一种合金的生产工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种合金的生产工艺，该合金用于大功率发电机转子槽楔，所述合金的成分及其含量(Wt％)包括：Ni 2.2～2.4、Cr 0.32～0.36、Si 0.55～0.60、P 0.02～0.03、Cu：余量；所述工艺包括熔炼、浇铸、固溶处理、时效强化；本工艺通过控制成分配比、工艺优化和进行多相强化，所得合金材料，导电率62～65％IACS；500℃下，抗拉强度689～692MPa，屈服强度644～647MPa，导电率高，耐高温性能好，寿命长，能满足大功率发电机转子槽楔用合金的使用要求，同时工艺简单，生产成本低，对环境污染小，具有较好的市场前景和经济效益。
【专利说明】-种合金的生产工艺 技术领域 本发明属于发电机转子槽模材料生产技术领域，具体设及一种大功率发电机转子槽模 用合金的生产工艺。 【背景技术】 发电机转子槽模要承受转子运转时槽内铜线、绝缘件及自身巨大的离屯、力，电流流经 槽模会产生较高的溫升，生产转子槽模时需要使用导电率高、耐高溫性能优良的合金材料。 申请号为200510123011的专利《大容量汽轮发电机转子铜合金槽模及其制备方法》中， 合金成分为：Ni :1.35 ~2.05% ,Si :0.40 ~0.80 %，灯:0.05 ~0.25% ,Be :0.15 ~0.40%， 化:余量;生产工艺主要采用920~980°C固溶处理，35~50 %冷变形，450~500°C保溫4~化 时效处理，空冷。该技术方案中，Be价格高，且影响合金的高溫稳定性，使合金不宜长时间承 受高溫工作，同时添加Be的合金产生的粉尘会有毒;合金中Ni、Si的质量配比在2.5~3.5左 右，Si含量相对偏高，只有一部分Si形成NisSi析出相，剩余的Si W固溶态存在，严重影响合 金的导电率；所得合金导电率仅为49 % IACS，寿命短，且耐高溫性能未知。申请号为 200510038051.4的专利《汽轮发电机转子槽模用铁青铜及其加工工艺》中，铁青铜采用无钻 无错设计，其成分为:Be :0.1~0.3% ,Ni: 1.5~2.5%、Ti :0.4~0.6%、Cu:余量，所得合金 导电率仅为47 % IACS，高溫(427 °C)屈服强度480~550MPa，抗拉强度540~630M化，工作寿 命短，无法满足大功率发电机长时间运转的需求。
【发明内容】
本发明是为了弥补上述不足，并对成分配比和生产工艺进行改进，提供一种合金的生 产工艺，该合金用于大功率发电机转子槽模，导电率高，耐高溫性能好，寿命长，能满足大功 率发电机转子槽模用合金的使用要求，同时工艺简单，生产成本低，对环境污染小，具有较 好的市场前景和经济效益。 一种合金的生产工艺，该合金用于大功率发电机转子槽模，所述合金的成分及其含量 (胖1%)包括:化2.2~2.4、化0.32~0.36、510.55~0.60、？0.02~0.03、〇1:余量；包括 W下步骤： ① 烙炼:先将电解铜预热至250~280°C，再装入低频感应炉中，开始烙化时加入覆盖 剂，使覆盖厚度达1.2~1.4mm，全部烙化后加入占铜质量0.5~0.7 %的憐铜作为脱氧剂，进 行化渣，补充覆盖剂后，综合考虑各元素的理化性质，将Si、P、Ni、化按常规工艺依此加入铜 烙体中，保溫15min出炉； ② 诱铸:采用常规连续铸造工艺，水压机上锻压成巧； ③ 固溶处理:在940~960°C下热处理1.化再进行水泽处理，冷社使合金产生60 %冷变 形； ④ 时效强化:再将铸巧加热至460~480°C保溫2.化后，机械加工成所需形状;所述覆盖 剂的成分及其含量(Wt%)为:50%木炭、30%碎玻璃、10%NaCl、10%CaF2。 