[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

说明书

本发明提供了一种利用CuCr合金粉体材料制备电弧熔炼用自耗电极的工艺，具体包括：制备出铬含量在1～50％wt的CuCr合金粉体材料；将制备的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；对自耗电极棒坯体进行真空烧结处理；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；本发明采用合金屑或合金粉末压制成自耗电极，避免了混合粉末因为性能的差异性导致的混合不均匀现象，同时降低了电弧熔炼过程中熔化自耗电极所需的电弧能量，降低了熔池温度，优化了材料的显微组织。

技术领域

本发明涉及自耗电极制备技术领域，具体涉及一种利用CuCr合金粉体材料制备电弧熔炼用自耗电极的工艺。

背景技术

现有技术中，铜铬合金真空自耗电弧熔炼工艺制备自耗电极棒的工艺流程包括：铜粉+铬粉称重—混合—冷等静压—真空烧结—电弧熔炼，其中铜粉和铬粉分别采用电解法和铝热法制备得出，在粉末混合前按照一定的配比对铬粉和铜粉称重并在混料机中混合，随后再冷等静压和真空烧结制备出自耗电极棒。但是该工艺存在下述缺陷：

1、铜粉和铬粉在混合过程中因为粉末流动性，密度以及粒度的差异性导致混合粉末混合不均匀的情况，进而导致材料在熔炼后出现偏析现象；

2、在熔炼过程中需要更大的电弧能量，导致熔池温度升高，使铸锭中出现大的枝晶，影响触头材料性能。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明提供了一种混合均匀且所需电弧能量较低的利用CuCr合金粉体材料制备电弧熔炼用自耗电极的工艺。

本发明的技术方案为：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，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；冷等静压是利用帕斯卡原理对材料成型的，压制出的棒料具有密度分布均匀的特点，因而避免了因为密度不均匀导致材料熔炼时出现缺陷等；

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。