[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

说明书

本发明公开了一种利用Cr粉等离子辅助真空感应熔炼制备CuCr合金的方法，包括：配料、坯体准备、等离子熔炼联合真空感应熔炼和熔铸凝固，其中，等离子熔炼联合真空感应熔炼包括：1)将CuCr合金坯体装入炉体后，进行抽真空，洗气后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，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，抽真空进行脱气除杂。本发明通过等离子熔炼和真空感应熔炼两种工艺结合，提高了熔炼效率，缩短了熔炼时间，并使得熔炼的CuCr合金熔液中Cr含量最高可以达到80％。

技术领域

本发明涉及由金属粉末制造制品技术领域，具体是涉及一种利用Cr粉等离子辅助真空感应熔炼制备CuCr合金的方法。

背景技术

CuCr系合金因其良好的导电导热性以及抗腐蚀性，在很多行业都得到了广泛的应用，由于Cr在Cu中的固溶度小，高Cr含量的铸态组织CuCr合金开发难度较大，目前主要有电弧熔炼工艺、真空感应熔炼工艺。

电弧熔炼工艺由于自身限制，目前对于Cr含量在35％以下的触头制备难度较大，并且由于是快速凝固，脱气效果较差，同时电弧熔炼工艺制备的CuCr材料的纯净度对于材料本身的纯度要求较高，工艺过程除杂作用有限，并且整体制造成本高昂，真空感应熔炼工艺虽然制备成本低，能够有效脱气除杂，但需要坩埚作为熔炼载体，长时间熔炼，由于金属熔液的冲刷，会导致坩埚脱落引入夹杂，影响产品的性能，并且当Cr含量超过40％，即使在液态也很难得到均匀的CuCr合金熔液，因此其生产的CuCr合金中Cr含量≤40％。

因此，为了控制制造成本且能够稳定生产出Cr含量40％以上的CuCr合金，现需要一种新型生产工艺来解决这一问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种利用Cr粉等离子辅助真空感应熔炼制备CuCr合金的方法。

本发明的技术方案是：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，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。

进一步地，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；通过上述球料比进行混合粉的球磨混粉，能够获得均匀的合金混合粉，从而为后续进行冷等静压获得密度高且均一的CuCr合金坯体做好前提基础。

进一步地，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；通过上述参数进行冷等静压所获得的CuCr合金坯体密度高，并且CuCr合金坯体的密度均匀一致，其性能优异并且生产周期短。