本技术方案中，在成分配比方面，Cr可W提高合金的电导性，形成&3Si相影响合金的 高溫稳定性，并能一定程度上抑制固溶处理期间合金的晶粒长大；因为铜基中Be与NisSi具 有类似的机械性能，因此，可适当提高NisSi的含量，获得更好的热稳定性和高溫强度，配比 Ni和Si的质量百分含量分别在2.2~2.6%、0.55~0.65%，避免合金中含有固溶态Si，从而 提高了合金的强度和导电率，既确保合金的性能，降低了生产成本，又减少了污染;而加入 化后，化将比Ni、Si先溶于化中，使基体处于饱和状态，在一定程度上提高了NisSi相的析出 量，基体中Ni、Si含量减少，减少了基体中晶格崎变的程度，提高了合金的导电率;使合金含 有质量百分含量为0.02~0.03 %的P，是为了在不会使合金产生明显晶格崎变的基础上，产 生M3P沉淀强化相，进一步提高合金的显微硬度和抗拉强度，并一定程度上抑制析出相的 长大，使合金基体得到纯化，导电率提高。 合金烙炼时，选用低频感应炉降低铜合金的烙炼消耗，电解铜加入炉中前先预热，将 Si、P、Ni、Cr按顺序烙化，合理的装炉和烙化顺序有效地缩短烙化时间，覆盖剂质量配比选 用50 %木炭、30 %碎玻璃、10 %化Cl、10 %化F2，该覆盖剂铺展性好，合金烙炼时能全面覆盖 液态金属液面，与烙渣的亲和力强，具有极好的净化液态金属、细化合金的能力，使烙体得 到适当保护并获得较佳的烙炼气氛;加入0.5~0.7 %的憐铜作为脱氧剂，能够有效去除烙 体里的氧粒子，有效提高合金的质量和成品率。 对铸巧采用高溫固烙泽火处理、中溫时效处理析出沉淀硬化合金的方法，该方法生产 工艺简单，便于合金便于进行大规模生产。固溶处理时的处理溫度W合金不产生晶粒粗大 为前提，尽量提高溫度，保溫一定时间后快冷，保证析出相的溶质元素在基体中达到最大的 固溶度。当在940~960°C下热处理1.化再进行水泽处理，大量过剩相溶解，得到过饱和固溶 体，冷社使合金产生较大的冷变形，合金基体发生再结晶，使基体内部产生大量位错，合金 的亚结构得到细化，但运种形变强化对铜合金的强度贡献有限，需要时效处理进一步强化， 经460~480°C保溫2.化的时效处理，合金元素呈弥散分布的沉淀相相，且沉淀得到硬化，使 合金取得最佳的性能。 本技术方案是在常规工艺的基础上，通过优化多元合金组成、添加微量元素、控制成分 配比W提高合金的强度，并且尽可能地避免或减少对合金导电率的不良影响，进行多相强 化，所得合金材料，室溫下，抗拉强度796~798M化，屈服强度734~737M化，延展率17.9~ 18.2 %，导电率62~65 % IACS; 500°C下，抗拉强度689~692MPa，屈服强度644~647MPa，导 电率高，耐高溫性能好，寿命长，确保了大功率发电机的安全可靠性。能满足大功率发电机 转子槽模用合金的使用要求，显著提高了大功率发电机的安全可靠性，同时工艺简单，生产 成本低，对环境污染小，具有较好的市场前景和经济效益。 具体实施例 实施例一 制备一种大功率发电机转子槽模用合金，各组合金的成分及其含量(化％)包括:2.2% Ni、0.32%Cr、0.55%Si、0.02%P、Cu:余量； 所述大功率发电机转子槽模用合金的生产工艺，包括W下步骤： ①烙炼:先将电解铜预热至25(TC，再装入低频感应炉中，开始烙化时加入覆盖剂，覆盖 剂质量成分包括50 %木炭、30 %碎玻璃、10 %化Cl、10 %化F2，使覆盖厚度达1.2mm，全部烙 化后加入占铜质量0.5%的憐铜作为脱氧剂，进行化渣，补充覆盖剂后，综合考虑各元素的 理化性质，将Si、P、Ni、Be、化按常规工艺依此加入铜烙体中，保溫15min出炉； ② 诱铸:采用常规连续铸造工艺，水压机上锻压成巧； ③ 固溶处理:在940°C下热处理1.化再进行水泽处理，冷社使合金产生60 %冷变形； ④ 时效强化:再将铸巧加热至460°C保溫2.化后，机械加工成所需形状。 经检测，合金性能如下表所示： 实施例二
