[发明专利]一种真空感应熔炼CuTi合金材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种真空感应熔炼CuTi合金材料的制备方法，具体方法步骤包括：按重量百分含量Ti3.6％，Cu96.4％，进行配料，Ti以中间合金形式加入，装炉时将钢模放正钢模上部放好保温冒口，钢模外壁上沿包裹保温棉，先装电解铜板，中间合金穿插在电解铜板上部，合上炉盖，真空计抽到P≤‑0.1MPa时，开启罗茨泵，打开复合真空计，待低真空抽到10Pa时，准备加热；按照功率梯度进行熔炼，浇铸时先慢后快再慢，浇铸完成后把电位器旋转到“0”位置，出炉，冷却后脱模，本发明的一种真空感应熔炼CuTi合金材料的制备方法更高效，更环保，且成本较低，适合广泛推广。

技术领域

本发明涉及CuTi合金制备技术领域，尤其涉及一种真空感应熔炼CuTi合金材料的制备方法。

背景技术

铜钛是高强、高弹、导电铜合金，物理性能与时效强化代表性铍铜合金相媲美，且高温性能和抗应力松弛性能要优于铍铜合金。虽然铍铜本身无毒，但是在熔炼、热加工、热处理会排放出看不见的有毒气体，危害身体健康。因此，铜钛合金将会替代铍铜合金在电工电子等工业上的应用，如制备高强度弹簧、电触点、手机按键等。

铜钛合金在电工电子行业应用广泛，目前市场上没有批量供货能力，多从国外进口，目前国内外生产CuTi合金的方法有：真空电弧熔炼法、混粉烧结法、电磁悬浮熔炼法等，真空电弧自耗熔炼法是将一定比例的铜粉与海绵钛制成电极，放入真空自耗炉内进行熔化，待完全溶化后浇入水冷铜模内，这种方法电极制造困难、工序复杂且容易偏析，过快的冷却强度易造成中心缩孔、缩松，且成本较高。混粉烧结法是将Cu粉和Ti粉混合均匀，制得混合料后进行压制成型，制得合金生坯；将合金生坯在惰性气体气氛下烧结后冷却出炉，此方法气体含量较高、成分不易控制。

这些方法成本较高，有的无法实现量产，本发明针对现有技术存在的不足，提供了一种采用真空感应熔炼的制备方法。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种真空感应熔炼CuTi合金材料的制备方法。

本发明的技术要点为：

一种真空感应熔炼CuTi合金材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)配料，按重量百分含量计，原料中各元素百分含量为：Ti3.6％，Cu96.4％，其中Ti以中间合金形式加入，按比例称取中间合金和电解铜板；

(2)装炉，开启放气阀，打开炉盖，将钢模放正钢模上部放好保温冒口，钢模外壁上沿包裹保温棉，架好溜槽，溜槽孔对准钢模中心，钢模底部放垫片，防止击穿，先装电解铜板，中间合金穿插在电解铜板上部，合上炉盖，清理观察窗，关闭放气阀；

(3)抽真空，打开1#、2#滑阀真空泵，打开1#、2#、3#、4#阀对炉体粗抽真空；待粗真空计抽到P≤-0.1MPa时，开启1#、2#罗茨泵，打开复合真空计，待低真空抽到10Pa时，准备加热；

(4)熔炼，先将功率加至60kW，保温15min，再将功率加至140kW，保温15min，再将功率加至200kW，待铜料开始熔化时，功率调到40kW，依次关闭4#、3#、2#、1#阀，然后按顺序关闭罗茨泵、滑阀泵，打开充氩气阀缓慢对炉体充入氩气至-0.08MPa，关闭氩气阀，然后缓慢加功率到200kW精炼20min；

(5)浇铸，降功率至40KW，倾翻坩埚预热炉嘴保持0.5min后开始浇铸，浇铸开始速度放慢、再加快保证浇铸过程流量均匀，浇铸快完成时再减慢速度以减小缩孔深度，浇铸完成后把电位器旋转到“0”位置，整个浇铸过程在10min之内完成；

(6)出炉，冷却35min后出炉，2小时后脱模。

进一步的，所述熔炼的铜钛合金，Ti含量烧损新坩埚第一炉按照0.3％烧损，后续连续熔炼按照0.15％烧损，防止钛烧损成分超出合格范围，且此种方法能更精准的把控成分波动。