本發(fā)明涉及鉻青銅制造技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種細(xì)晶鉻青銅的制備方法。
背景技術(shù)：
鉻青銅是含0.4％-1.1％Cr的銅合金。鉻青銅可以通過淬火-時效或淬火-冷變形-時效處理獲得強化。在共晶溫度1072℃下，鉻在銅中的最大溶解度為0.65％。隨溫度的降低，固溶度急劇下降，固溶后時效處理析出Cr粒子相。鉻的加入，一方面明顯提高合金的再結(jié)晶溫度和熱強性；另一方面使銅的導(dǎo)電性略有下降。固溶處理的鉻青銅棒導(dǎo)電率為45％IACS，時效處理后上升到80％IACS。時效態(tài)鉻青銅的軟化溫度為400℃，是冷加工銅的兩倍。
鉻青銅廣泛用于電氣設(shè)備高溫導(dǎo)電耐磨零件。主要用途有：電動機整流子、集電環(huán)、高溫開關(guān)、電焊機電極、滾輪、夾持器、以雙金屬形式使用剎車盤、圓盤及其他要求高導(dǎo)熱、導(dǎo)電率、高熱強性零部件。鉻青銅的耐蝕性類似純銅，抗電蝕性能優(yōu)于純銅，高溫抗氧化性能良好。鉻青銅合金能錫焊、銀焊和釬焊，易于進行氣體保護電弧焊，對散熱好焊接部位采用電子束焊接效果好。熔焊和硬釬焊會降低熱處理后材料獲得性能，這種焊接通常用于軟狀態(tài)，并隨之施以必要熱處理。軟釬焊性能良好，不推薦氧乙炔焊、保護金屬弧焊、電阻點焊和電阻縫焊。
現(xiàn)有技術(shù)中，鉻青銅合金通常采用中頻感應(yīng)電爐熔煉。熔池用60％-70％硼砂加30％-40％玻璃組成溶劑覆蓋，也可采用煅燒木炭覆蓋，采用磷脫氧銅，鉻以Cu-Cr中間合金或金屬鉻形式加入，煙灰覆蓋下進行半連續(xù)鑄造。然而，均存在晶粒大、合格率低、表面質(zhì)量不夠好的問題。因此，細(xì)化晶粒，消除宏觀偏析，提高鉻青銅的等晶軸率，從而改善其表面質(zhì)量是一個新的研究方向。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供一種細(xì)晶鉻青銅的制備方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中鉻青銅的晶粒大、合格率低、表面質(zhì)量不夠好的問題。
本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種細(xì)晶鉻青銅的制備方法，其化學(xué)成分按重量百分比計為：Cr：0.8-1.0％、Cu：余量，雜質(zhì)控制要求：Fe≤0.03％、其他≤0.1％；按照上述成分進行非真空半連續(xù)鑄造，將所述重量百分比的Cu粉、Cr粉、Fe粉混合均勻，送入非真空鑄造爐內(nèi)，化料(燃?xì)獗Ｗo)→除氣→調(diào)配成分→脫氧→出爐，出爐后送入結(jié)晶器，并采用電磁攪拌與振動鑄造相結(jié)合的方式進行冷卻，得到細(xì)晶鉻青銅。
進一步地，在上述方案中，所述非真空半連續(xù)鑄造的鑄造溫度1200-1300℃。
進一步地，在上述方案中，所述結(jié)晶器進水特點：四路分八路進水，通過32個水孔進入結(jié)晶器。
進一步地，在上述方案中，所述結(jié)晶器冷卻水槽寬10mm，深9mm；出水孔水槽截面積/出水孔截面積＝4。
進一步地，在上述方案中，所述結(jié)晶器一次冷卻水流量：20m3/h，二次冷卻水流量：25m3/h，冷卻水溫度：25-35℃。
進一步地，在上述方案中，所述鑄造速度：80-100mm/min。
進一步地，在上述方案中，所述電磁攪拌參數(shù)：電流80A，頻率3.0Hz；振動頻率：10-30次/min。
進一步地，在上述方案中，所述電磁攪拌采用內(nèi)置式，安裝位置在鑄坯半凝固區(qū)；液穴深度約100-150mm，電磁攪拌器高度120mm；攪拌器上部在結(jié)晶器液面以下10-20mm處。
進一步地，在上述方案中，所述振動頻率為20-30次/分鐘。
本發(fā)明的有益效果是：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過電磁攪拌與振動鑄造相結(jié)合，通過調(diào)節(jié)振動頻率，再根據(jù)結(jié)晶過程液穴的位置和深度，設(shè)計電磁攪拌器的高度和安裝位置，可以有效改善鉻青銅鑄錠表面質(zhì)量，獲得表面質(zhì)量良好，晶粒細(xì)小的鉻青銅鑄錠。合格率由60％提高至85％；等軸晶率由30％提高至70％；晶粒度由5-10mm細(xì)化至1-5mm。
