[发明专利]一种洁净、均匀化铂族合金的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种冶炼方法，特别涉及一种洁净、均匀化铂族合金的制备方法。

背景技术

铂族合金以其优异独特的电学性能、磁学性能、热学性能和力学性能等广泛应用于温度测量与控制技术以及电子信息等领域。随着我国工业技术的不断进步和升级，作为国民经济各领域的关键技术之一的温度测量与控制技术以及高新信息产业持续快速发展，对铂族贵金属材料的需求量越来越大，如铂铑合金作为世界上最为广泛应用的贵金属热电偶材料，具有准确度最高，稳定性最好，测温温区宽，使用寿命长等优点。其物理、化学性能良好，热电势稳定性及在高温下抗氧化性能好，适用于氧化性和惰性气氛中，广泛应用于冶金、石化、航空、航天、计量等领域的温度控制与测量；经典的电接触材料如铂铱合金因具备耐腐蚀、耐磨损、电接触可靠性高以及使用寿命长，尤其在条件苛刻的弱电接点等特点，广泛用于航空发动机点火接点、高灵敏度继电器和微电机的电接点、精密传感器的电位器和导电环、电刷等。

铂族合金的发展及需求趋势正逐步往微细化、精密化方向深入，要满足以上功能性的铂族合金需具备洁净、组织均匀等特点。现有的熔炼技术往往使合金铸锭产生气孔和缩颈从而影响铸锭组织均匀性，并且由于铂族合金的熔炼温度高（高于1800℃），其熔炼坩埚一般采用氧化铝、氧化镁、氧化锆等陶瓷坩埚，这在熔炼过程中常会引入陶瓷氧化物等有害夹杂物，不仅给后续的变形加工带来困难，更影响合金的使用性能，并且因夹杂物，往往铂族合金要通过数次的熔炼工序，以除去夹杂物而大大增加了铂族合金及制品的成本。因此，如何提高铂族合金的熔炼质量，得到洁净、均匀化铂族合金，是本领域亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的不足，提供一种洁净、均匀化铂族合金的制备方法，采用该方法得到铂族合金其组织均匀、洁净，并且成本低。

实现本发明的技术方案是：

洁净、均匀化铂族合金的制备方法，采用底注式坩埚进行熔炼浇注，所述底注式坩埚包括内坩埚和外坩埚，内坩埚和外坩埚之间设置有填充物，内坩埚和外坩埚的底部设置相互贯通的中心孔，内、外坩埚和填充物经打结后烧结形成一个整体，采用底注式坩埚进行熔炼浇注制备洁净、均匀化铂族合金有以下步骤：

1）、将底注式坩埚置于高频感应熔炼炉中的感应线圈内，感应线圈底部放置接料坩埚；

2）、将铂族金属原料置于底注式坩埚中；

3）、启动高频感应熔炼炉，加热使铂族金属处于熔融态，保温2～5分钟，加大感应电流，使温度高于铂族金属的熔融态温度50~100℃，铂族金属熔液注入接料坩埚内，金属熔液冷凝后即得洁净、均匀化铂族合金。

所述内坩埚和外坩埚的底部中心孔位于同一轴线上。

所述内坩埚底部中心孔的直径小于外坩埚底部中心孔的直径。

所述内坩埚底部中心孔的直径为1.0～3.0mm。

所述外坩埚底部中心孔的直径为6～15mm。

所述内坩埚和外坩埚采用氧化镁、氧化铝、氧化锆任意一种材料制备。

所述内坩埚和外坩埚之间填充物为电熔镁砂和水玻璃的混合物。

内、外坩埚和填充物经打结压实后，在1000℃下烧结1小时形成一个整体。

所述接料坩埚采用氧化镁或水冷铜模制备。

所述铂族纯度为99.90%～99.99%的铂（Pt）与钯（Pd）、铱（Ir）、锇（Os）、钌（Ru）、铑（Rh）任意一种或两种的组合。

采用本发明所述方法，根据铂族合金熔液的表面张力调控熔炼时的感应功率，并且用底注式坩埚及接料坩埚，使铂族合金在高频感应熔炼下，陶瓷氧化物等有害夹杂物在熔炼过程中因重力作用上浮至熔料上表层，合金熔料通过精炼从坩埚底部孔洞流出，保证了铂族合金铸件的洁净性及均匀性。

由于采用了上述技术方案，可以根据铂族合金熔液的表面张力，调控熔炼时的感应功率，控制铂族合金在熔融态但又不会通过坩埚底部孔洞下溢，通过调控感应功率，继续加热，当温度高于铂族合金的熔融态温度50~100℃时，铂族合金为液态的熔液，该熔液马上快速均匀呈直线流态注入接料坩埚内。因铂族合金在高频感应熔炼下，陶瓷氧化物等有害夹杂物在熔炼过程中因重力作用上浮至熔料上表层，通过底注式熔炼达到精炼，避免了合金夹杂，大大减少气孔和缩颈的产生，合金熔料通过精炼从坩埚底部孔洞流出，保证了铂族合金的洁净性及均匀性。

本发明解决了现有的铂族合金熔炼工艺制备工艺复杂、合金在制备过程中易受到夹杂物的污染、组织均匀性难以保证、影响铸件质量差等的问题，本工艺操作简易稳定、成本低。