一种镍硅铜合金电渣生产工艺的制作方法

专利2026-02-22  5


本发明属于电渣冶金,涉及一种用于制作海洋船舶的镍硅铜合金并且其具备优良的耐蚀性和延展性的镍硅铜合金电渣生产工艺,可以有效解决镍硅铜合金制作过程中相应的熔点会降低,造成电渣过程渣系匹配困难的问题。


背景技术:

0、技术背景

1、所述的镍硅铜合金,其铜含量高达90%以上,具有超低电阻、高硬度和耐腐蚀的特点,是用于海洋船舶的良好材料。目前市场上此类合金主要是以连续铸造或氧化保护铸造的方式生产,连续铸造是将熔化的合金持续浇注到冷却水中,以制作合金坯料,其具有高效和节能的特点。氧化保护铸造是向炉体内通入气氧混合物来控制氧化还原反应,防止合金遭受空气氧化和污染。两种铸造方式虽能一定程度的保证坯料的纯度,但其质量稳定性不足,其生产的镍硅铜合金坯料内部易产生疏松且夹杂物等级偏高。而电渣重熔可以有效改善以上问题,利用电流通过熔渣时产生的电阻热作为热源将镍硅铜合金重新进行熔炼,改善合金铸件的结晶,使其组织更致密,成分更均匀。但是因镍硅铜合金的成分设计要求为:cu:93~98%,ni:2~4%,si≤1%,cr≤1%,fe≤0.005%,镍硅铜合金因其cu含量占比极大,造成此合金熔点偏低,仅为1050℃左右,而电渣领域常用的以caf2、al2o3、cao为主的两至三元渣系熔点在1300-1400℃左右,高于镍硅铜合金本身的熔点,使其在冶炼中表面易产生渣沟。


技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足而提供一种代替传统的铸造生产工艺,使其生产出的成品质量更为优异,稳定性更高的镍硅铜合金电渣生产工艺。

2、本发明的技术方案是这样实现的:一种镍硅铜合金电渣生产工艺,所述镍硅铜合金按照质量百分比其成分包括:cu:93~98%,ni:2~4%,si≤1%,cr≤1%,fe≤0.005%;具体工艺步骤如下:

3、步骤1)、配置镍硅铜合金电渣生产时的电渣渣系:选用的电渣渣系按照质量比及状态具体为caf2:mgf2=90:10的预熔渣;

4、步骤2)、起弧化渣及气体保护:采用石墨电极起弧,生产过程采用氩气保护,使用石棉将炉体与外界进行阻断;

5、步骤3)、控制熔化率:熔化率按结晶器直径的0.75~1.2倍进行控制,内控目标平均熔化率为470kg/h;

6、步骤4)、控制供电参数:电渣过程控制电流电压稳定,电流波动控制≤±15%:

7、步骤5)、控制脱氧制度:采用硅钙粉脱氧,每100kg镍硅铜合金加270~300g硅钙粉进行脱氧;采取阶段式加入,提电流开始每5分钟加110~120g硅钙粉,加至补缩阶段后改为每5分钟加入50~60g硅钙粉;

8、步骤6)、水温控制:重熔过程控制总进水温度,控制结晶器进出水温差≤15℃。

9、本发明具有如下积极效果:

10、所述的镍硅铜合金需用于制作海洋船舶,其需具备优良的耐蚀性和延展性,因此其成分范围设计为:cu:93~98%,ni:2~4%,si≤1%,cr≤1%,fe≤0.005%。所述的镍硅铜合金因其cu含量占比极大,造成此合金熔点偏低,仅为1050℃左右。而电渣领域常用的以caf2、al2o3、cao为主的两至三元渣系熔点在1300-1400℃左右,高于镍硅铜合金本身的熔点,使其在冶炼中表面易产生渣沟。因此镍硅铜合金电渣时渣系不能选用电渣领域常用的73渣系及65:25:10渣系,而是要选用其它组元进行配比,从而降低渣系的熔点。

11、所述的镍硅铜合金电渣生产时起弧方式要使用石墨电极起弧,不能使用镍硅铜合金本体进行起弧,此钢熔点极低,使用本体进行起弧时容易发生本体比渣料先熔化,造成锭尾裹渣缺陷。

12、所述的镍硅铜合金电渣生产时熔速设定内控为1.0倍的结晶器直径,当设定熔速超过结晶器直径的1.2倍时会造成镍硅铜电渣锭尾端疏松缺陷,当设定熔速小于结晶器直径的0.75倍时,锭表成型质量较差。

13、所述的镍硅铜合金电渣生产时采用氩气保护并添加硅钙粉生产,将炉体与外界进行阻断,一方面防止电渣锭增o,另一方面防止镍硅铜合金受热熔化时与大气接触发生氧化反应。

14、本发明涉及一种镍硅铜合金电渣重熔工艺,其中镍硅铜合金需具备优良的耐蚀性和导热性,其成分范围设计为:cu:93~98%,ni:2~4%,si≤1%,cr≤1%,fe≤0.005%。镍硅铜合金熔点仅为1050℃,熔点极低,不能使用传统的以caf2、al2o3、cao为主的两至三元渣系,要配入能降低熔点的组元进行生产,防止生产时钢渣结合出现渣沟。镍硅铜合金需使用石墨电极进行起弧,防止化渣时铜合金本体先进行熔化,造成底部裹渣缺陷。所述的镍硅铜合金电渣生产时熔速设定内控为1.0倍的结晶器直径,防止疏松或表面成型质量差。采用氩气保护生产并加入脱氧剂对氧含量进行控制。



技术特征:

1.一种镍硅铜合金电渣生产工艺,其特征在于:所述镍硅铜合金按照质量百分比其成分包括:cu:93~98%,ni:2~4%,si≤1%,cr≤1%,fe≤0.005%;具体工艺步骤如下:


技术总结
本发明涉及一种用于制作海洋船舶的镍硅铜合金并且其具备优良的耐蚀性和延展性的镍硅铜合金电渣生产工艺,可以有效解决镍硅铜合金制作过程中相应的熔点会降低,造成电渣过程渣系匹配困难的问题,所述的镍硅铜合金需具备优良的耐蚀性和延展性,其成分范围设计为:Cu:93~98%,Ni:2~4%,Si≤1%,Cr≤1%,Fe≤0.005%。所述的镍硅铜合金熔点仅为1050℃左右,熔点极低,不能使用传统的以CaF2、Al2O3、CaO为主的两至三元渣系,防止生产时钢渣结合出现渣沟。所述的镍硅铜合金需使用石墨电极进行起弧。所述的镍硅铜合金电渣生产时熔速设定内控为1.0倍的结晶器直径,采用氩气保护生产并加入脱氧剂。

技术研发人员:吴思远,王晓飞,黄开元,翟文进,王文洋,林志强,张宇,赵怡然
受保护的技术使用者:河南中原特钢装备制造有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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