【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及有色金屬合金制備，具體是涉及一種非真空下引銅鎳鈷硅合金鑄錠的制備方法。
技術介紹
1、人類社會已進入信息時代，這個時代的核心是集成電路，又稱為ic產業。集成電路由芯片、引線框架、塑封三部份組成，其中引線框架的作用是導電、散熱、聯接外部電路，因此要求制作引線框架材料具有高強度、高導電、良好的沖壓和蝕刻性能。目前全世界百分之八十的引線框架使用銅合金高精帶材制作，據不完全統計，引線框架合金約77種，按合金系劃分主要有銅-鐵-磷、銅-鎳-硅、銅-鉻-鋯三大系列，按著性能可分為高導電、高強度、中強中導等系列，引線框架用高精銅帶已成為所有帶材的代表，引領著帶材發展方向，目前國內外現代生產方法是大錠熱軋-高精冷軋法。
2、
3、銅鎳硅鈷合金是高性能彈性銅合金，具有優異彈性的同時又兼顧高的強度、中等的導電導熱性能和優異高溫性能的合金。該合金材料主要用作電力電子、交通運輸、手機、電工、航空宇航等行業中的引線框架、彈性接插件、彈性元器件、汽車連接器、傳感器、導電橋等材料，已經成為近些年來銅加工行業的研究熱點。
技術實現思路
1、本專利技術針對現有技術存在的不足，提供了一種非真空下引銅鎳鈷硅合金鑄錠的制備方法，包括以下步驟：
2、s1、制備復合cuco50中間合金
3、s1-1、按質量百分比計，將48～50％的cu元素和余量的co元素稱料后混合，裝入坩堝內，通入循環冷卻水，依次打開機械泵和羅茨泵抽真空；
4、s1-2、制備熔融物；
5、s1-3、降熔煉爐功率至40±5kw，保持20～30s，采用水冷銅模對熔融物進行澆鑄，澆鑄時間控制在50～70s；澆鑄完成后，關閉加熱，冷卻30～40min后出爐，得到cuco50中間合金；
6、s2、制備銅鎳鈷硅合金
7、s2-1、主料的配料：
8、按質量百分比計，將0.5～3％的ni元素、0.5～3％的co元素，0.25～1.5％的si元素、0.05～0.2％的cr元素、0.01～0.1％的fe元素、0.03～0.05％的稀土、0.02～0.07wt.％的la以及余量的cu元素；
9、s2-2、將配好的主料裝爐，在450～650℃的溫度條件下進行烘烤，時間為1～30h，在升溫熔化過程中，在爐口進行氣體保護；待主料完全熔化時，再加入占主料和配料總重的0.5～2％的cucr10中間合金、0.02～0.2％的cufe50中間合金
10、s2-3、均勻升溫至1200～1300℃開始除氣，過程依次為：氬氣除氣、cumg合金脫氧，總除氣時間為40～70min，出爐前14～16min，再加入配料總重的1～7.5％cusi20中間合金，出爐前4～6min，再加入配料總重的0.02～0.07％稀土，得到熔體；
11、s2-4、將熔體進行后期處理后得到合金鑄錠。
12、說明：本方法無需真空設備降低了制備成本，通過控制澆鑄溫度和時間，可以獲得均勻的鑄態結構，并確保合金中的(ni+co)2si化合物顆粒釘扎在位錯線相交處。這種結構有助于提高合金的強度和耐磨性能。
13、進一步地，步驟s1-2所述制備熔融物的制備方法為：當爐內真空度抽至p≤10pa時，加熱升溫，將功率升至20±2kw，保溫5min，隨后將功率升至40±2kw，保溫5min，最后將功率升至60±2kw保持至坩堝內原料開始熔化時，降功率至20kw以下；打開充氬氣閥，向爐體內充入高純氬氣，爐內壓力升至-0.08mpa時，關閉充氬閥，升功率至60kw，保持功率精煉3min，得到熔融物。
