[发明专利]一种高锰含量铜锰中间合金的真空感应熔炼方法

说明书

本发明公开了一种高锰含量铜锰中间合金的真空感应熔炼方法，该方法包括：一、将铜和锰放入真空感应熔炼炉的坩埚中后进行一次抽真空，然后进行预热处理；二、将经预热处理后的原料进行精炼得到铜锰合金熔体，然后充入氩气作为保护气体进行加热；三、将经加热后的铜锰合金熔体浇铸形成铜锰中间合金铸锭；步骤四、将铜锰中间合金铸锭置于氧化铝砖或氧化铝砂上空冷至室温，得到高锰含量铜锰中间合金。该方法在铜锰原料预热过程中向真空感应熔炼炉中充入高纯氩气，使原料铜及锰表面吸附的气体排出后与氩气混合，从而降低了炉内的氧气分压，避免了熔炼过程中锰元素的氧化造渣现象，从而使铜锰中间合金中锰元素的含量大于30％且不超过50％。

技术领域

本发明属于真空冶金熔炼技术领域，具体涉及一种高锰含量铜锰中间合金的真空感应熔炼方法。

背景技术

铜锰中间合金是生产含铜、锰有色金属合金的重要原料，在熔炼含铜、锰的有色金属合金中起着配料和调节成分的重要作用。在生产含铜、锰的有色金属合金产品时，由于锰元素极易氧化并且易挥发，锰以单质形态加入时合金的的实收率低，成分不易控制且合金熔炼难度较大。因此熔炼含铜、锰的有色金属合金时常通过加入铜锰中间合金，以防止金属过热、降低元素烧损，从而获得成分均匀的产品。

目前铜锰中间合金中锰含量最高的为德国开发的CuMn30中间合金，国内有CuMn22和CuMn28中间合金。国内生产CuMn22和CuMn28中间合金的主要方法为非真空熔炼，该方法在制备CuMn22和CuMn28中间合金时存在着诸多缺点：(1)即使在熔炼过程中加入了覆盖剂和脱氧剂，但非真空的环境依然容易造成熔炼过程中铜、锰的氧化；(2)锰的氧化物的吉布斯自由能低，不能通过脱氧剂还原的方式分解，故合金中存在着大量的锰的氧化物夹杂；(3)铜、锰的氧化还会造成元素的烧损，熔炼实得率低。通过该方法生产的铜锰中间合金的熔炼实得率只有95％～96％，其余4％～5％铜锰中间合金形成炉渣而被浪费掉。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供了一种高锰含量铜锰中间合金的真空感应熔炼方法。该方法在铜锰原料预热过程中向真空感应熔炼炉中充入高纯氩气，使原料铜及锰表面吸附的气体排出后与氩气混合，从而降低了炉内的氧气分压，减少物料熔化液中的氧气含量以及熔炼过程中的元素氧化，避免了熔炼过程中锰元素的氧化造渣现象，从而使铜锰中间合金中锰元素的含量大于30％且不大于50％，铜锰中间合金的熔炼实得率提高至98.8％～99.2％。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种高锰含量铜锰中间合金的真空感应熔炼方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、将铜和锰作为原料放入真空感应熔炼炉的坩埚中，并对真空感应熔炼炉进行一次抽真空，然后对原料进行预热处理；所述铜和锰的质量纯度均不小于99.95％；所述预热处理过程中先向真空感应熔炼炉中充入质量纯度为99.99％的氩气，再进行二次抽真空，所述一次抽真空和二次抽真空后真空感应熔炼炉中的真空度均不超过10Pa；

步骤二、当真空感应熔炼炉中的真空度降低至1Pa时，将步骤一中经预热处理后的原料加热至全部熔化进行精炼，得到铜锰合金熔体，然后向真空感应熔炼炉中充入氩气作为保护气体对铜锰合金熔体进行加热；

步骤三、将步骤二中经加热后的铜锰合金熔体浇铸到耐热钢模或三高石墨模中形成铜锰中间合金铸锭，随炉冷却30min后出炉；

步骤四、将步骤三中出炉后的铜锰中间合金铸锭置于氧化铝砖或氧化铝砂上，空冷至室温，得到锰质量含量大于30％且不大于50％的高锰含量铜锰中间合金。

上述的一种高锰含量铜锰中间合金的真空感应熔炼方法，其特征在于，步骤一中所述铜为TU1紫铜棒，锰为电解锰。

上述的一种高锰含量铜锰中间合金的真空感应熔炼方法，其特征在于，步骤一中所述坩埚为质量纯度大于95％的氧化镁预制坩埚或质量纯度大于95％的氧化铝预制坩埚。