過牽引機拉出的長鑄錠進入自動鋸切機設置的長度時，鋸切機自動啟動對鑄棒進行鋸切，鋸切成規定長度的短鑄錠。全文摘要本發明公開了一種電氣電力產業用碲銅合金材料及其製備方法，其特點是當工頻感應電爐熔溝熔化後，逐步加入工業純銅99.55～99.89wt％，固態銅熔清後，把銅液溫度提升到1190～1230℃，木炭復蓋保溫；將純碲0.1～0.4wt％包裹，壓入工頻感應電爐爐底接近熔溝口附近，此時爐溫為1190～1230℃，時間為50～80分鐘後，將微量元素0.01～0.05wt％加入碲銅合金液中，15～30分鐘後，碲銅合金液熔煉完成，下降爐溫至1150～1180℃，將上述合金液倒入石墨結晶器內結晶，然後採用常規方法將鑄錠牽引，鋸切成規定長度的短鑄錠，取樣測定含量，包裝成產品。文檔編號C22C9/00GK101429601SQ20081014788公開日2009年5月13日申請日期2008年12月16日優先權日2008年12月16日發明者侯仁義,侯立瑋,葉輝成,王雲富,陳家釗申請人:四川鑫炬礦業資源開發股份有限公司