专利名称：一种真空熔炼银镉合金铸锭的方法
技术领域：
本发明属于合金制备技术领域，具体涉及一种真空熔炼银镉合金铸锭的方法。
背景技术：
银镉合金两组元之间熔点相差较大，而且镉元素蒸气压高受热后易于挥发。在一般的工业生产中，多采用非真空熔炼、添加覆盖剂的方法进行银镉合金的熔炼。但是由于不能完全避免镉的挥发，非真空熔炼过程中会形成大量的有毒的氧化镉烟尘，污染环境，对 人体健康造成危害。另外，添加覆盖剂可能会引入杂质元素，非真空熔炼的方法不适合对纯度要求较高的银镉合金铸锭的熔炼，并且非真空熔炼造渣较多，熔炼出的铸锭缺陷多、质量差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种操作简单易行，可重复性强，适于大规模工业化生产的真空熔炼银镉合金铸锭的方法。采用该方法可以有效抑制镉元素的挥发，能够得到纯度高、成分均匀稳定、表面无氧化、内部无冶金缺陷的银镉合金铸锭。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是一种真空熔炼银镉合金铸锭的方法，其特征在于，该方法采用的设备包括真空感应熔炼炉主体，所述真空感应熔炼炉主体内设置有坩埚、铸模和设置于坩埚上方的料斗，所述坩埚外周环绕设置有感应线圈，所述真空感应熔炼炉主体上设置有抽气阀和充气阀，所述坩埚顶部设置有坩埚盖，所述坩埚盖通过连接杆与位于真空感应熔炼炉主体外的坩埚盖翻转手柄连接；所述料斗通过连接杆与位于真空感应熔炼炉主体外的料斗翻转手柄连接；所述坩埚通过连接杆与位于真空感应熔炼炉主体外的坩埚翻转手柄连接，该方法包括以下步骤步骤一、打开坩埚盖，将银锭切成块状后放入坩埚中，将镉锭切成块状后放入料斗中，然后打开抽气阀对真空感应熔炼炉主体进行抽真空，待真空感应熔炼炉主体内的真空度不大于30Pa后对坩埚中的块状银锭进行第一次感应加热，使块状银锭受热熔融，得到温度为1200°C 1400°C且液面无气泡翻滚的液态银，之后停止第一次感应加热并关闭抽气阀；步骤二、打开充气阀向真空感应熔炼炉主体内充入惰性气体，待真空感应熔炼炉主体内惰性气体的压力为O. 03MPa O. 06MPa后关闭充气阀，并在步骤一中所述液态银的温度降至1000°C 1100°C的条件下，将料斗中的块状镉锭加入坩埚中，将坩埚盖盖合在坩埚上使块状镉锭受热熔融为液态镉，然后对坩埚中的液态银和液态镉进行第二次感应加热，使液态银和液态镉熔炼成银镉合金液，之后停止第二次感应加热，打开坩埚盖，将银镉合金液浇注于铸模中，自然冷却后得到银镉合金铸锭；所述银镉合金铸锭中镉的质量百分含量为5% 45%，余量为银和不可避免的杂质。上述的一种真空熔炼银镉合金铸锭的方法，其特征在于，步骤一中所述银锭和镉锭的质量纯度均不小于99. 9%。上述的一种真空熔炼银镉合金铸锭的方法，其特征在于，步骤一中块状镉锭的长度、宽度和厚度均为IOmm 30mm。上述的一种真空熔炼银镉合金铸锭的方法，其特征在于，步骤一中所述第一次感应加热的功率为20kW。上述的一种真空熔炼银镉合金铸锭的方法，其特征在于，步骤二中所述第二次感应加热的功率为20kw，所述第二次感应加热的时间为Imin 2min。上述的一种真空熔炼银镉合金铸锭的方法，其特征在于，步骤二中所述惰性气体 为氩气。