[发明专利]一种消除锌铜钛合金中粗大金属间化合物的合金熔炼方法

说明书

本发明涉及变形锌合金的铸造方法，特指一种消除锌铜钛合金中粗大金属间化合物的合金熔炼方法。本发明的主要技术特征是：将800℃的Zn‑(16‑30)Cu‑(1.8‑3.0)Ti中间合金液直接加入到纯锌液中，省去了将中间合金浇注冷却得到铸锭的工序，由于中间合金液体直接被纯锌液稀释，锌合金液体中铜含量和钛含量较低，避免了粗大CuZn₄和TiZn₁₅金属间化合物的形成。

技术领域

本发明涉及变形锌合金的铸造方法，特指一种消除锌铜钛合金中粗大金属间化合物的合金熔炼方法，属于有色合金(C22C合金)制备技术。

背景技术

锌及锌合金熔炼温度低，变形抗力小，可作为变形锌合金(deformation zincalloy)用来生产各种形状锌材的锌合金。目前，具有优良力学性能的锌铝钛(Zn-Al-Ti)和锌铜钛(Zn-Cu-Ti)变形锌合金已在机械、电子、仪器仪表、五金和装饰等制造领域获得广泛应用。目前，部分汽车熔断器采用Zn-(0.6～1.0)Cu-(0.08～0.12)Ti变形锌合金板带制造，该合金的熔炼工艺对其熔断性能具有很大的影响，如果熔炼工艺不当，将造成熔断器的熔断性能下降，如出现熔断不干脆和严重打弧现象，影响汽车的行驶安全性能。众所周知，锌铜钛变形锌合金中的铜与锌形成CuZn₄金属间化合物，而钛与锌形成TiZn₁₅金属间化合物，以弥散形式存在的化合物能提高该合金的强度和硬度。但是，如果合金中出现粗大的金属间化合物，将极大地恶化锌铜钛合金熔断器的熔断性能。

在锌铜钛合金的熔炼过程中，如果将高熔点的紫铜和海绵钛直接加入锌液中，由于铜和钛的熔点较高，由于较高的熔炼温度导致钛元素的烧损率增加。因此，在工业生产中，通常是先制备熔点明显低于纯铜和纯钛、且铜和钛含量较高的锌铜钛中间合金铸锭，然后将此锌铜钛中间合金铸锭加入到预先熔化好的纯锌液中，目的是降低锌铜钛合金的熔炼温度，减少钛元素的烧损率。但是，当向锌液中加入锌铜钛中间合金铸锭时，高熔点的粗大CuZn₄和TiZn₁₅化合物很难彻底溶解到锌液中，以致于在Zn-(0.6～1.0)Cu-(0.08～0.12)Ti锌铜钛合金中出现较多的粗大CuZn₄和TiZn₁₅化合物，从而恶化锌铜钛熔断器的熔断性能(因为熔断不干脆而产生打弧现象)。因此，必须寻找一种减少或消除Zn-(0.6～1.0)Cu-(0.08～0.12)Ti锌铜钛合金中粗大CuZn₄和TiZn₁₅化合物、改善锌铜钛合金熔断器熔断性能的合金熔炼方法，以提高锌铜钛合金熔断器的熔断性能。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种锌铜钛合金熔炼方法，有效减少或消除锌铜钛合金中粗大的CuZn₄和TiZn₁₅化合物、改善锌铜钛合金熔断器熔断性能。

本发明实施其目的的技术方案是：

一种消除锌铜钛合金中粗大金属间化合物的合金熔炼方法，其技术特征在于采用双液混合法熔炼Zn-(0.6～1.0)Cu-(0.08～0.12)Ti锌铜钛合金，具体步骤如下：

1、以纯锌、紫铜和海绵钛为原料，采用中频感应熔炼炉熔炼Zn-(16-30)Cu-(1.8-3.0)Ti中间合金液。首先将纯锌熔化至460℃，然后按照铜含量16～30wt.％的比例加入纯铜，按照钛含量为1.8～3.0wt.％的比例加入纯钛，合金熔炼温度控制在800℃。

2、采用燃气炉熔炼纯锌液，熔炼温度控制在460℃。

3、中频感应熔炼炉置于燃气炉熔炼上方，将800℃的Zn-(16-30)Cu-(1.8-3.0)Ti中间合金液从上方缓慢浇注到燃气炉炉膛内的纯锌液中，采用石墨搅拌器对锌合金液进行搅拌，使锌铜钛中间合金液与锌液进行得以充分混合，均匀锌合金液的温度和化学成分。