[发明专利]一种利用CuCr合金粉体材料制备电弧熔炼用自耗电极的工艺

权利要求书

1.一种利用CuCr合金粉体材料制备电弧熔炼用自耗电极的工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：CuCr合金粉体材料的制备

制备出铬含量在1～50％wt的CuCr合金粉体材料；其中，CuCr合金粉体材料具体为CuCr合金粉末或者CuCr合金屑料粉末；

所述CuCr合金粉末的具体制备方法为：

1)配料：按重量百分含量计，原料中各元素百分含量为：Cr 1～50％，Cu余量，称取所需铜粉和铬粉备用；其中，Cr元素采用99.99％的高纯金属铬粉，Cu元素采用99.99％的高纯金属铜粉；

2)混合：对备用的铜粉和铬粉在真空条件下进行球磨处理3～5h，得到混合粉；

3)熔炼：在真空感应熔炼炉内对步骤2)所得混合粉进行熔炼；

4)雾化制粉：对熔化的合金进行雾化制粉得到雾化CuCr合金粉末；

所述CuCr合金屑料粉末的具体制备方法为：将铬含量在1～50％wt的CuCr合金屑料放入到金属容器中；然后将金属容器再浸没在液氮中，同时震动金属容器破碎合金料，得到破碎的合金屑料；然后对破碎后的合金屑料进行收集、干燥和过筛处理得到CuCr合金屑料粉末；

步骤二：冷等静压

将步骤一制备的CuCr合金粉体材料装入胶套，进行冷等静压成型，成型后进行胶套脱模，得到自耗电极棒坯体；

步骤三：烧结

对自耗电极棒坯体进行真空烧结处理；

步骤四：熔炼

在真空自耗电弧熔炼炉内采用大电流，低电压方式对自耗电极熔炼。

2.如权利要求1所述的一种利用CuCr合金粉体材料制备电弧熔炼用自耗电极的工艺，其特征在于，所述CuCr合金粉末的具体制备方法中的步骤2)混合的具体步骤为：将混合粉装入氧化钙坩埚放至真空感应熔炼炉内，抽真空度至р≤3Pa时，升高功率至45～50kW保持5～8min；然后以5kW/min的上升速率升高功率至80kW保持1～2min后，然后缓慢向真空感应熔炼炉炉体内充入高纯氩气进行保护；再以10kW/min的上升速率升高功率至120～140kW保持至混合粉完全熔化。

3.如权利要求1所述的一种利用CuCr合金粉体材料制备电弧熔炼用自耗电极的工艺，其特征在于，所述CuCr合金粉末的具体制备方法中的步骤3)熔炼的具体为：待混合粉完全熔化为液态后，将熔炼完成的合金液体导入到中间包进行保温，然后再利用流速为18～25L/min、压力为50～120MPa的惰性气体进行喷射，将合金液体分散成细小液滴，在降落的过程中冷却凝固，制备得到雾化CuCr合金粉末；其中，惰性气体采用浓度为99.99％的高纯氩气。

4.如权利要求1所述的一种利用CuCr合金粉体材料制备电弧熔炼用自耗电极的工艺，其特征在于，所述步骤三真空烧结处理具体操作为：以10℃/min的升温速度升温至900～950℃，保温1.5～2.5h。

5.如权利要求1所述的一种利用CuCr合金粉体材料制备电弧熔炼用自耗电极的工艺，其特征在于，所述步骤三真空烧结处理具体操作为：以50℃/min的升温速度升温至450～550℃，预热0.5～1h，然后以25℃/min的升温速度升温至900℃，保温2h。

6.如权利要求1所述的一种利用CuCr合金粉体材料制备电弧熔炼用自耗电极的工艺，其特征在于，所述步骤四熔炼的具体操作为：在真空自耗电弧熔炼炉内采用电流大小为1000～3000A，电压25～30V的方式对自耗电极进行熔炼。

7.如权利要求1所述的一种利用CuCr合金粉体材料制备电弧熔炼用自耗电极的工艺，其特征在于，所述Cr元素采用99.99％的高纯金属铬粉，Cu元素采用99.99％的高纯金属铜粉。