[发明专利]利用Cr粉等离子辅助真空感应熔炼制备CuCr合金的方法

权利要求书

1.一种利用Cr粉等离子辅助真空感应熔炼制备CuCr合金的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1配料：将Cu粉、Cr粉按照重量百分比配置为Cr含量占比1-80％；

S2坯体准备：将Cu粉、Cr粉装入混料机中球磨混粉，随后采用冷等静压压制成坯体，冷等静压完成后对坯体进行脱气烧结，得到CuCr合金坯体；

S3等离子熔炼联合真空感应熔炼：

1)将CuCr合金坯体装入炉体后，进行抽真空，当真空抽至10^-1级，充入氩气至微正压，然后抽真空再充氩反复循环3-5次进行洗气，检测到氧含量小于400ppm以下时，选择氩气作为气源，准备进行等离子熔炼，

2)在步骤1)进行抽真空的同时，对坩埚进行加热，当检测到坩埚温度达到1600℃以上时，保持功率对掉入坩埚中的等离子熔炼后的CuCr合金液体进行感应加热和搅拌，

3)等到CuCr合金坯体完全经过等离子熔炼后，抽真空至10^-1级，进行脱气除杂；

S4熔铸凝固：当CuCr合金熔液脱气除杂后，并且保证CuCr合金熔液具有一定过热温度后注入模具进行浇铸，浇铸完成后通过机加工艺去除冒口，得到CuCr合金成品。

2.如权利要求1所述的一种利用Cr粉等离子辅助真空感应熔炼制备CuCr合金的方法，其特征在于，所述步骤S2中将混合粉总重与铜球按照100：100的球料比进行球磨混粉3～10h。

3.如权利要求1所述的一种利用Cr粉等离子辅助真空感应熔炼制备CuCr合金的方法，其特征在于，所述步骤S2中冷等静压的参数为：冷等静压的压力控制在150-250MPa，冷等静压的保压时间控制在3-10min。

4.如权利要求1所述的一种利用Cr粉等离子辅助真空感应熔炼制备CuCr合金的方法，其特征在于，所述步骤S2中脱气烧结的参数为：脱气烧结的温度控制在980-1050℃，脱气烧结的保温时间控制在90-180min。

5.如权利要求1所述的一种利用Cr粉等离子辅助真空感应熔炼制备CuCr合金的方法，其特征在于，所述步骤S3中等离子熔炼的参数为：等离子熔炼的工作功率为100-200kW，等离子熔炼的工作电流100-450A，使得CuCr合金坯体快速融化升温达到2000℃以上。

6.如权利要求1所述的一种利用Cr粉等离子辅助真空感应熔炼制备CuCr合金的方法，其特征在于，所述步骤S4中过热温度为120±5℃。

7.如权利要求1所述的一种利用Cr粉等离子辅助真空感应熔炼制备CuCr合金的方法，其特征在于，所述步骤S2中球磨混粉时间为3～10h。

8.如权利要求1所述的一种利用Cr粉等离子辅助真空感应熔炼制备CuCr合金的方法，其特征在于，所述步骤S4浇铸过程中采用水冷铜模作为模具进行浇铸，且CuCr合金熔液的浇铸速度为10～18kg/min。

9.如权利要求8所述的一种利用Cr粉等离子辅助真空感应熔炼制备CuCr合金的方法，其特征在于，所述步骤S4中，CuCr合金熔液采用三个阶段的梯度变速浇铸，其中，第一阶段浇铸速度为10～14kg/min，第二阶段浇铸速度为14～18kg/min，第三阶段浇铸速度为12～16kg/min，且第一阶段浇铸量、第二阶段浇铸量以及第三阶段浇铸量的体积比为3：3：4。

10.如权利要求8所述的一种利用Cr粉等离子辅助真空感应熔炼制备CuCr合金的方法，其特征在于，对所述水冷铜模施加脉冲电流，其中，脉冲电流的电流密度为200～400A/mm²，且脉冲电流的电流频率与浇铸速度成正相关，且满足如下公式(1)：

其中，f表示脉冲电流的电流频率，J表示脉冲电流的电流密度，V表示CuCr合金熔液的浇铸速度。