[发明专利]混合稀土金属丝棒的制作方法

说明书

本发明涉及混合稀土金属加工挤压成型技术领域，特别是涉及混合稀土金属挤压成丝棒的制作方法。

混合稀土金属丝棒主要作炼钢模铸、连铸稀土钢种时的添加原料用。连铸喂丝机用的稀土金属丝一般直径≤6毫米，作模铸吊挂用的稀土金属棒直径＞6毫米。稀土金属丝棒的生产，要经熔炼、铸锭轧制等工序。由于稀土金属化学活性大，易氧化燃烧，所以通常熔化铸锭需要专用设备，多采用真空感应电炉，真空电阻炉或真空电弧炉。其操作是金属原料填装炉后，密封好炉子，抽真空，待真空度达到0.0133帕以上，再送电升温，金属熔化后，在充入氩气的条件下铸锭，然后退火挤压成丝。这种方法不仅需要一套好的真空设备，而且工艺比较复杂，操作难度大，成本高。

近年来也有用碳炉加热的，该法用KCl作覆盖剂。在炉中加入KCl，待KCl熔化后加入稀土金属原料，金属熔化后，铸锭，挤压成丝棒。这种方法工艺温度、挤压速度等条件很难达到要求，挤压速度过快，剧烈的内外摩擦将产生大量热量，加之变形热来不及散发，导致产品裂纹，挤压速度慢了，产品发硬，易碎断，并且生产过程中仍有部分产品氧化燃烧，这不仅浪费原料，而且在氧化燃烧过程中，部分熔化的稀土金属滴落在产品上，形成毛刺，给精整产品带来麻烦，造成产品质量差，成品率低等问题。

本发明的目的是要克服现有生产方法的缺点，选用极佳的温度和压力条件，及隔氧保护措施，免除产品氧化燃烧，保证产品质量，提高成品率，操作简单。

本发明的目的是以如下的方法实现的，即将粗制混合稀土金属块或锭，通过熔融精炼除渣后铸锭，再将精制稀土金属锭退火保温，在压力机上挤压，经冷却后进行整形得产品，下面对铸锭挤压和整形条件作详细说明：

铸锭，用可控硅中频电炉，通电升温前于炉膛内放一铁芯，再加入覆盖剂KCl，待KCl熔化后升温到800℃取出铁芯，再将稀土金属原料粗锭或块逐步加入炉膛，在950-1000℃下使其全部熔化，用钼棒充分搅拌，静置保温15-20分钟，待熔化金属内的杂质，气泡上浮后，除渣，在950-1000℃的温度下铸锭。

挤压成丝棒工艺，是在315吨的压力机上装上模具底座，上面放一个直径3.1-3.3毫米成型模具，将上述铸锭和压模在300-500℃的温度下同步退火予热15-20分钟，把予热好的铸锭放入压模中，加上压片，在100-200公斤/厘米²的压力下，挤压出丝，出丝速度为1.0-1.3米/秒为好。

在出丝孔下面约300毫米处，放上一个装满油的非固定式的可转动的圆盘盘丝器及喷油导管，用喷油的办法使不断压出的丝降温，并进入盘丝器内，以防氧化燃烧。

将成型模具出丝孔的直径扩大到8-30毫米，挤压力为100-250公斤/厘米²，出棒速度为1.8-2.1米/分时，即得不同直径的稀土金属棒材。

焊接整形，以上述方法生产的稀土金属丝，每盘约40米长。由于工艺所限，不能连续挤压成长丝，而炼稀土钢时实际需要每盘长约500米，因此需要将短丝焊接成500米长，绕成大盘。焊接接头要抗100公斤以上的拉力，然后进行蜡封包装入库。

实施例1    直径3.2毫米丝的制作

在DGF-R-103-3中频感应电炉中，放入铁芯通电升温，加入KCl8-9公斤，待KCl熔化后升温到800℃取出铁芯，往炉膛中加入混合稀土金属粗锭，全部熔化后，用钼棒搅拌2分钟，静置保温15-20分钟，除去表面融渣，在950-1000℃下铸锭。每个锭子重2公斤，锭冷却后，在四柱式万能液压机YA-32-315上装上模具底座，上面放一个直径3.3毫米成型模具，将上述铸锭和压模放入电阻炉中，在300-500℃温度下同步予热15-20分钟，把予热好的铸锭放在压模中，在100-200公斤/厘米²的压力下以1.0-1.3米/秒的出丝速度挤压，挤压出的丝喷油冷却，隔氧保护，然后将压出的丝用对焊机焊接成长丝，接头焊接部位平滑不错位，接点直径和丝一致。所得产品表面光滑，粗细均匀，无锯齿、裂纹。

实施例2：直径18毫米棒的制作

熔炼，铸锭，予热、退火方法及设备同实施例1。具体作法是在压力机上装上模具底座，上面放一个直径为18毫米的成型模具，去掉圆盘盘丝器，用100-250公斤/厘米²的压力以2米/分的速度挤压，压出的棒直接喷油冷却，然后在整形机上校直，在棒的一端距端点5毫米处钻一个直径5毫米的孔，封蜡包装入库。

产品的质量如下表：

化学成份%