本发明涉及冶金熔炼领域，尤其涉及一种非真空熔炼铜钛合金覆盖剂及其制备方法和应用方法。
背景技术：
：高强高弹铜合金广泛应用于通信、电子、航空航天等领域，目前应用最广泛的高端弹性合金是铍青铜。但铍青铜在冶金熔炼过程中会产生有毒化合物，使人体器官发生病变，引发癌症，另外铍矿资源稀缺，导致铍青铜的市场价格居高不下。铜钛合金是目前替代铍青铜材料的研究重点和热点之一。由于ti元素较为活泼，与氧、氮、碳元素在高温下反应生成化合物，故而铜钛合金在生产制备的条件较为苛刻，诸多方法中基本采用真空熔炼或者粉末冶金方法来制备铜钛合金，同时ti的添加大部分以中间合金的方式添加，成本较高。因此，本发明通过在熔炼铜钛合金过程中采用自制熔炼覆盖剂，以电解铜和纯钛板为原料，实现了铜钛合金非真空熔炼，大大减少了生产成本。技术实现要素：本发明的目的是针对目前铜钛合金在非真空环境下熔炼困难的问题，提供了一种非真空熔炼铜钛合金覆盖剂及其制备方法和应用方法，在熔炼铜钛合金过程中采用熔炼覆盖剂，利用钛板添加ti元素，实现铜钛合金的非真空熔炼。为了实现上述的目的，本发明采用如下技术方案：本发明第一个方面是提供了一种非真空熔炼铜钛合金覆盖剂，由氯化盐和氟化盐组成，按质量百分比计，所述覆盖剂由以下化学成分组成：氯化盐80-95％和氟化盐5-20％；其中，按质量百分比计，所述氯化盐包括：cacl285-95％，nacl或kcl3％-15％，mgcl21％-5％；按质量百分比计，所述氟化盐包括：na3alf80-90％，naf10-20％。进一步地，按质量百分比计，所述覆盖剂由以下化学成分组成：cacl280-85％，nacl或kcl3-5％，mgcl21％-3％，na3alf5-10％，naf1-4％。进一步优选地，按质量百分比计，所述覆盖剂由以下化学成分组成：cacl285％，nacl或kcl3％，mgcl22％，na3alf8％，naf2％。进一步优选地，按质量百分比计，所述覆盖剂由以下化学成分组成：cacl285％，nacl或kcl3％，mgcl21％，na3alf9％，naf2％。本发明第二个方面是提供一种非真空熔炼铜钛合金覆盖剂的制备方法，包括如下步骤：s1：将粉末状的cacl2、nacl或kcl、mgcl2以及na3alf、naf各自放入箱式炉中100-150℃烘烤2-3小时，冷却至室温；s2：将冷却至室温的氯盐和氟盐粉碎后进行过筛；s3：按配比称取过筛后的cacl2、nacl或kcl、mgcl2以及na3alf、naf放入搅拌机内搅拌均匀，即得所述覆盖剂。进一步地，s2中，所述过筛使用的筛网目数为100目。本发明第三个方面是提供所述覆盖剂在非真空熔炼铜钛合金中的应用方法，包括如下步骤：s1：在清洁的中频炉中放入称重好的电解铜，覆盖8-12mm的木炭，熔化；s2：电解铜熔化后，测量温度在1200-1250℃时，捞渣；s3：向熔体中加入占其总重量的2-5％的覆盖剂；s4：覆盖剂加入完毕后，测量炉温，炉温在1200-1250℃时，加入按比例称重的纯钛板；s5：钛板全部加入后，保温5-10min，测量温度在1250-1300℃时，浇入事先烘烤过的铁模中。进一步地，s3中，加入所述覆盖剂的具体操作为：分多次加入，每一次待上次覆盖剂熔化后再加入，直至覆盖层厚度在18-22mm。进一步地，s4中，所述钛板在加入时可用夹子浸入铜液中。进一步地，s5中，所述铁模的烘烤温度为250-300℃，烘烤时间为2-3h。