本发明与现有技术相比具有以下优点1、本发明采用真空熔炼的方法熔炼银镉合金铸锭，熔炼过程在密闭的真空感应熔炼炉内进行，挥发产生的镉烟尘可以集中进行环保处理，不会对环境造成污染。2、本发明采用真空熔炼的方法熔炼银镉合金铸锭，熔炼过程中不需添加覆盖剂，有效减少杂质的混入，熔炼得到的银镉合金铸锭无氧化、铸锭质量高。3、本发明针对真空熔炼银镉合金铸锭过程中镉元素的挥发量不易控制，化学成分不易均匀、稳定的问题进行了工艺的优化，提供了一种能够有效抑制镉元素的挥发，使熔炼得到的银镉合金铸锭的化学成分均匀、稳定。4、采用本发明的方法进行银镉合金铸锭的熔炼，可有效抑制镉元素的挥发，能够得到纯度高、成分均匀稳定、表面无氧化、内部无冶金缺陷的银镉合金铸锭。下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
图1为本发明真空熔炼银镉合金铸锭采用设备的整体结构示意图。附图标记说明1_料斗；2-料斗翻转手柄；3-感应线圈；4_抽气阀；5_ 甘祸盖；6_ 甘祸盖翻转手柄；7-坩埚；8-坩埚翻转手柄；9-充气阀；10-铸模。
具体实施例方式如图1所示，本发明真空熔炼银镉合金铸锭所采用的设备包括真空感应熔炼炉主体，所述真空感应熔炼炉主体内设置有坩埚7、铸模10和设置于坩埚7上方的料斗1，所述坩埚7外周环绕设置有感应线圈3，所述真空感应熔炼炉主体上设置有抽气阀4和充气阀9，所述坩埚7顶部设置有坩埚盖5，所述坩埚盖5通过连接杆与位于真空感应熔炼炉主体外的坩埚盖翻转手柄6连接；所述料斗I通过连接杆与位于真空感应熔炼炉主体外的料斗翻转手柄2连接；所述坩埚7通过连接杆与位于真空感应熔炼炉主体外的坩埚翻转手柄8连接。实施例1本实施例的真空熔炼银镉合金铸锭的方法包括以下步骤
步骤一、操作坩埚盖翻转手柄6将坩埚盖5开启，将质量纯度为99. 9%的银锭切成块状后称重9Kg，放入坩埚7中，将质量纯度为99. 9%的镉锭切成20mm X 20mm X 20mm的块状后称重6Kg，放入料斗I中，然后打开抽气阀4对真空感应熔炼炉主体进行抽真空，待真空感应熔炼炉主体内的真空度为20Pa后利用感应线圈3对坩埚7中的块状银锭进行第一次感应加热，加热功率为20kW，使块状银锭受热熔融，得到温度为1200°C，且液面无气泡翻滚的液态银，之后停止第一次感应加热并关闭抽气阀4 ；步骤二、打开充气阀9向真空感应熔炼炉主体内充入惰性气体，待真空感应熔炼 炉主体内惰性气体的压力为O. 04MPa后关闭充气阀9，并在步骤一中所述液态银的温度降至1000°C的条件下，操作料斗翻转手柄2将料斗I中的块状镉锭加入坩埚7中，再操作坩埚盖翻转手柄6将坩埚盖5盖合在坩埚7上使块状镉锭受热熔融为液态镉,然后利用感应线圈3对坩埚7中的液态银和液态镉进行第二次感应加热，加热功率为20kW。加热时间为2min，形成成分均匀的银镉合金液，之后停止第二次感应加热，操作坩埚盖翻转手柄6将坩埚盖5开启，操作坩埚翻转手柄8将银镉合金液浇注于铸模10中，自然冷却后得到银镉合金铸锭。采用本实施例真空熔炼得到的银镉合金铸锭中镉的质量百分含量为40%，余量为银和不可避免的杂质。采用本实施例真空熔炼得到的银镉合金铸锭纯度高，成分均匀稳定，表面无氧化，内部无冶金缺陷。