一種稀土銅中間合金及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明材料涉及稀土銅合金鑄造應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種稀土銅中間合金及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國作為稀土資源大國，一般只通過氧化稀土原礦或者稀土鐵合金低端產(chǎn)品賤賣資源，國外企業(yè)將稀土低端產(chǎn)品深加工后返銷國內(nèi)，價值增加了數(shù)十倍。我公司在爭取湖北省經(jīng)信委和發(fā)改委大力扶持下加大科技投入，聯(lián)合高校創(chuàng)新組建產(chǎn)學(xué)研基地，擴大產(chǎn)業(yè)規(guī)模，結(jié)合現(xiàn)有稀土鎂硅鐵合金客戶產(chǎn)品升級需求，實施該項目.一是可以實現(xiàn)同類產(chǎn)品進(jìn)口替代，并大幅降低用戶成本；二是可以優(yōu)化公司產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，發(fā)展出附加值更高的新產(chǎn)品；三是可以增加就業(yè)崗位，就近解決部分人員就業(yè)；四是對稀土行業(yè)企業(yè)進(jìn)行稀土綜合利用和深加工有一定的示范意義。
[0003]現(xiàn)在稀土應(yīng)用在鑄造銅合金領(lǐng)域多是根據(jù)原有鑄造工藝加入單一稀土金屬進(jìn)去，這樣爐前工在實際操作過程中稀土金屬的燒損量是控制不住的，因為RE稀土金屬活性非常強，在常溫下保存不當(dāng)就會氧化；采用老工藝加精煉劑又會造成4%左右的工業(yè)銅原料損失，并且產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，合格率低，實驗室理論上加入RE稀土金屬是可行的，但實際操作中爐前工要憑經(jīng)驗觀察燒損量多次加入充分?jǐn)嚢?，勞動強度大，銅合金材料質(zhì)量還沒有保障，推廣不了。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種稀土銅中間合金材料及其制備方法，在中頻爐鑄造銅合金原工藝不變，不改變銅合金材料化學(xué)成分，加入本稀土銅中間合金可以細(xì)化銅合金材料晶粒，減少雜質(zhì)凈化銅合金基體，增加鑄造銅合金材料的耐磨性，耐腐蝕性，耐高溫性，加大鑄造銅合金溶液的流動性，延長了鑄造銅合金材料機械加工的刀具壽命，并且爐前實際操作簡單固化，耙渣銅液損失減少降低成本，應(yīng)用范圍廣，實用性強。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:一種稀土銅中間合金，RE稀土金屬占銅合金總量的10-35%，余量為銅及不可避免的雜質(zhì)元素；
RE稀土金屬元素由重量百分比含量的成分組成:28-37%的鑭(La)、55-70%的鈰(Ce)、小于0.1%的鐠(Pr)、小于0.2%的釹(Nd)、小于0.2%的釤(Sm)、小于0.1%的釔、小于0.1%的銪(Eu)、小于0.1%的釓(Gd)、小于0.1%的鋱(Tb)、小于0.1%的鏑(Dy)、小于0.1%鈥(Ho)、小于 0.1% 鉺(Er)、小于 0.1% 銩(Tm)、小于 0.1% 鐿(Yb)、小于 0.1% 镥(Lu)。
[0006]其制備方法包括以下步驟，步驟一，原料選擇；步驟二，切料；步驟三，配料；步驟四，裝料；步驟五，抽真空；步驟六，恪煉；步驟七，饒鑄；步驟八，破碎；步驟九，拋光包裝。
[0007]其中在步驟一中:選擇RE鑭鈰稀土金屬和電解銅作為生產(chǎn)原材料；
在步驟二中:RE鑭鈰稀土金屬選擇粒度按生產(chǎn)配方要求結(jié)合真空感應(yīng)熔煉爐石墨坩禍尺寸相適配；采用剪板機將電解銅板剪為50mm-100mm左右的長片形狀，便于在石墨坩禍內(nèi)分層放料；
在步驟三中:采用RE鑭鋪稀土金屬和電解銅進(jìn)行配料；RE鑭鋪稀土金屬與電解銅重量比例為15:85到35:65根據(jù)用戶實際加入RE稀土量配料；
