[发明专利]一种用于高压电器控制柜配重块的锡铋合金材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种用于高压电器控制柜配重块的锡铋合金材料的制备方法，合金材料中含有以下含量的各元素：Bi：21.0‑24.0％，Zn：1.5‑2.5％，Cu：1.2‑1.6％，余量为：Sn和由于加入原料本身所含有的微量杂质，合金材料的原材料包括锡锭、铋锭、锌锭、H62黄铜车屑；制备方法是：先根据各元素的配比进行配料，然后采用感应熔炼炉进行熔炼，再通过压铸获得配重块。本发明制得的锡铋合金易成型，具有稳定的化学性能和物理性能，且材料可以反复熔铸，适用于生产高压电器控制柜配重块。

技术领域

本发明涉及一种金属材料的制备方法，具体涉及一种用于高压电器控制柜配重块的锡铋合金材料的制备方法。

背景技术

合金，是由两种或两种以上的金属与金属或非金属经一定方法所合成的具有金属特性的物质。一般通过熔合成均匀液体和凝固而得。

锡铋合金是以锡和铋为主要合金元素的合金，是一种环保型合金，其突出特点是熔点低，易成型，同时还具有流动性好，固液间体积收缩率小，化学性能稳定，合金易制备，原材料可回收利用等优点，广泛应用于冲压模具，熔断器、保险丝等热敏元件等。锡铋合金中研究和应用比较多的是熔点低于232℃(Sn的熔点)。

当锡铋合金中加入适量的Zn，Cu元素，可以显著提高合金的熔点和机械强度；同时还可以增强合金的抗拉强度、屈服强度、延伸率。

现有技术中，常见的配重块多为铸铁材料，但是在高压电器控制柜中，用铸铁生产配重块有以下缺点：1、不易成型；2、铁的化学性能不是很稳定，易腐蚀；3、铁在高压配电柜中容易产生磁场，存在安全隐患；4：铸件表面上粘附有一层难以清除的砂粒称为粘砂，粘砂既影响铸件外观，又增加铸件清理和切削加工的工作量；5：铸铁液态金属充型能力不足，或充型条件较差，在型腔被填满之前，金属液便停止流动，将使铸件产生浇不足或冷隔缺陷，浇不足时，会使铸件不能获得完整的形状，冷隔时，铸件虽可获得完整的外形，但因存有未完全融合的接缝，铸件的力学性能严重受损。因此，铸铁材料在高压电器控制柜配重块中的应用受到限制。一种能替代铸铁的新型材料对于高压电器配重块的应用推广就显得非常重要。

发明内容

本发明提供了一种化学性能稳定及易成型的用于高压电器控制柜配重块的锡铋合金材料的制备方法。

本发明的技术方案为：一种用于高压电器控制柜配重块的锡铋合金材料，合金材料中含有以下元素，各元素及其质量百分比具体如下：

Bi：21.0-24.0％，

Zn：1.5-2.5％，

Cu：1.2-1.6％，

余量为：Sn，还包括由于加入原料本身所含有的微量杂质。

进一步的，合金材料的原料包括锡锭、铋锭、锌锭、H62黄铜车屑；其中，锡锭中含有Sn元素，铋锭中含有Bi元素，锌锭中含有Zn元素，H62黄铜车屑中含有Cu和Zn元素。

一种用于高压电器控制柜配重块的锡铋合金材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)配料：根据合金材料中各元素的质量百分比，选择并称取相应的原材料；

(2)感应熔炼：采用感应熔炼炉对各元素进行熔炼；熔炼过程中，元素Cu以黄铜的形式加入，熔炼完成后得到铸锭；

(3)下料：熔炼完的铸锭先加工掉铸造缺陷，再锯断成为小块；

(4)压铸：根据产品图纸设计模具，在进行压铸前，先将小料块熔化至熔融状态，再在压铸机上压铸为产品，再通过去毛刺而成为最终产品。

进一步的，步骤(2)中，熔炼过程具体为先加入锡锭、H62黄铜屑、锌锭；待熔化后二次加入铋锭，在400-450℃的温度范围内进行浇铸，浇铸的原则为先慢后快再慢，后期放慢速度为了保证充分的补缩，并进行多次补浇。