[发明专利]一种铜稀土二元中间合金的制备方法

权利要求书

1.一种铜稀土二元中间合金的制备方法，其特征在于，采用真空熔炼炉，通过熔炼功率的调节，严格控制稀土金属的加入温度、合金精炼温度以及最后的浇注温度；在稀土金属加入后，充入氩气进行保护；然后搅拌合金熔体，静置精炼后真空浇注，获得铜稀土二元中间合金铸锭。

2.根据权利要求1所述的铜稀土二元中间合金的制备方法，其特征在于，所述稀土金属为稀土镧、稀土铈、稀土镨、稀土钕、稀土钷、稀土钐、稀土铕或稀土镱。

3.根据权利要求1所述的铜稀土二元中间合金的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

1）配置纯度为99.97wt%～99.99wt%的电解铜板占原料总重量的84～90%，纯度为98.9wt%～99.1wt%的稀土金属占原料总重量的10～16%；

2）真空炉内铸造装置中的铸铁成型模具、铸铁冒口模具、耐火砖浇注漏斗，在温度300～350℃下预热1～1.5小时；真空炉内铸造装置预热后，在铸铁冒口模具内侧布置厚度为2～3mm的冒口保温石棉；将真空炉内铸造装置组合后一并置入真空炉膛，使耐火砖浇注漏斗正对熔体浇道出口后，水平侧偏10～15mm；

3）在真空炉内加入设计重量的电解铜板，将电解铜板放入石墨坩埚内，将稀土金属破碎后放入炉盖上部的合金加料仓中，密闭炉体并抽真空，当炉内气压为0.1～1Pa时，开始熔炼；

4）通过阶梯式功率控制熔化电解铜板，在铜熔体温度为1180～1200℃时，加入稀土金属并充入氩气；当炉内气压为0.035～0.045MPa时，停止充气；搅拌中间合金熔体，搅拌时间1～2分钟；

5）搅拌后适当降低熔炼功率，当温度为1120～1140℃时开始静置精炼，精炼时间5～7分钟；

6）精炼后适当提高熔炼功率，当温度为1180～1200℃时开始浇注，倾转坩埚对准耐火砖浇注漏斗，逐渐将中间合金熔体逐渐浇入铸铁成型模具，浇注速度为0.15～0.20Kg/s；

7）浇注完成后停止加热，保持炉体内气压为≤1Pa的真空状态下随炉自然冷却；当炉内温度降为250～300℃后打破真空，取出铜稀土二元中间合金铸锭；

8）测定铜稀土二元中间合金锭中稀土金属的实际成分；

9）观察铜稀土二元中间合金锭的金相组织形貌及铜稀土二元中间中Cu-Re金属间化合物在合金中分布的扫描组织形貌，确定稀土金属在中间合金中分布的均匀性。

4.根据权利要求3所述的铜稀土二元中间合金的制备方法，其特征在于，真空炉内铸造装置主要包括：铸铁成型模具、铸铁冒口模具、耐火砖浇注漏斗、冒口保温石棉，具体结构如下：铸铁成型模具、铸铁冒口模具、耐火砖浇注漏斗按自下而上依次设置，铸铁成型模具顶部与铸铁冒口模具相通，铸铁冒口模具顶部与耐火砖浇注漏斗相通，铸铁冒口模具内壁设置冒口保温石棉。

5.根据权利要求3所述的铜稀土二元中间合金的制备方法，其特征在于，步骤4）中，阶梯式功率控制的方式为：

熔炼功率4～6Kw保持3～7分钟、8～12Kw保持3～7分钟、14～16Kw保持5～10分钟，最终功率调整到18～22Kw保持15～25分钟后，电解铜板完全熔化；降低熔炼功率到10～12Kw保持2～5分钟，采用探头式热电偶插入熔体内测量合金熔体温度为1180～1200℃。

6.根据权利要求3所述的铜稀土二元中间合金的制备方法，其特征在于，步骤4）中，氩气的充气速度150～200cm³/min。

7.根据权利要求3所述的铜稀土二元中间合金的制备方法，其特征在于，步骤5）中，采用石墨头搅拌杆搅拌熔体使稀土金属与铜熔体充分混合，搅拌熔体1～2分钟；搅拌后降低熔炼功率到6～8Kw，测量合金熔体温度。

8.根据权利要求3所述的铜稀土二元中间合金的制备方法，其特征在于，步骤6）中，精炼后提高熔炼功率至15～20Kw保持3～5分钟后测温。