[发明专利]一种玻璃纤维生产用合金坩埚及其制备方法

摘要

本发明公布了一种玻璃纤维生产用合金坩埚及其制备方法，其化学成分重量比为C0.02‑0.1%，Cr20‑50%，Ni35‑70%，Hf5‑13.8%，Cu0.8‑2.4%，Ce0.1‑1.0%，Al0.28‑1.5%，预处理后的金属经熔炼、铸造、车削得到电极棒，再经真空自耗冶炼、扩散退火、锻造得到合金坯料，最后经机加工得到合金坩埚；与现有技术相比，本发明的有益效果是以Cr和Ni作为合金材料主要成分，替代现有以白金为主要成分的白金坩埚，大大降低了成本，有效去除钢液中所含气体杂质等，提高产品的纯净度，提高合金坩埚的强度和耐高温性。

主权项

一种玻璃纤维生产用合金坩埚的制备方法，其特征在于，合金坩埚的化学成分重量比为：C：0.02‑0.1%，Cr：20‑50%，Ni：35‑70%，Hf：5‑13.8%，Cu：0.8‑2.4%，Ce：0.1‑1.0%，Al：0.28‑1.5%；合金坩埚的制备方法包括以下步骤：（1）预处理：将纯Ni、Cr分别装入小料筐，装入加热炉内，升温至200℃，保温24小时后取出空冷至室温；（2）熔炼：将Cr、Hf、Ni、Cu、1/2量的C依次装入真空炉内，Al、Ce和1/2量的C分别装入小料斗内，合上真空炉上盖；启动机械泵5分钟后，启动罗茨泵，待真空度达到0.2Pa时，启动熔炼电源进行熔炼，控制熔化功率18kW； 10分钟后控制熔化功率25kW，真空度0.4Pa；再过10分钟控制熔化功率50kW，保持10分钟；向真空炉中充入氩气，加入Al，10分钟后控制熔化功率40kW时加入Ce，熔清后加入1/2量的C，保持10分钟；调节控制熔化功率20kW，保持5分钟；（3）降温结膜：断开熔炼电源，进行降温结膜，保持15分钟，功率20kW下出熔液；（4）铸锭：将熔液注入合金锭模中，浇注温度为1400‑1480℃；（5）冷却：熔液在合金锭模内停留10分钟后，破真空，待温度降到200℃以下时，将合金锭从合金锭模中取出；（6）车削：熔炼好的合金锭放在普通车床上，将合金锭表面车去单边5mm，车成直线度为0‑2mm的电极棒；（7）自耗电极焊接：真空自耗炉的真空度为0.8Pa，电压22V，电流2.5kA，进行电极棒与过渡电极的焊接；（8）真空自耗冶炼：正常起弧5分钟后，调整真空自耗炉电压为24V，电流为3.8kA，熔速控制在80公斤/小时；（9）封顶：未熔电极棒长度至原电极棒长度的1/5时，调整电压和电流，使熔速控制在40公斤/小时；（10）扩散退火：将真空自耗的合金锭放入箱式电炉进行扩散退火，装炉温度为690‑700℃，升温速度2.5‑4.0mm/分钟，升温至1220℃，保温24小时，取出空冷；（11）第一火锻造：将扩散处理好的电极棒重新装入箱式电炉内，装炉温度为690‑700℃，升温速度2.5mm/分钟，升温至1180℃，保温2小时，将电极棒快速放到3吨空气锤上，上述操作控制在半分钟内完成，用机械手夹住电极棒一端，整个过程控制在一分钟之内，第一火变形量控制在50％，时间控制在3分钟内；（12）第二火锻造：第一火锻造后的电极棒立即重新装入电炉内，1180℃下保温1小时，将电极棒快速放到3吨空气锤上，上述操作控制在半分钟内完成，用机械手夹住电极棒一端，整个过程控制在一分钟之内，第二火变形量控制在30％，时间控制在2分钟内，将锻件空冷；（13）机加工：将锻造好的坯料，根据坩埚尺寸，用线切割下料，并将所下材料转移到加工中心，加工中心根据图纸设计，编程，生产出合金坩埚。