与现有技术相比，本发明具有以下优点：(1)本发明在熔炼铜钛合金过程中采用本发明提供的覆盖剂，实现了非真空熔炼ti含量在0.01-5％的铜钛合金，与真空熔炼或冶金技术相比，成本和工艺复杂程度大大降低。(2)本发明采用钛板为原料，减少了中间合金的使用，减低了成本，同时ti的损耗能控制在0.2％以内，达到成分稳定控制。具体实施方式本发明提供了一种非真空熔炼铜钛合金覆盖剂，由氯化盐和氟化盐组成，按质量百分比计，覆盖剂由以下化学成分组成：氯化盐80-95％和氟化盐5-20％；其中，按质量百分比计，氯化盐包括：cacl285-95％，nacl或kcl3％-15％，mgcl21％-5％；按质量百分比计，氟化盐包括：na3alf80-90％，naf10-20％。进一步地，按质量百分比计，覆盖剂由以下化学成分组成：cacl280-85％，nacl或kcl3-5％、mgcl21％-3％，na3alf5-10％，naf1-4％。在本发明的一个实施例中，按质量百分比计，覆盖剂由以下化学成分组成：cacl285％，nacl或kcl3％，mgcl22％，na3alf8％，naf2％。在本发明的一个实施例中，按质量百分比计，覆盖剂由以下化学成分组成：cacl285％，nacl或kcl3％，mgcl21％，na3alf9％，naf2％。本发明还提供了上述非真空熔炼铜钛合金覆盖剂的制备方法，包括如下步骤：s1：将粉末状的cacl2、nacl或kcl、mgcl2以及na3alf、naf各自放入箱式炉中100-150℃烘烤2-3小时，冷却至室温；s2：将冷却至室温的氯盐和氟盐粉碎后进行100目过筛；s3：按配比称取过筛后的cacl2、nacl或kcl、mgcl2以及na3alf、naf放入搅拌机内搅拌均匀，即得所述覆盖剂。本发明还提供了上述覆盖剂在在非真空熔炼铜钛合金中的应用方法，包括如下步骤：s1：在清洁的中频炉中放入称重好的电解铜，覆盖8-12mm的木炭，熔化；s2：电解铜熔化后，测量温度在1200-1250℃时，捞渣；s3：向熔体中加入占其总重量的2-5％的覆盖剂；s4：覆盖剂加入完毕后，测量炉温，炉温在1200-1250℃时，加入按比例称重的纯钛板；s5：钛板全部加入后，保温5-10min，测量温度在1250-1300℃时，浇入事先烘烤过的铁模中。在本发明的一个实施例中，s3中，加入覆盖剂的具体操作为：分多次加入，每一次待上次覆盖剂熔化后再加入，直至覆盖层厚度在18-22mm；s4中，钛板在加入时可用夹子浸入铜液中；s5中，铁模的烘烤温度为250-300℃，烘烤时间为2-3h。下面通过具体实施例对本发明进行详细和具体的介绍，以使更好的理解本实用新型，但是下述实施例并不限制本发明范围。实施例1熔炼ti含量为2.0％的铜钛合金。覆盖剂的制备：覆盖剂由以下化学成分组成：cacl285％，nacl或kcl3％，mgcl21％，na3alf9％，naf2％按上述比例称重后将上述氯盐和氟盐放入箱式炉中100-150℃烘烤2-3小时，冷却至室温。将冷却至室温的氯盐以及氟盐粉碎后进行100目过筛；将过筛后的氯盐和氟盐放入卧室搅拌机内搅拌均匀后备用。含ti2.0％铜钛合金熔炼：1)称取29.4kg的电解铜与0.6kg的钛板。