[发明专利]一种锰镍铜合金的保护性熔炼及浇注方法

说明书

本发明公开了一种锰镍铜合金的保护性熔炼及浇注方法，以冰晶石作为保护熔渣，在锰镍铜合金熔炼时，见合金液后立即开始加入冰晶石；要求冰晶石完全盖住液面，在液面表面形成一层膜隔绝合金液和空气的接触，在整个熔化过程中减少吸气；在铸模底部平铺冰晶石，然后再进行锰镍铜合金的浇注；在浇注过程中继续添加冰晶石，要求达到冰晶石完全覆盖液面。本发明通过冰晶石平铺撒在液面，在合金熔液的高温作用下燃烧而生成的保护气氛阻绝了合金熔液界面与大气接触，有效地避免了氧化锰渣膜的形成，降低了合金锭的气体和夹杂含量，从而有效地减少了合金锭裂纹、疏松、缩孔等缺陷，使得合金锭锭表面质量显著改善。

技术领域

本发明属于合金冶炼技术领域，涉及锰镍铜合金冶炼，具体涉及一种锰镍铜合金的保护性熔炼及浇注方法。

技术背景

锰镍铜合金以其优越的高电阻性能及特殊的热膨胀性能在电工、船舶、仪器仪表行业中广泛应用。在实际生产过程中，由于锰镍铜合金化学性质特别活泼，在熔炼后不论是浇注用于锻造零件的合金锭还是直接浇注零件都存在一个严重的质量问题，即在熔融液态下锰镍铜合金极易发生氧化。在熔炼和下注时，合金溶液在坩埚和锭模上部都会漂浮一层渣膜（主要成分氧化锰），若这层渣膜破裂就会被带入合金液中，造成合金内部或者表面缺陷，严重时会导致材料报废。因此在熔炼和浇注过程中，从一开始就要采取有效措施加以保护避免与大气接触，减少氧化锰渣膜的形成。

传统的保护熔渣是采用SiO₂+Al₂0₃+CaO+C一类的保护渣作为熔炼和浇注时的保护熔渣，但这类渣的熔点较高（都在1100℃以上）。而锰镍铜合金的溶液低于1100℃，在熔炼和浇注过程没有足够热量来保证这类渣熔化，进而会形成夹杂物进入钢液中，造成后期的钢坯、钢带存在夹杂缺陷；另外，这种渣中含有碳的成分可能造成锰镍铜合金增碳、铸锭粘模等缺点。所以传统渣系的保护方式不适合在锰镍铜合金熔炼和浇注过程中使用。

发明内容

本发明解决的问题在于提供一种锰镍铜合金的保护性熔炼及浇注方法，通过采用冰晶石来提供保护膜，阻断钢液与大气的接触，可以有效地避免了氧化锰渣膜的形成。

本发明是采用如下技术方案来实现：

一种锰镍铜合金的保护性熔炼及浇注方法，包括以下操作：

1）将冰晶石在150℃以上温度烘烤至少8h后备用；

2）以冰晶石作为保护熔渣，在锰镍铜合金熔炼时，见合金液后立即开始加入冰晶石；

熔炼过程中，冰晶石的总加入量为总装入料质量的2~4%；冰晶石分多次加入，每次添加量为总量的5%~8%，要求冰晶石完全盖住液面；冰晶石熔化在液面表面形成保护膜以隔绝合金液和空气的接触，在整个熔化过程中减少吸气；

3）在铸模底部平铺冰晶石，然后再进行锰镍铜合金的浇注；在浇注过程中继续添加冰晶石，要求达到冰晶石完全覆盖液面，冰晶石总加入量为总装入料质量的0.2~0.4%；

在浇注到帽口时，将冰晶石膜刮掉后立即加入发热剂，防止钢液二次吸气。

所述冰晶石为Na₃AlF₆，熔点1009℃，冰晶石的粒度小于200目。

所述冰晶石加入的时机为：熔炼时见合金液后立即加入冰晶石；要求冰晶石完全盖住液面。

所述在锰镍铜合金浇注前，先用模底大小的纸张预先平铺底部一层，然后平铺冰晶石至厚度至少8mm。

所述的发热剂是由60~70%的铝粉，30~40%的硝酸钠混合组成；

发热剂用量为合金液质量的0.2~0.6%。

在熔炼过程中，在加入冰晶石后还加入脱氧剂；

所述的脱氧剂为镁基脱氧剂或钙基脱氧剂。