[发明专利]一种锆铌合金的冶炼方法及系统

说明书

本发明公开了一种锆铌合金的冶炼方法及系统，该系统包括依次连接的真空充氩焊箱、真空自耗电弧炉、热压机、真空炉、轧机和冷轧退火设备，所述冷轧退火设备包括若干个交替设置的冷轧机Ⅰ和退火机。本发明的制备系统实现了锆铌合金的流水线式生产，大大提高了生产效率。通过锆和铌比例关系以及冶炼条件的调整，大大提高了所得产品的力学性能、耐腐蚀性能和耐蠕变性等。经测试，本发明的锆铌合金具有良好的力学性能、耐腐蚀性能，而且耐蠕变性佳。

技术领域

本发明涉及一种锆铌合金，具体涉及一种锆铌合金的冶炼方法及系统。属于有色金属冶炼技术领域。

背景技术

锆铌合金被广泛用于重水堆、核电站和潜艇反应堆的保壳材料，由于应用领域的特殊性，对锆铌合金的质量要求非常高。理想状态的锆铌合金应当具有良好的抗蚀性能和力学性能等。

但是，目前的锆铌合金产品质量并不令人满意，存在以下问题：

①冶炼过程中不可避免的导致氧以杂质形式存在，所得产品的热和辐射蠕变高；

②耐腐蚀性能和力学性能有提高的空间。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种锆铌合金的冶炼方法。

本发明还提供了上述冶炼方法对应的一种锆铌合金的冶炼系统。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种锆铌合金的冶炼方法，具体步骤如下：

(1)将原子能级的海绵锆压制成锆电极；

(2)将原子能级铌条经过锻造、热轧、冷轧成铌板；

(3)将铌板剪切成与锆电极长度相同的铌条，将铌条紧附在锆电极上，然后在真空充氩焊箱内，将铌条同锆电极焊在一起，制成锆铌复合电极棒；

(4)在真空自耗电弧炉内进行熔炼，得到合金锭；

(5)将合金锭在700℃下进行多次热压，加工得到坯材；

(6)坯材经去除氧化皮和酸洗后，在真空中经1030～1050℃的β相均匀化处理0.5～1小时后空冷，在400～500℃进行轧制变形，变形量30～60％；

(7)进行多次冷轧和多次中间退火；每次冷轧压下量不大于40％，每两次冷轧之间在真空中进行480℃中间退火1小时，最后在真空中进行480℃再结晶退火1小时，每次中间退火或再结晶退火前都进行酸洗和去离子水清洗。

其中，海绵锆与铌条的质量比为10～15：1。

优选的，步骤(1)中的海绵锆在压制之前先进行清洗和真空烘干处理。

优选的，步骤(2)中的铌条在锻造之前先进行电子束炉提纯和成锭处理。

优选的，步骤(6)中轧制变形的时间为20～30分钟。

上述冶炼方法对应的一种锆铌合金的冶炼系统，包括依次连接的真空充氩焊箱、真空自耗电弧炉、热压机、真空炉、轧机和冷轧退火设备，所述冷轧退火设备包括若干个交替设置的冷轧机Ⅰ和退火机。

优选的，所述真空充氩焊箱设有进料口，其分别与锆电极制备装置和铌板制备装置连接。

进一步优选的，所述锆电极制备装置为锻压机Ⅰ，所述铌板制备装置包括依次连接的锻压机Ⅱ、热轧机和冷轧机Ⅱ。

更进一步优选的，所述锆电极制备装置与海绵锆预处理装置连接，所述海绵锆预处理装置包括清洗池和真空干燥机，清洗池的上方设有若干个喷淋去离子水的喷淋头。

更进一步优选的，所述铌板制备装置还包括电子束炉，电子束炉与锻压机Ⅱ连接。