具體實施方式
實施例1：
一種細(xì)晶鉻青銅的制備方法，其化學(xué)成分按重量百分比計為：Cr：0.8％、Cu：余量，雜質(zhì)控制要求：Fe≤0.03％、其他≤0.1％；按照上述成分進行非真空半連續(xù)鑄造，非真空半連續(xù)鑄造的鑄造溫度1200℃；將所述重量百分比的Cu粉、Cr粉、Fe粉混合均勻，送入非真空鑄造爐內(nèi)，化料(燃?xì)獗Ｗo)→除氣→調(diào)配成分→脫氧→出爐，出爐后送入結(jié)晶器，結(jié)晶器進水特點：四路分八路進水，通過32個水孔進入結(jié)晶器；結(jié)晶器冷卻水槽寬10mm，深9mm；出水孔水槽截面積/出水孔截面積＝4；結(jié)晶器一次冷卻水流量：20m3/h，二次冷卻水流量：25m3/h，冷卻水溫度：25℃；并采用電磁攪拌與振動鑄造相結(jié)合的方式進行冷卻，電磁攪拌參數(shù)為：電流80A，頻率3.0Hz；振動頻率：10次/min；電磁攪拌采用內(nèi)置式，安裝位置在鑄坯半凝固區(qū)；液穴深度約100mm，電磁攪拌器高度120mm；攪拌器上部在結(jié)晶器液面以下10mm處；振動頻率為20次/分鐘，鑄造速度為80mm/min，得到細(xì)晶鉻青銅。
經(jīng)檢驗，其晶粒度為3.7mm，等軸晶率為66％。
實施例2：
一種細(xì)晶鉻青銅的制備方法，其化學(xué)成分按重量百分比計為：Cr：0.9％、Cu：余量，雜質(zhì)控制要求：Fe≤0.03％、其他≤0.1％；按照上述成分進行非真空半連續(xù)鑄造，非真空半連續(xù)鑄造的鑄造溫度1250℃；將所述重量百分比的Cu粉、Cr粉、Fe粉混合均勻，送入非真空鑄造爐內(nèi)，化料(燃?xì)獗Ｗo)→除氣→調(diào)配成分→脫氧→出爐，出爐后送入結(jié)晶器，結(jié)晶器進水特點：四路分八路進水，通過32個水孔進入結(jié)晶器；結(jié)晶器冷卻水槽寬10mm，深9mm；出水孔水槽截面積/出水孔截面積＝4；結(jié)晶器一次冷卻水流量：20m3/h，二次冷卻水流量：25m3/h，冷卻水溫度：30℃；并采用電磁攪拌與振動鑄造相結(jié)合的方式進行冷卻，電磁攪拌參數(shù)為：電流80A，頻率3.0Hz；振動頻率：20次/min；電磁攪拌采用內(nèi)置式，安裝位置在鑄坯半凝固區(qū)；液穴深度約125mm，電磁攪拌器高度120mm；攪拌器上部在結(jié)晶器液面以下15mm處；振動頻率為25次/分鐘，鑄造速度為90mm/min，得到細(xì)晶鉻青銅。
經(jīng)檢驗，其晶粒度為2.8mm，等軸晶率為68％。
實施例3：
一種細(xì)晶鉻青銅的制備方法，其化學(xué)成分按重量百分比計為：Cr：1.0％、Cu：余量，雜質(zhì)控制要求：Fe≤0.03％、其他≤0.1％；按照上述成分進行非真空半連續(xù)鑄造，非真空半連續(xù)鑄造的鑄造溫度1300℃；將所述重量百分比的Cu粉、Cr粉、Fe粉混合均勻，送入非真空鑄造爐內(nèi)，化料(燃?xì)獗Ｗo)→除氣→調(diào)配成分→脫氧→出爐，出爐后送入結(jié)晶器，結(jié)晶器進水特點：四路分八路進水，通過32個水孔進入結(jié)晶器；結(jié)晶器冷卻水槽寬10mm，深9mm；出水孔水槽截面積/出水孔截面積＝4；結(jié)晶器一次冷卻水流量：20m3/h，二次冷卻水流量：25m3/h，冷卻水溫度：35℃；并采用電磁攪拌與振動鑄造相結(jié)合的方式進行冷卻，電磁攪拌參數(shù)為：電流80A，頻率3.0Hz；振動頻率：30次/min；電磁攪拌采用內(nèi)置式，安裝位置在鑄坯半凝固區(qū)；液穴深度約150mm，電磁攪拌器高度120mm；攪拌器上部在結(jié)晶器液面以下20mm處；振動頻率為30次/分鐘，鑄造速度為100mm/min，得到細(xì)晶鉻青銅。
經(jīng)檢驗，其晶粒度為1mm，等軸晶率為70％。
最后應(yīng)說明的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明實施例技術(shù)方案的精神和范圍。