制备一种大功率发电机转子槽模用合金，各组合金的成分及其含量OVt % )包括:2.4% Ni、0.36%Cr、0.60%Si、0.03%P、Cu:余量； 所述大功率发电机转子槽模用合金的生产工艺，包括W下步骤： ① 烙炼:先将电解铜预热至265 °C，再装入低频感应炉中，开始烙化时加入覆盖剂，覆盖 剂质量成分包括50 %木炭、30 %碎玻璃、10 %化Cl、10 %化F2，使覆盖厚度达1.3mm，全部烙 化后加入占铜质量0.6%的憐铜作为脱氧剂，进行化渣，补充覆盖剂后，综合考虑各元素的 理化性质，将Si、P、Ni、Be、化按常规工艺依此加入铜烙体中，保溫15min出炉； ② 诱铸:采用常规连续铸造工艺，水压机上锻压成巧； ③ 固溶处理:在950°C下热处理1.化再进行水泽处理，冷社使合金产生60 %冷变形； ④ 时效强化:再将铸巧加热至470°C保溫2.化后，机械加工成所需形状。 经检测，合金性能如下表所示： 实施例=
制备一种大功率发电机转子槽模用合金，各组合金的成分及其含量(化％)包括:2.6% Ni、0.40%Cr、0.65%Si、0.03%P、Cu:余量； 所述大功率发电机转子槽模用合金的生产工艺，包括W下步骤： ①烙炼:先将电解铜预热至280°C，再装入低频感应炉中，开始烙化时加入覆盖剂，覆盖 剂质量成分包括50 %木炭、30 %碎玻璃、10 %化Cl、10 %化F2，使覆盖厚度达1.4mm，全部烙 化后加入占铜质量0.7%的憐铜作为脱氧剂，进行化渣，补充覆盖剂后，综合考虑各元素的 理化性质，将Si、P、Ni、Be、化按常规工艺依此加入铜烙体中，保溫15min出炉； ② 诱铸:采用常规连续铸造工艺，水压机上锻压成巧； ③ 固溶处理:在960°C下热处理1.化再进行水泽处理，冷社使合金产生60 %冷变形； ④ 时效强化:再将铸巧加热至480°C保溫2.化后，机械加工成所需形状。
[OOU] 经检测，合金性能如下表所示：
由上述S个买施例巧明，乂用本巧不万茶，所得甘盆柯科，至温h，抗拉强度796~ 798MPa，屈服强度7：34~737MPa，延展率17.9~18.2%，导电率62~65%14〔5;500°(：下，抗拉 强度689~692MPa，屈服强度644~647MPa，导电率高，耐高溫性能好，寿命长，能满足大功率 发电机转子槽模用合金的使用要求，确保了大功率发电机的安全可靠性。
【主权项】
1. 一种合金的生产工艺，其特征在于:该合金用于大功率发电机转子槽楔，所述合金的 成分及其含量(wt%)包括:Ni 2.2~2.4、Cr 0.32~0.36、Si 0.55~0·60、Ρ 0.02~0.03、 Cu:余量;包括以下步骤： ① 熔炼：先将电解铜预热至250~280°C，再装入低频感应炉中，开始熔化时加入覆盖 剂，使覆盖厚度达1.2~1.4mm，全部熔化后加入占铜质量0.5~0.7%的磷铜作为脱氧剂，进 行扒渣，补充覆盖剂后，综合考虑各元素的理化性质，将Si、P、Ni、Cr按常规工艺依此加入铜 熔体中，保温15min出炉； ② 浇铸:采用常规连续铸造工艺，水压机上锻压成坯； ③ 固溶处理：在940~960°C下热处理1.5h再进行水淬处理，冷乳使合金产生60%冷变 形； ④ 时效强化:再将铸坯加热至460~480°C保温2.5h后，机械加工成所需形状;所述覆盖 剂的成分及其含量(Wt%)为:50%木炭、30%碎玻璃、10%NaCl、10%CaF 2。
【文档编号】C22C1/02GK105925838SQ201610406730
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2013年11月29日
【发明人】李国升
【申请人】国网河南省电力公司平顶山供电公司