将电解铜放入清洁过的中频炉中，熔化过程中用木炭覆盖，覆盖层厚度10mm；2)电解铜熔化后，测量温度在1200-1250℃，开始捞渣，注意捞渣要干净；向熔体中加入1.0kg的覆盖剂，注意分多次加入，每一次待上次覆盖剂熔化后再加入；3)覆盖剂加入完毕后，测量炉温，炉温在1200-1250℃时，加入按比例称重的纯钛板；其中，钛板可提前剪切成10cm×10cm的方块；加入时可用夹子浸入铜液中；4)钛板全部加入后，保温5-10min后，测量温度在1250-1300℃时，浇入事先烘烤过的铁模中；铁模烘烤温度为250-300℃，烘烤时间为2-3h；5)对铁模中的铸锭进行化学成分检测，结果如表1所示。表1元素tifesisnalcu成分/％1.9590.01990.01860.01210.00932余量实施例2熔炼ti含量为3.0％的铜钛合金。覆盖剂制备：覆盖剂由以下化学成分组成：cacl285％，nacl或kcl3％，mgcl21％，na3alf9％，naf2％。按上述比例称重后将上述氯盐和氟盐放入箱式炉中100-150℃烘烤2-3小时，冷却至室温；将冷却至室温的氯盐以及氟盐粉碎后进行100目过筛；将过筛后的氯盐和氟盐放入卧室搅拌机内搅拌均匀后备用。含ti3.0％铜钛合金熔炼：1)称取29.1kg的电解铜与0.9kg的钛板；将电解铜放入清洁过的中频炉中，熔化过程中用木炭覆盖，覆盖层厚度9mm；2)电解铜熔化后，测量温度在1200-1250℃，开始捞渣，注意捞渣要干净；向熔体中加入1.0kg覆盖剂，注意分多次加入，每一次待上次覆盖剂熔化后再加入；3)覆盖剂加入完毕后，测量炉温，炉温在1200-1250℃时，加入按比例称重的纯钛板；其中，钛板可提前剪切成9cm×9cm的方块；加入时可用夹子浸入铜液中；4)钛板全部加入后，保温5-10min后，测量温度在1250-1300℃时，浇入事先烘烤过的铁模中；铁模烘烤温度为250-300℃，烘烤时间为2-3h；5)对铁模中的铸锭进行化学成分检测，结果如表1所示。表2元素tifesisnalcu成分/％2.9140.08140.06420.07000.0723余量实施例3熔炼ti含量为4.0％的铜钛合金。覆盖剂制备：覆盖剂由以下化学成分组成：cacl285％，nacl或kcl3％，mgcl22％，na3alf8％，naf2％。按上述比例称重后将上述氯盐和氟盐放入箱式炉中100-150℃烘烤2-3小时，冷却至室温；将冷却至室温的氯盐以及氟盐粉碎后进行100目过筛；将过筛后的氯盐和氟盐放入卧室搅拌机内搅拌均匀后备用。含ti4.0％铜钛合金熔炼：1)称取28.8kg的电解铜与1.2kg的钛板。将电解铜放入清洁过的中频炉中，熔化过程中用木炭覆盖，覆盖层厚度为11mm；2)电解铜熔化后，测量温度在1200-1250℃，开始捞渣，注意捞渣要干净；向熔体中加入1.1kg的覆盖剂，注意分多次加入，每一次待上次覆盖剂熔化后再加入；3)覆盖剂加入完毕后，测量炉温，炉温在1200-1250℃时，加入按比例称重的纯钛板；。其中，钛板可提前剪切成11cm×11cm的方块；加入时可用夹子浸入铜液中。4)钛板全部加入后，保温5-10min后，测量温度在1250-1300℃时，浇入事先烘烤过的铁模中；铁模烘烤温度为250-300℃，烘烤时间为2-3h；5)对铁模中的铸锭进行化学成分检测，结果如表3所示。表3元素tifesisnalcu成分/％3.8770.03100.03560.05600.0242余量以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。当前第1页12