立式潜流半连续红锭铸造c18000合金工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种镍铬硅铜合金(C18000)铸造技术，特别是涉及一种立式潜流半连 续红锭铸造 C18000合金工艺，本发明采用立式潜流半连续方式铸造，铸锭拉出结晶器呈现 红色(900~IOO(TC)，在铸锭拉出结晶器1000 mm处喷淋冷却至常温;本发明规定了铸造时使 用的结晶器。
【背景技术】
[0002] C18000是一种镍铬硅合金铜，是时效析出强化型合金，具有强度高、硬度高、减摩 性好、导电性适中、冲击时不产生火花等优良特性，多用于耐磨且要求具有一定导电性的材 料，如摩擦零件、导向臂、发动机中的各种重要零件、电阻焊接中的模芯及镶件等，加工产品 附加值高。C18000合金加工性能良好，但对应力十分敏感，在铸造或加工时稍有控制不当就 产生裂纹现象。传统工艺采用敞开式流槽铁模铸造，自然冷却，以降低铸锭内部应力，防止 裂纹发生，但在浇铸过程中熔体流槽输送金属液容易吸气、氧化烧损而造成铸锭气孔、夹渣 缺陷;且因浇注过程中金属液温降较快，使得必须设定较高的出炉温度，造成能源的浪费及 有害烟尘的排放;铁模铸造铸锭质量差，表面氧化严重，还需经过车光处理才能使用，成材 率低，制造成本高，劳动条件差。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于解决现有技术存在的因铸造应力导致的铸锭裂纹问题，以及传 统敞开式流槽模铸工艺生产效率低下、制造成本高的问题，给出一种立式潜流半连续红锭 铸造 C18000合金工艺。本发明从铸造入手，研究铸造工艺，解决C18000合金铸造应力问题， 同时提出非常适合的铸造工艺，突破传统敞开式流槽模铸工艺，提高生产效率，降低生产成 本，节能环保。
[0004] 本发明给出的技术方案是：一种立式潜流半连续红锭铸造 C18000合金工艺，其特 征在于。
[0005] (1)整个铸造过程在全封闭状态下进行。采用"金属液阀门+潜流式通道(石墨管)" 将熔炼炉中的金属液输送到结晶器中进行半连续铸造。流程为:液态合金-炉头-管道- 结晶器-铸锭。
[0006] (2)铸造过程为连续进行，待炉内合金液体流净后，铸造过程结束，即所谓半连续 铸造，铸锭质量较大。
[0007] (3)铸造时采用特制结晶器并采用红锭铸造方式。
[0008] ①此结晶器采用紫铜锻件材质，结晶器高260mm，缓冷带厚度120mm，较普通结晶器 增加一倍、高度增加一倍，一次冷却带平均厚度50mm，较普通结晶器增厚一倍。目的降低金 属液在结晶器内温降，使熔体中残留渣滓充分上浮，保证铸造组织质量。该结晶器实际上相 当于一只滑动的水冷模，冷却水从下端进入，从上端引出。
[0009] ②红锭铸造。一般铸造时结晶器通水冷却，即一次冷却，在铸锭引出结晶器后即刻 直接喷水冷却，既二次冷却。本红锭铸造方法，在一次冷却相同条件下，暂缓进行二次冷却， 在铸锭引出结晶器后800_~1000 mm处，设置一个环形水冷环，对铸锭进行喷水雾冷却，非铸 锭引出结晶器后即刻冷却。此二次冷却装置是完全独立的，冷却强度可以单独调节，而不影 响一次冷却。二次喷水雾冷却的结晶器装置降低了冷却强度，即降低合金凝固后冷却速度， 减少铸锭内外层金属温差，减小内部应力，避免出现裂纹现象。
[0010] 与现有技术相比较，本发明的有益效果是。
[0011] 通过本技术方案的实施，能够很好地解决目前镍铬铜合金C18000铸造过程中易产 生裂纹现象及生产效率低、成本高的问题，突破了传统模铸工艺技术，改善作业条件，铸锭 质量大可以达到2t以上，冶金质量好，成品率达到95%以上，降低生产成本，提高了生产效 率，安全环保。
【附图说明】
[0012] 图1为半连续潜流红锭铸造过程图。
[0013] 图2为二次冷却系统环形水冷环。
[0014]图中标记：1.炉头，2.熔体，3.液流调节装置，4.浇注管，5.结晶器，6.波穴，7.环形 水冷环，8.铸锭，9.覆盖剂烟灰。
【具体实施方式】
[0015] 下面结合附图对发明的【具体实施方式】详细说明如下。
[0016] 实施例1。
[0017]采用本发明生产镍铬硅铜C18000合金铸锭，规格：Φ 202πιπι，化学成分符合GB/T 5231-2012标准。
[0018] 设备:3.5吨半连续铸造机、直径202mm红锭结晶器。
[0019] 工艺:采用立式潜流半连续红锭铸造。