在步驟四中:按照一層電解銅和一層RE鑭鈰稀土金屬的順序按步驟三比例配置好的原料將真空感應(yīng)熔煉爐的石墨坩禍裝滿生產(chǎn)原料；
在步驟五中:按照真空感應(yīng)熔煉爐生產(chǎn)工藝抽真空；
在步驟六中:通過中頻電源控制柜調(diào)節(jié)電流逐步平穩(wěn)升溫到1030到1080攝氏度，通過可控硅電源顯示屏觀察溫度；
在步驟七中:通過高壓真空觀察孔觀察石墨坩禍內(nèi)電解銅和RE鑭鈰稀土金屬完全融合好后，旋轉(zhuǎn)真空感應(yīng)熔煉爐爐體導(dǎo)入到澆鑄形狀為圓形或者方形模具進(jìn)行澆鑄；
在步驟八中:將熔煉澆鑄好的稀土銅中間合金從真空熔煉爐爐腔取出，冷卻到常溫后采用人工或者液壓錘破碎，粒度重量為0.lkg-3kg ;
在步驟九中:將破碎好的稀土銅中間合金表面氧化物用銅絲刷拋光，按用戶粒度大小比例要求在鐵桶內(nèi)附塑料袋密封防潮進(jìn)行包裝。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，加入本發(fā)明的有益效果是:中頻爐鑄造銅合金材料的清潔度參考金相組織發(fā)現(xiàn)
1.β相(基體)+強化相，晶粒度約為6級以上，強化相分布相對比較均勻，清潔度是滿足要求的。
[0009]2.材料物理性能
硬度均在8 5— 10 5之間，合格品；金相經(jīng)過觀察都在合格范圍之內(nèi)；機械性能都Rm彡590MPa，合格達(dá)到優(yōu)良。
[0010]3.耐磨性
a.加入本新型稀土銅中間合金磨損量為0.035mm,比加入進(jìn)口銅中間合金正常磨耗量
0.4mm提高了一個數(shù)量級。
[0011]b.加入本新型稀土銅中間合金摩擦系數(shù)穩(wěn)定在0.093左右，和加入進(jìn)口銅中間合金正常的0.1相近，合格。
[0012]3、切削性能:加入進(jìn)口銅中間合金刀具一般連續(xù)切削壽命為200件，加入本新型稀土銅中間合金實際連續(xù)切削290件，超出預(yù)期90件，產(chǎn)品具有良好的切削性能。
【具體實施方式】
[0013]上面將對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0014]本發(fā)明提供一種技術(shù)方案:
實施例:
一種稀土銅合金及其制備方法，RE稀土金屬占稀土銅中間合金總量的10-35%，余量為銅及不可避免的雜質(zhì)元素；
RE稀土金屬元素由下述重量百分比含量的成分組成，28-37%鑭的(La)、55-70%的鈰(Ce)、小于0.1%的鐠(Pr)、小于0.2%的釹(Nd)、小于0.2%的釤(Sm)、小于0.1%的釔、小于0.1%的銪(Eu)、小于0.1%的釓(Gd)、小于0.1%的鋱(Tb)、小于0.1%的鏑(Dy)、小于0.1%鈥(Ho)、小于 0.1% 鉺(Er)、小于 0.1% 銩(Tm)、小于 0.1% 鐿(Yb)、小于 0.1% 镥(Lu)。
[0015]其制備方法包括以下步驟，步驟一，原料選擇；步驟二，切料；步驟三，配料；步驟四，裝料；步驟五，抽真空；步驟六，恪煉；步驟七，饒鑄；步驟八，破碎；步驟九，拋光包裝。
[0016]其中在步驟一中:選擇RE鑭鈰稀土金屬和電解銅作為生產(chǎn)原材料；
在步驟二中:RE鑭鈰稀土金屬選擇粒度按生產(chǎn)配方要求結(jié)合真空感應(yīng)熔煉爐石墨坩禍尺寸相適配；采用剪板機將電解銅板剪為50mm-100mm左右的長片形狀，便于在石墨坩禍內(nèi)分層放料；
在步驟三中:采用RE鑭鋪稀土金屬和電解銅進(jìn)行配料；RE鑭鋪稀土金屬與電解銅重量比例為15:85到35:65根據(jù)用戶實際加入RE稀土量配料；
在步驟四中:按照一層電解銅和一層RE鑭鈰稀土金屬的順序按步驟三比例配置好的原料將真空感應(yīng)熔煉爐的石墨坩禍裝滿生產(chǎn)原料；
在步驟五中:按照真空感應(yīng)熔煉爐生產(chǎn)工藝抽真空；
在步驟六中:通過中頻電源控制柜調(diào)節(jié)電流逐步平穩(wěn)升溫到1030到1080攝氏度，通過可控硅電源顯示屏觀察溫度；
在步驟七中:通過高壓真空觀察孔觀察石墨坩禍內(nèi)電解銅和RE鑭鈰稀土金屬完全融合好后，旋轉(zhuǎn)真空感應(yīng)熔煉爐爐體導(dǎo)入到澆鑄形狀為圓形或者方形模具進(jìn)行澆鑄；
