[发明专利]一种铁镍铜合金及其真空熔炼工艺

说明书

本发明公开一种铁镍铜合金及其真空熔炼工艺，化学成分质量百分比为C≤0.0015，Ni 12.5‑14.5％，Cu 2.2‑2.4％，Al 0.4‑0.5％，Ti 0.2‑0.3％，O≤0.0010％，P≤0.0050％，S≤0.0050％，余量为Fe及不可避免的杂质元素。熔炼工艺全程使用同一台真空感应炉，采用两次熔炼的方法。第一次熔炼通过底吹向钢液内部通入氧气获得C含量低于10ppm的原料锭；第二次熔炼通过高真空除气、Al和Ti合金联合脱氧、原料全熔后在钢液表面放入浮渣吸附器，同时以底吹向钢液内部充入氩气搅拌等方法获得C含量低于15ppm、O含量低于10ppm、纯净度较高的铁镍铜合金成品锭。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及到一种铁镍铜合金及其真空熔炼工艺。

背景技术

真空感应炉熔炼是生产特种合金的重要熔炼方法，产出的产品具有气体含量低、非金属夹杂物水平低的特点。对于普通钢种而言，由于真空下的碳氧反应提高了碳的脱氧能力，因此常常把碳作为真空熔炼的脱氧剂。而对于碳氧含量均极低的特殊钢种，如何同时脱氧和脱碳成为了一个难点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铁镍铜合金及其真空熔炼工艺，整个熔炼工艺使用同一台真空感应炉，采用两次熔炼的方法。第一次熔炼通过以底吹的方式向钢液内部通入一定量氧气的方法深脱碳。第二次熔炼通过高真空除气、Al和Ti合金联合脱氧、原料全熔后在钢液表面放入浮渣吸附器同时以底吹的方式向钢液内部充入氩气搅拌等方法精脱氧。最终获得氧含量低于10ppm，碳含量低于15ppm的铁镍铜合金锭。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种铁镍铜合金，化学成分为C≤0.0015，Ni12.5-14.5％，Cu2.2-2.4％，Al0.4-0.5％，Ti0.2-0.3％，O≤0.0010％，P≤0.0050％，S≤0.0050％，余量为Fe及不可避免的杂质元素。

上述铁镍铜合金的熔炼方法，熔炼过程使用同一台真空感应炉，采用两次熔炼的方法。

进一步，第一次熔炼的成分要求为C≤0.0010，Ni12.5-14.5％，Cu2.2-2.4％，O≤0.020％，P≤0.0050％，S≤0.0050％，余量为Fe及不可避免的杂质元素，整个熔炼过程均在真空条件下进行。具体步骤包括：

(1)化料及初脱碳：经过烘干处理的电解Ni板、工业纯铁，电解Cu随炉加入，合炉抽空使炉内压力达30Pa以内后通电熔化随炉料。前期熔化速率为2-3kg/min。待原料熔化量达总量的1/3-1/2后降低熔化速率为0.3-0.5kg/min，同时以底吹的方式向正在熔化钢液中通入氧气，流量为0.5-1L/min，使氧与钢液充分混合，提高底吹氧的脱碳效率。在通入氧气的过程中确保炉内压力≤20Pa，直到随炉料全熔；

(2)深脱碳：随炉料全熔后，保持钢液结膜温度，将底吹氧的流量提高到2-3L/min，深脱碳40-50min；

(3)浇注：取样分析钢液成分，待钢液成分满足要求后，调整钢液温度，带电浇注成直径80mm的原料锭。

第一次熔炼包括两次脱碳阶段，第一次脱碳以底吹的方式向以较低的熔化速度熔化的钢液中通入适宜流量的氧气，使氧与钢液充分混合，提高底吹氧的脱碳效率。第二次脱碳以底吹的方式向钢液中通入较大流量氧气，在较长时间内持续脱碳。通过两次脱碳充分脱除原料中碳元素，使碳含量降低到10ppm以内。

更进一步，第二次熔炼的成分要求为最终成分要求，化学成分为C≤0.0015，Ni12.5-14.5％，Cu2.2-2.4％，Al0.4-0.5％，Ti0.2-0.3％，O≤0.0010％，P≤0.0050％，S≤0.0050％，余量为Fe及不可避免的杂质元素，整个熔炼过程均在真空条件下进行。具体步骤包括：