14、說明：通過逐漸升功率的方式，使熔融過程更加平穩，避免溫度梯度過大和劇烈的熱沖擊，有利于坩堝內原料的均勻熔化和合金的質量控制。在坩堝內原料開始熔化后降低功率至20kw以下，可以減少過度加熱和能量浪費，同時有助于控制熔融溫度，避免過熱導致合金性能的損壞。在充氬氣保護下，將功率升至60kw進行精煉，有助于提高合金的純度和均勻性，進一步優化合金的結構和性能。
15、進一步地，所述步驟s2中co元素以復合cuco50中間合金的形式加入：步驟s2-1所述si元素以cusi20中間合金的形式加入，cr元素以cucr10中間合金的形式加入，fe元素cufe50中間合金的形式加入，cu元素采用電解銅板的形式加入；ni元素采用鎳板的形式加入；稀土為鈰、釔中的任意一種或者兩種組合而成。
16、說明：通過使用中間合金的形式加入不同元素，可以簡化操作步驟，方便控制每種元素的加入量和混合均勻度。中間合金可以提供相對穩定的合金成分，便于計量和控制，可以將不同元素中的雜質控制在較低水平。中間合金的制備過程可以去除或稀釋一些雜質，從而得到更純凈的合金，可以提高元素的反應性和可溶性，促進元素之間的化學反應，有助于形成所需的合金相。
17、進一步地，所述步驟s2-4中的后期處理包括澆注、鑄造和冷卻；所述澆注方法為：將流槽使用燃氣預烘烤，烘烤溫度為200～500℃，烘烤時間為0.5～1h，保證引流管中心、結晶器中心及引拉頭中心保證一致，出爐溫度控制在1350～1370℃，將熔體倒入流槽后及時打開燃氣保護溜槽及爐口，保證溜槽內液面平穩，流槽溫度控制在1240～1280℃，得到熔體。
18、說明：澆鑄溫度過高，則鑄錠內溫度梯度大，熱應力增大，熱裂紋傾向增大，同時液穴壁變薄，容易產生寬面裂紋；溫度過低則熔體粘度大，流動性降低，易產生冷隔、夾渣等缺陷。
19、進一步地，所述步驟s2-4中的鑄造方法為：將熔體導入結晶器，結晶器使用色素炭黑覆蓋，密封底部出水孔，當熔體流入結晶器的70～80％時，開啟下引速度按鈕，鑄造速度由5mm/min從低至高緩慢升高至40mm/min保持，鑄造過程采用振動鑄造，振動頻率30～50次/分鐘，鑄造穩定時保證結晶器內銅水液面距結晶器頂部3～5mm，及時清理結晶器內浮渣，得到鑄坯。
20、說明：色素炭黑的使用可以幫助減少結晶器內的氧氣接觸，從而減少氧化反應，有助于得到更純凈的鑄坯。從低至高緩慢升高鑄造速度有助于減小鑄坯表面的缺陷和內部應力，提高鑄坯的質量和力學性能。振動鑄造可以促進熔體中的氣泡脫出，減少氣孔的形成，提高結晶器內的流動性，進一步改善鑄坯的致密性和均勻性。保持銅水液面距離結晶器頂部一定距離，有利于控制結晶器內的銅水流動，確保鑄造過程的穩定性。及時清理結晶器內的浮渣可以避免其污染鑄坯，保證鑄坯質量。
21、進一步地，所述步驟s2-4中的冷卻方法為：將結晶器水冷，冷卻水溫保持20～30℃，將冷卻后的鑄坯拔出，對其表面噴灑水霧，進行二次冷卻，待鑄坯完全凝固后，關閉冷卻水，得到合金鑄錠。
22、說明：水霧大小須保證鑄錠從白亮將至暗紅，不可直接冷至室溫。當熔煉爐坩堝內熔體量較少時，調節下引速度減小直至停止。
23、與現有技術相比，本專利技術的有益效果是：
24、本專利技術利用合金中的(ni+co)2si本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種非真空下引銅鎳鈷硅合金鑄錠的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種非真空下引銅鎳鈷硅合金鑄錠的制備方法，其特征在于，步驟S1-2所述制備熔融物的制備方法為：當爐內真空度抽至P≤10Pa時，加熱升溫，將功率升至20±2KW，保溫5min，隨后將功率升至40±2KW，保溫5min，最后將功率升至60±2KW保持至坩堝內原料開始熔化時，降功率至20KW以下；打開充氬氣閥，向爐體內充入高純氬氣，爐內壓力升至-0.08Mpa時，關閉充氬閥，升功率至60KW，保持功率精煉3min，得到熔融物。