在步驟八中:將熔煉澆鑄好的稀土銅中間合金從真空熔煉爐爐腔取出，冷卻到常溫后采用人工或者液壓錘破碎，粒度重量為0.lkg-3kg ;
在步驟九中:將破碎好的稀土銅中間合金表面氧化物用銅絲刷拋光，按用戶粒度大小比例要求在鐵桶內(nèi)附塑料袋密封防潮進(jìn)行包裝。
[0017]盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。
【主權(quán)項】
1.一種稀土銅中間合金，RE稀土金屬占稀土銅中間合金總量的10-35%，余量為銅及不可避免的雜質(zhì)元素，其特征在于:RE稀土金屬元素由下述重量百分比含量的成分組成，28-37% 的鑭(La)、55-70% 的鈰(Ce)、小于 0.1% 的鐠(Pr)、小于 0.2% 的釹(Nd)、小于 0.2%的釤(Sm)、小于0.1%的釔、小于0.1%的銪(Eu)、小于0.1%的釓(Gd)、小于0.1%的鋱(Tb)、小于0.1%的鏑(Dy)、小于0.1%鈥(Ho)、小于0.1%鉺(Er)、小于0.1%銩(Tm)、小于0.1%鐿(Yb)、小于 0.1% 镥(Lu)。2.—種稀土銅中間合金的制備方法，其特征在于: 包括以下步驟，步驟一，原料選擇；步驟二，切料；步驟三，配料；步驟四，裝料；步驟五，抽真空；步驟六，熔煉；步驟七，澆鑄；步驟八，破碎；步驟九，拋光包裝； 其中在步驟一中:選擇RE鑭鋪稀土金屬和電解銅作為生產(chǎn)原材料； 在步驟二中:RE鑭鈰稀土金屬選擇粒度按生產(chǎn)配方要求結(jié)合真空感應(yīng)熔煉爐石墨坩禍尺寸相適配；采用剪板機將電解銅板剪為長度50_-100_長片形狀，便于在石墨坩禍內(nèi)分層放料； 在步驟三中:采用RE鑭鋪稀土金屬和電解銅進(jìn)行配料；RE鑭鋪稀土金屬與電解銅重量比例為15:85到35:65根據(jù)用戶實際加入RE稀土金屬的重量調(diào)整配料； 在步驟四中:按照一層電解銅和一層RE鑭鈰稀土金屬的順序按步驟三的比例配置好的原料，將真空感應(yīng)熔煉爐的石墨坩禍裝滿生產(chǎn)原料； 在步驟五中:按照真空感應(yīng)熔煉爐生產(chǎn)工藝抽真空； 在步驟六中:通過中頻電源控制柜調(diào)節(jié)電流逐步平穩(wěn)升溫到1030-1080攝氏度，通過可控硅電源顯示屏觀察溫度； 在步驟七中:通過高壓真空觀察孔觀察石墨坩禍內(nèi)電解銅和RE鑭鈰稀土金屬完全融合好后，旋轉(zhuǎn)真空感應(yīng)熔煉爐爐體導(dǎo)入到澆鑄形狀為圓形或者方形模具進(jìn)行澆鑄； 在步驟八中:將熔煉澆鑄好的稀土銅中間合金從真空熔煉爐爐腔取出，冷卻到常溫后采用人工或者液壓錘破碎，粒度重量為0.lkg-3kg ; 在步驟九中:將破碎好的稀土銅中間合金表面氧化物用銅絲刷拋光，按用戶粒度大小比例要求在鐵桶內(nèi)附塑料袋密封防潮進(jìn)行包裝。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種稀土銅中間合金,RE稀土金屬占銅合金總量的10-35%，余量為銅及不可避免的雜質(zhì)元素；RE稀土金屬元素由下述重量百分比含量的成分組成，28-37%的鑭(La）、55-70%的鈰(Ce）、小于0.1%的鐠(Pr）、小于0.2%的釹(Nd）、小于0.2%的釤(Sm）、小于0.1%的釔、小于0.1%的銪(Eu）、小于0.1%的釓(Gd）、小于0.1%的鋱(Tb）、小于0.1%的鏑(Dy）、小于0.1%鈥(Ho）、小于0.1%鉺(Er）、小于0.1%銩(Tm）、小于0.1%鐿(Yb)、小于0.1%镥（Lu）。制備方法包括步驟一，原料選擇；步驟二，切料；步驟三，配料；步驟四，裝料；步驟五，抽真空；步驟六，熔煉；步驟七，澆鑄；步驟八，破碎；步驟九，拋光包裝。該方法制備的稀土銅中間合金，化學(xué)成分：完全控制在上述ER稀土金屬質(zhì)量百分比范圍內(nèi)。
【IPC分類】C22C1/02, C22C9/00
【公開號】CN105274383
【申請?zhí)枴緾N201510754062
【發(fā)明人】王飛
【申請人】湖北維維安科技有限公司
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2015年11月9日