实施例2本实施例的真空熔炼银镉合金铸锭的方法包括以下步骤步骤一、操作坩埚盖翻转手柄6将坩埚盖5开启，将质量纯度为99. 9%的银锭切成块状后称重10. 5Kg，放入坩埚7中，将质量纯度为99. 9%的镉锭切成30mmX30mmX30mm的块状后称重4. 5Kg，放入料斗I中，然后打开抽气阀4对真空感应熔炼炉主体进行抽真空，待真空感应熔炼炉主体内的真空度至18Pa后利用感应线圈3对坩埚7中的块状银锭进行第一次感应加热，加热功率为20kW，使块状银锭受热熔融，得到温度为1300°C，且液面无气泡翻滚的液态银，之后停止第一次感应加热并关闭抽气阀4 ；步骤二、打开充气阀9向真空感应熔炼炉主体内充入惰性气体，待真空感应熔炼炉主体内惰性气体的压力为O. 03MPa后关闭充气阀9，并在步骤一中所述液态银的温度降至1100°C的条件下，操作料斗翻转手柄2将料斗I中的块状镉锭加入坩埚7中，再操作坩埚盖翻转手柄6将坩埚盖5盖合在坩埚7上使块状镉锭受热熔融为液态镉,然后利用感应线圈3对坩埚7中的液态银和液态镉进行第二次感应加热，加热功率为20kW。加热时间为lmin，形成成分均匀的银镉合金液，之后停止第二次感应加热，操作坩埚盖翻转手柄6将坩埚盖5开启，操作坩埚翻转手柄8将银镉合金液浇注于铸模10中，自然冷却后得到银镉合金铸锭。采用本实施例真空熔炼得到的银镉合金铸锭中镉的质量百分含量为30%，余量为银和不可避免的杂质。采用本实施例真空熔炼得到的银镉合金铸锭纯度高，成分均匀稳定，表面无氧化，内部无冶金缺陷。实施例3本实施例的真空熔炼银镉合金铸锭的方法包括以下步骤步骤一、操作坩埚盖翻转手柄6将坩埚盖5开启，将质量纯度为99. 9%的银锭切成块状后称重12Kg，放入坩埚7中，将质量纯度为99. 9%的镉锭切成IOmmX IOmmX IOmm的块状后称重3Kg，放入料斗I中，然后打开抽气阀4对真空感应熔炼炉主体进行抽真空，待真空感应熔炼炉主体内的真空度为25Pa后利用感应线圈3对坩埚7中的块状银锭进行第一次感应加热，加热功率为20kW，使块状银锭受热熔融，得到温度为1400°C，且液面无气泡翻滚的液态银，之后停止第一次感应加热并关闭抽 气阀4 ；步骤二、打开充气阀9向真空感应熔炼炉主体内充入惰性气体，待真空感应熔炼炉主体内惰性气体的压力为O. 06MPa后关闭充气阀9，并在步骤一中所述液态银的温度降至1050°C的条件下，操作料斗翻转手柄2将料斗I中的块状镉锭加入坩埚7中，再操作坩埚盖翻转手柄6将坩埚盖5盖合在坩埚7上使块状镉锭受热熔融为液态镉,然后利用感应线圈3对坩埚7中的液态银和液态镉进行第二次感应加热，加热功率为20kW，加热时间为lmin，形成成分均匀的银镉合金液，之后停止第二次感应加热，操作坩埚盖翻转手柄6将坩埚盖5开启，操作坩埚翻转手柄8将银镉合金液浇注于铸模10中，自然冷却后得到银镉合金铸锭。采用本实施例真空熔炼得到的银镉合金铸锭中镉的质量百分含量为20%，余量为银和不可避免的杂质。采用本实施例真空熔炼得到的银镉合金铸锭纯度高，成分均匀稳定，表面无氧化，内部无冶金缺陷。实施例4本实施例的真空熔炼银镉合金铸锭的方法包括以下步骤步骤一、操作坩埚盖翻转手柄6将坩埚盖5开启，将质量纯度为99. 95%的银锭切成块状后称重8. 8Kg，放入坩埚7中，将质量纯度为99. 95%的镉锭切成IOmmX IOmmX IOmm的块状后称重7. 