3.根據權利要求1所述的一種非真空下引銅鎳鈷硅合金鑄錠的制備方法，其特征在于，所述步驟S1中余量的Co元素以復合CuCo50中間合金的形式加入；步驟S2-1所述Si元素以CuSi20中間合金的形式加入，Cr元素以CuCr10中間合金的形式加入，Fe元素CuFe50中間合金的形式加入，Cu元素采用電解銅板的形式加入；Ni元素采用鎳板的形式加入；稀土為鈰、釔中的任意一種或者兩種組合而成。
4.根據權利要求1所述的一種非真空下引銅鎳鈷硅
5.根據權利要求5所述的一種非真空下引銅鎳鈷硅合金鑄錠的制備方法，其特征在于，所述步驟S2-4中的鑄造方法為：將熔體導入結晶器，結晶器使用色素炭黑覆蓋，密封底部出水孔，當熔體流入結晶器的70～80％時，開啟下引速度按鈕，鑄造速度由5mm/min從低至高緩慢升高至40mm/min保持，鑄造過程采用振動鑄造，振動頻率30～50次/分鐘，鑄造穩定時保證結晶器內銅水液面距結晶器頂部3～5mm，及時清理結晶器內浮渣，得到鑄坯。
6.根據權利要求6所述的一種非真空下引銅鎳鈷硅合金鑄錠的制備方法，其特征在于，所述步驟S2-4中的冷卻方法為：將結晶器水冷，冷卻水溫保持20～30℃，將冷卻后的鑄坯拔出，對其表面噴灑水霧，進行二次冷卻，待鑄坯完全凝固后，關閉冷卻水，得到合金鑄錠。
7.根據權利要求1所述的一種非真空下引銅鎳鈷硅合金鑄錠的制備方法，其特征在于，所述步驟S2-4中的后期處理包括澆注、鑄造和冷卻；所述澆注方法為：將流槽使用燃氣預烘烤，烘烤溫度為200～500℃，烘烤時間為0.5～1h，保證引流管中心、結晶器中心及引拉頭中心一致，出爐溫度控制在1350～1370℃，將熔體倒入流槽后及時打開燃氣保護溜槽及爐口，保證溜槽內液面平穩，流槽溫度控制在1240～1280℃，得到熔體。
...【技術特征摘要】
1.一種非真空下引銅鎳鈷硅合金鑄錠的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種非真空下引銅鎳鈷硅合金鑄錠的制備方法，其特征在于，步驟s1-2所述制備熔融物的制備方法為：當爐內真空度抽至p≤10pa時，加熱升溫，將功率升至20±2kw，保溫5min，隨后將功率升至40±2kw，保溫5min，最后將功率升至60±2kw保持至坩堝內原料開始熔化時，降功率至20kw以下；打開充氬氣閥，向爐體內充入高純氬氣，爐內壓力升至-0.08mpa時，關閉充氬閥，升功率至60kw，保持功率精煉3min，得到熔融物。
3.根據權利要求1所述的一種非真空下引銅鎳鈷硅合金鑄錠的制備方法，其特征在于，所述步驟s1中余量的co元素以復合cuco50中間合金的形式加入；步驟s2-1所述si元素以cusi20中間合金的形式加入，cr元素以cucr10中間合金的形式加入，fe元素cufe50中間合金的形式加入，cu元素采用電解銅板的形式加入；ni元素采用鎳板的形式加入；稀土為鈰、釔中的任意一種或者兩種組合而成。
4.根據權利要求1所述的一種非真空下引銅鎳鈷硅合金鑄錠的制備方法，其特征在于，所述步驟s2-4中的后期處理包括澆注、鑄造和冷卻；所述澆注方法為：將流槽使用燃氣預烘烤，烘烤溫度為200～500℃，烘烤時間為0.5～1h，保證引流管中心、結晶器中心及引拉頭中心一致，出爐溫度控制在1350～1...
【專利技術屬性】
技術研發人員：田東松，孫君鵬，高斌，梁相博，耿社虎，劉向東，
申請(專利權)人：陜西斯瑞扶風先進銅合金有限公司，
類型：發明
國別省市：
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