[发明专利]一种无气孔铜铁合金及其制备方法

说明书

本发明提供了一种无气孔铜铁合金及其制备方法。所述无气孔铜铁合金按照重量百分比计，包括0.01‑0.03％的铝元素，5‑20％的铁元素和余量的铜元素。本发明通过在熔炼过程中加入一定量的铝原料，起到了消除气孔的作用，此外，由于铝原料用量少，不仅残余的铝对铜铁合金影响少，且一定程度上降低了成本。

技术领域

本发明涉及熔铸熔炼技术领域，更具体地，涉及一种无气孔铜铁合金及其制备方法。

背景技术

近年来，铜铁合金由于具有高强度、高导电性、高导热性及极其优异的电磁屏蔽性能的良好综合性能，使得其在新一代信息技术、航空航天、先进轨道交通、高端医疗器械和先进制造等高科技领域具有较为广泛的应用前景。

熔铸是推广铜铁合金广泛应用的重要前提，对于铜铁合金的熔铸，由于纯铁的熔点很高，达到1538℃，远高于紫铜1083℃的熔点。根据温度和铜氧化的关系，可知在1200℃以下，铜的氧化速率很低，熔铸的气孔少，当温度高于1200℃以上时，铜的氧化速率呈现指数增长，熔铸后气孔大量出现。而目前市场上需求量大的铜铁合金一般为高铁含量(大于等于5％)，铁含量越高，熔炼温度越高，吸气越严重，造成气孔越多，故急需开发一种防止铜铁合金熔体熔铸气孔的方法。

发明内容

针对现有技术所存在的技术问题，本发明提供了一种无气孔铜铁合金及其制备方法，以减少铜铁合金在熔铸过程中易出现气孔的问题。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种无气孔铜铁合金，按照重量百分比计，包括0.01-0.03％的铝元素，5-20％的铁元素和余量的铜元素。

在上述技术方案中，所述铝元素的质量份数为0.01％，所述铁元素的质量份数为15.67％，所述铜元素的质量份数为84.32％。

本发明另一目的在于提供一种如上述所述的无气孔铜铁合金的制备方法，包括如下步骤：

S1、按照铝元素为0.01-0.03％、铁元素为5-20％、铜元素为余量的重量百分含量对铜铁合金元素进行配比，选择并称取相应的原料；

S2、将铁原料和铜原料加入真空感应熔炼炉中，按预设程序抽真空；

S3、加热所述真空感应熔炼炉至第一温度，待所述铁原料熔化成熔浆，加入铝原料，在第二温度下保温预设时长，通入氩气除气脱氧，熔铸后获得无气孔铜铁合金。

可选地，在上述技术方案中，S1中，所述铁原料为纯度≥99.9％的铁块，所述铜原料为纯度为≥99.99％的电解铜板，所述铝原料为纯度≥99.99％的铝块。

可选地，在上述技术方案中，所述铜原料还包括纯度≥99.99％的铜箔，所述铜箔用于包裹所述铝块。

可选地，在上述技术方案中，S2中，所述预设程序包括：将所述真空感应熔炼炉抽真空至40-60Pa，通入氩气，至炉内气压升至400-460Pa，停止氩气通入，继续抽真空至炉内气压为20-30Pa。

可选地，在上述技术方案中，S3中，所述第一温度为1400-1450℃。

可选地，在上述技术方案中，所述第二温度为1300-1350℃，所述预设时长为2-3min。

可选地，在上述技术方案中，所述铁原料、所述铜原料和所述铝原料在使用前均需要进行除油、清洗、烘干。

与现有技术相比，本发明提供的无气孔铜铁合金及其制备方法的有益效果为：

(1)本发明通过在熔炼过程中加入一定量的铝原料，起到了消除气孔的作用，此外，由于铝原料用量少，不仅残余的铝对铜铁合金影响少，且一定程度上降低了成本。