2Kg，放入料斗I中，然后打开抽气阀4对真空感应熔炼炉主体进行抽真空，待真空感应熔炼炉主体内的真空度为30Pa后利用感应线圈3对坩埚7中的块状银锭进行第一次感应加热，加热功率为20kW，使块状银锭受热熔融，得到温度为1200°C，且液面无气泡翻滚的液态银，之后停止第一次感应加热并关闭抽气阀4 ；步骤二、打开充气阀9向真空感应熔炼炉主体内充入惰性气体，待真空感应熔炼炉主体内惰性气体的压力为O. 03MPa后关闭充气阀9，并在步骤一中所述液态银的温度降至1100°C的条件下，操作料斗翻转手柄2将料斗I中的块状镉锭加入坩埚7中，再操作坩埚盖翻转手柄6将坩埚盖5盖合在坩埚7上使块状镉锭受热熔融为液态镉,然后利用感应线圈3对坩埚7中的液态银和液态镉进行第二次感应加热，加热功率为20kW，加热时间为2min，形成成分均匀的银镉合金液，之后停止第二次感应加热，操作坩埚盖翻转手柄6将坩埚盖5开启，操作坩埚翻转手柄8将银镉合金液浇注于铸模10中，自然冷却后得到银镉合金铸锭。采用本实施例真空熔炼得到的银镉合金铸锭中镉的质量百分含量为45%，余量为银和不可避免的杂质。采用本实施例真空熔炼得到的银镉合金铸锭纯度高，成分均匀稳定，表面无氧化，内部无冶金缺陷。实施例5本实施例的真空熔炼银镉合金铸锭的方法包括以下步骤步骤一、操作坩埚盖翻转手柄6将坩埚盖5开启，将质量纯度为99. 97%的银锭切成块状后称重14. 25Kg，放入坩埚7中，将质量纯度为99. 97%的镉锭切成IOmmX IOmmX IOmm的块状后称重O. 75Kg，放入料斗I中，然后打开抽气阀4对真空感应熔炼炉主体进行抽真空，待真空感应熔炼炉主体内的真空度为25Pa后利用感应线圈3对坩埚
7中的块状银锭进行第一次感应加热，加热功率为20kW,使块状银锭受热熔融,得到温度为1400°C，且液面无气泡翻滚的液态银，之后停止第一次感应加热并关闭抽气阀4 ；步骤二、打开充气阀9向真空感应熔炼炉主体内充入惰性气体，待真空感应熔炼炉主体内惰性气体的压力为O. 06MPa后关闭充气阀9，并在步骤一中所述液态银的温度降至1050°C的条件下，操作料斗翻转手柄2将料斗I中的块状镉锭加入坩埚7中，再操作坩埚盖翻转手柄6将坩埚盖5盖合在坩埚7上使块状镉锭受热熔融为液态镉,然后利用感应线圈3对坩埚7中的液态银和液态镉进行第二次感应加热，加热功率为20kW，加热时间为lmin，形成成分均匀的银镉合金液，之后停止第二次感应加热，操作坩埚盖翻转手柄6将坩埚盖5开启，操作坩埚翻转手柄8将银镉合金液浇注于铸模10中，自然冷却后得到银镉合金铸锭。
采用本实施例真空熔炼得到的银镉合金铸锭中镉的质量百分含量为5%，余量为银和不可避免的杂质。采用本实施例真空熔炼得到的银镉合金铸锭纯度高，成分均匀稳定，表面无氧化，内部无冶金缺陷。以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
权利要求
