[发明专利]铜铬锆系合金用变质剂合金、其制备方法及应用

说明书

本发明提供了一种铜铬锆系合金用变质剂合金、其制备方法及应用。该变质剂为块状结构，按重量百分比计，包含2.5～10wt.％的稀土元素RE，2.5～7.5wt.％的B，1～5wt.％的Ti，1～5％的Li，余量为Cu；RE为Ce、La、Y和Sr的混合物。本发明的铜铬锆系合金用变质剂合金通过多元素的复合作用，能够显著净化铜铬锆系合金熔体、细化晶粒组织、提升铸坯质量，能够显著提升铜铬锆系合金的成品率，而且以变质剂合金块的形式协同加入到铜铬锆系合金熔体中时，可以起到高效变质细化作用，总体变质元素加入量少，特别是稀土元素添加量极大减小，大大降低了成本，而且变质剂合金的烧损率低，除杂除气效果显著。

技术领域

本发明涉及铜合金熔铸加工领域，具体而言，涉及一种铜铬锆系合金用变质剂合金、其制备方法及应用。

背景技术

铜及铜合金熔炼是材料制备过程中最首要的，也是最关键的环节，铸坯质量的优劣直接影响到后续工序的产品质量和工艺性能，影响产品的成品率。铜铬锆合金作为高强高导性析出强化性合金，在电子电力、IC引线框架及部件和连续铸钢结晶器等方面得到广泛的应用。但在制备铜铬锆系高铜合金过程中，其合金铸坯内部气孔、夹杂和晶粒粗大的问题较为突出。因此，铸造过程对铜铬锆的熔炼要求比较高，除了要控制易烧损元素Cr和Zr的成分含量外，铸坯要确保没有气孔、夹杂，同时铸坯组织要细化均匀，以此确保铜铬锆合金具有良好的强度、硬度、导电率和耐高温软化性能。然而，现有技术中使用变质剂对合金进行变质净化的效果并不理想，变质剂的烧损率也较高。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种铜铬锆系合金用变质剂合金、其制备方法及应用，以解决现有技术中铜铬锆系合金的变质剂烧损高、产品成材率低的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种铜铬锆系合金用变质剂合金，变质剂为块状结构，按重量百分比计，变质剂包含2.5～10wt.％的稀土元素RE，2.5～7.5wt.％的B，1～5wt.％的Ti，1～5％的Li，余量为Cu；RE为Ce、La、Y和Sr的混合物。

进一步地，块状结构的最大长度为10cm，最小长度为2cm，且按重量百分比计，变质剂包含0.5～5wt.％的Ce，0.5～5wt.％的La，0.5～5wt.％的Y和0.5～5wt.％的Sr。

进一步地，按重量百分比计，变质剂包含6.5～10wt.％的稀土元素RE，5～7.5wt.％的B，1～5wt.％的Ti，1～2％的Li，余量为Cu；优选地，按重量百分比计，变质剂包含1～3wt.％的Ce，0.5～1wt.％的La，3～5wt.％的Y和0.5～1wt.％的Sr。

进一步地，按重量百分比计，变质剂包含10wt.％的稀土元素RE，2.5wt.％的B，1wt.％的Ti，2％的Li，余量为Cu；其中，按重量百分比计，变质剂包含3wt.％的Ce，1wt.％的La，5wt.％的Y和1wt.％的Sr；或者变质剂包含2.5wt.％的稀土元素RE，7.5wt.％的B，5wt.％的Ti，1％的Li，余量为Cu；其中，按重量百分比计，变质剂包含1wt.％的Ce，0.5wt.％的La，0.5wt.％的Y和0.5wt.％的Sr；或者变质剂包含10wt.％的稀土元素RE，5wt.％的B，1wt.％的Ti，2％的Li，余量为Cu；其中，按重量百分比计，变质剂包含1wt.％的Ce，5wt.％的La，3wt.％的Y和1wt.％的Sr。

根据本发明的另一方面，提供了一种上述铜铬锆系合金用变质剂合金的制备方法，包括以下步骤：步骤S1，按照变质剂合金组成进行配料，得到电解铜、CuRE中间合金、CuB中间合金、CuTi中间合金和CuLi中间合金；步骤S2，将电解铜依次进行熔炼和第一保温，在第一保温条件下依次加入CuB中间合金、CuRE中间合金和CuTi中间合金，得到变质剂合金中间混合物；步骤S3，将变质剂合金中间混合物依次进行第二保温，然后加入CuLi中间合金，并进行第三保温，最后浇铸冷却，得到铜铬锆系合金用变质剂合金。