[0020] 1、化学成分。
[0021] (1)C18000合金化学成分要求，见表1。
[0022] 表1:C18000合金主要化学成份％。 L0023」 （2)C18000合金配料。
[0024]根据相关资料，附/5丨比值为4，形成附25丨，可时效强化合金;附/5丨比值为6.27，形 成Ni3Si，也可时效强化合金，同时对应力腐蚀不敏感。因此Ni/Si比值应大于4,配料比例按 表2执行。 「00251 丟？!.Cl 8000合全配Mhk仿IL
[0026]物料按表2合金配比共投料1500Kg，完全熔化后，取样做化学成分分析，合格后进 行浇注。
[0027] 2、铸造工艺。
[0028] (1)将直径202mm红锭结晶器在铸造平台上安放平整，把引锭底座上升至距结晶器 上沿150mm处，两者的缝隙用干燥的石棉绳塞严。用布将结晶器和底垫擦干，或用烤红的石 墨制品烤干。
[0029] (2)潜流式通道采用石墨管，内孔直径20mm，壁厚10mm，长度270mm，预热烤干后安 装在炉头1上。浇注时要求漏斗管中心对准结晶器中心，漏斗管插入液面下约30_。
[0030] (3)浇注前必须烫三次炉头1，让炉头1充分预热方可出炉浇注。炉头预热好后将熔 体2倒入炉头1进行保温，铸造温度控制在1310~1330Γ。
[0031] (4)开始浇注，打开液流调节装置3,熔体2从浇注管4流入结晶器5内，然后将烘干 的覆盖剂烟灰9倒入结晶器5内，覆盖剂烟灰9覆盖厚度以覆盖住铜水为宜，使金属液与空气 隔绝防止氧化，并起到润滑作用。
[0032] (5)打开冷却水阀门，向结晶器5中通入冷却水，冷却水压控制在0.03~O.IMPa，靠 结晶器壁一侧金属液受到冷却作用形成一层凝固壳，待金属液面位置距结晶器上沿约20mm 时开启铸造机，铸造机台车台车向下运行，浇注速度为100~130s/100mm，浇注过程中要求 控制结晶器5液面保持平稳。
[0033] (6 )当红锭出结晶器5向下走出800mm处，受到环形水冷环7喷出水雾的二次冷却。 冷却水压为0.02~0.04MPa，二次冷却装置，单独供水，由若干个小喷嘴组成，吊装在结晶器 5下缘。
[0034] (7)待炉内合金液体流净后，铸造过程结束。铸锭8重量1482Kg，铸锭内外表面质量 良好，没有裂纹发生，铸锭成品率98.8，％。
【主权项】
1. 一种立式潜流半连续红锭铸造 C18000合金工艺，其特征在于： (1) 整个铸造过程在全封闭状态下进行，采用"金属液阀门+潜流式通道(石墨管)"将熔 炼炉中的金属液输送到结晶器中进行半连续铸造，整个铸造过程为:液态合金-炉头-管 道-结晶器-铸锭； (2) 铸造过程为连续进行，待炉内合金液体流净后，铸造过程结束，即所述半连续铸造； (3) 铸造时采用大型号的结晶器并采用红锭铸造方式： ① 所述的结晶器采用紫铜锻件材质制成，该结晶器高260mm，缓冷带厚度120_，一次冷 却带平均厚度50mm ; ② 红锭铸造，铸造时结晶器通水冷却，即一次冷却，在铸锭引出结晶器后暂缓进行二次 冷却，在铸锭引出结晶器后800mm~1000mm处，设置一个独立的环形水冷环，对铸锭进行喷 水雾冷却，即二次冷却。
【专利摘要】<b>一种立式潜流半连续红锭铸造</b><b>C18000</b><b>合金工艺，其特征在于：（</b><b>1</b><b>）整个铸造过程在全封闭状态下进行，采用“金属液阀门</b><b>+</b><b>潜流式通道”将熔炼炉中的金属液输送到结晶器中进行半连续铸造，整个铸造过程为：液态合金→炉头→管道→结晶器→铸锭；（</b><b>2</b><b>）铸造过程为连续进行，待炉内合金液体流净后，铸造过程结束，即所述半连续铸造；（</b><b>3</b><b>）铸造时采用大型号的结晶器并采用红锭铸造方式。本发明从铸造入手，研究铸造工艺，解决</b><b>C18000</b><b>合金铸造应力问题，同时提出非常适合的铸造工艺，突破传统敞开式流槽模铸工艺，提高生产效率，降低生产成本，节能环保。</b>
【IPC分类】B22D11/124, B22D11/055
【公开号】CN105665665
【申请号】CN201610110501
【发明人】董艳霞, 于林平, 张洪, 王永胜, 张健
【申请人】沈阳有色金属加工有限公司
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年2月29日