1.一种真空熔炼银镉合金铸锭的方法，其特征在于，该方法采用的设备包括真空感应熔炼炉主体，所述真空感应熔炼炉主体内设置有坩埚(7)、铸模(10)和设置于坩埚(7)上方的料斗(1)，所述坩埚(7)外周环绕设置有感应线圈(3)，所述真空感应熔炼炉主体上设置有抽气阀(4)和充气阀(9)，所述坩埚(7)顶部设置有坩埚盖(5)，所述坩埚盖(5)通过连接杆与位于真空感应熔炼炉主体外的坩埚盖翻转手柄(6)连接；所述料斗(I)通过连接杆与位于真空感应熔炼炉主体外的料斗翻转手柄(2)连接；所述坩埚(7)通过连接杆与位于真空感应熔炼炉主体外的坩埚翻转手柄(8)连接，该方法包括以下步骤步骤一、打开坩埚盖(5)，将银锭切成块状后放入坩埚(7)中，将镉锭切成块状后放入料斗(1)中,然后打开抽气阀(4)对真空感应熔炼炉主体进行抽真空，待真空感应熔炼炉主体内的真空度不大于30Pa后对坩埚(7 )中的块状银锭进行第一次感应加热，使块状银锭受热熔融，得到温度为1200°C 1400°C且液面无气泡翻滚的液态银，之后停止第一次感应加热并关闭抽气阀(4)；步骤二、打开充气阀(9)向真空感应熔炼炉主体内充入惰性气体，待真空感应熔炼炉主体内惰性气体的压力为O. 03MPa O. 06MPa后关闭充气阀(9)，并在步骤一中所述液态银的温度降1000°C 1100°C的条件下，将料斗(1)中的块状镉锭加入坩埚(7)中，将坩埚盖(5) 盖合在坩埚(7)上使块状镉锭受热熔融为液态镉,然后对坩埚(7)中的液态银和液态镉进行第二次感应加热，使液态银和液态镉熔炼成银镉合金液，之后停止第二次感应加热，打开坩埚盖(5)，将银镉合金液浇注于铸模(10)中，自然冷却后得到银镉合金铸锭；所述银镉合金铸锭中镉的质量百分含量为5% 45%，余量为银和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种真空熔炼银镉合金铸锭的方法，其特征在于，步骤一中所述银锭和镉锭的质量纯度均不小于99. 9%。
3.根据权利要求1所述的一种真空熔炼银镉合金铸锭的方法，其特征在于，步骤一中块状镉锭的长度、宽度和厚度均为1Omm 30mm。
4.根据权利要求1所述的一种真空熔炼银镉合金铸锭的方法，其特征在于，步骤一中所述第一次感应加热的功率为20kW。
5.根据权利要求1所述的一种真空熔炼银镉合金铸锭的方法，其特征在于，步骤二中所述第二次感应加热的功率为20kW，所述第二次感应加热的时间为1min 2min。
6.根据权利要求1所述的一种真空熔炼银镉合金铸锭的方法，其特征在于，步骤二中所述惰性气体为氩气。
全文摘要
本发明提供了一种真空熔炼银镉合金铸锭的方法，该方法采用的设备包括真空感应熔炼炉主体，所述主体内设置有坩埚、感应线圈、坩埚盖、料斗和铸模，所述主体上设置有抽气阀和充气阀，所述坩埚盖、料斗和坩埚分别与翻转手柄连接；该方法包括以下步骤一、将银锭放入坩埚中，将镉锭放入料斗中，将真空感应熔炼炉主体抽真空，然后将块状银锭加热熔融成液态银；二、充入惰性气体，待液态银温度稍降后，将镉块加入坩埚，然后盖合坩埚盖并感应加热，形成银镉合金液，然后浇注于铸模中得到银镉合金铸锭。本发明操作简单易行，可重复性强，适于大规模工业化生产；采用本发明能够得到纯度高、成分均匀稳定、表面无氧化、内部无冶金缺陷的银镉合金铸锭。
文档编号C22C5/10GK102994787SQ20121052875
公开日2013年3月27日 申请日期2012年12月10日 优先权日2012年12月10日
发明者唐进, 贾勇, 何健, 陈昊, 孙海霞, 沈大吉, 邹辉 申请人:西安诺博尔稀贵金属材料有限公司