本發明屬于合金熔煉方法
技術領域：
，具體涉及一種高錳鋁青銅合金的熔煉方法。
背景技術：
：高錳鋁青銅是以Mn和Al為主要合金元素，通過添加Fe、Ni、Zn等金屬元素強化合金性能的高強度耐蝕合金，常用牌號為ZCuAl8Mn13Fe3Ni2和ZCuAl8Mn14Fe3Ni2，該類合金具有較高的抗拉強度、腐蝕疲勞強度以及抗空泡腐蝕性能，且鑄造性能好，可焊性強，是世界各國用于制備艦船螺旋槳的主要材料。在傳統的高錳鋁青銅熔煉工藝中，一般將Al、Mn、Fe、Ni作為主合金元素，是合金的控制成分，通常選用銅錳、銅鎳中間合金及工業純鋁、鐵釘的形式加入，而Zn、Si、Pb則作為雜質元素，只控制上限含量。在熔煉時，充分利用生成的Al2O3氧化膜對合金液的保護作用，隔絕空氣中的氣體對合金液的影響，減少對金屬液的攪拌，避免氧化物的卷入；在精煉時，加入粉狀熔劑進行除渣、除氣。然而，采用該工藝無法準確控制高錳鋁青銅中的各合金元素，受中間合金品質的影響，會有其他雜質元素的帶入。根據有色合金的熔煉特性，高錳鋁青銅合金在熔煉過程中難免與空氣接觸，而空氣中的氫、氧等氣體極易溶入金屬液，引起鑄件氣孔缺陷；同時，生成的氧化物極易卷入金屬液中，形成懸浮渣滯留于金屬液內，給除渣帶來困難。缺少攪拌作用，高熔點金屬在熔煉過程中難于快速熔解，高密度、低密度的金屬難于均勻分布于金屬液中，引起鑄件化學成分偏析嚴重。采用粉狀熔劑，會加大對生產現場的空氣污染，危害工作人員的身體健康。更重要的是，選用傳統熔煉工藝，對于一些要求嚴格的高錳鋁青銅產品，很難達到技術要求。在高錳鋁青銅合金標準物質制備過程中，對合金成分提出了嚴格的要求，要求Al、Mn、Fe、Ni、Zn、Si、Pb7種合金元素必須滿足設計要求。同時，制備的鑄錠不允許存在氣孔、夾渣等缺陷，鑄錠化學成分應分布均勻。而高錳鋁青銅合金的熔煉作為制備過程的第一環節顯得尤為重要，因此，必須采用新的熔煉工藝，提高金屬液的質量，進一步提高高錳鋁青銅合金產品的質量。技術實現要素：本發明的目的在于提供一種高錳鋁青銅合金的熔煉方法，特別適合熔煉ZCuAl8Mn13Fe3Ni2合金和ZCuAl8Mn14Fe3Ni2合金，確保該合金金屬液能滿足標準物質制備要求，解決傳統工藝下合金成分含量無法精確控制的問題，同時減少了金屬液中的夾渣及氣體含量。本發明所采用的技術方案是，高錳鋁青銅合金的熔煉方法，具體按照以下步驟實施：步驟1、先對中頻感應爐的爐體進行處理；然后在中頻感應爐的爐膛底部中心位置安裝氣體擴散裝置；最后將鑄鐵料加入中頻感應爐進行烘爐；步驟2、待步驟1完成后，依據要熔煉的ZCuAl8Mn13Fe3Ni2合金或ZCuAl8Mn14Fe3Ni2合金的成分進行合金成分設計；ZCuAl8Mn13Fe3Ni2合金各元素含量范圍為：Al：7.00wt.％～8.50wt.％，Mn：11.50wt.％～14.00wt.％，Fe：2.50wt.％～4.00wt.％，Ni：1.80wt.％～2.50wt.％，Zn：＜0.5wt.％，Si：≤0.15wt.％，Pb：≤0.02wt.％，其余為Cu、N、H、O，各組分的重量百分比之和為百分之百；ZCuAl8Mn14Fe3Ni2合金各元素含量范圍為：Al：7.80wt.％～8.80wt.％，Mn：13.50wt.％～15.00wt.％，Fe：2.80wt.％～4.00wt.％，Ni：1.80wt.％～2.50wt.％，Zn：＜0.5wt.％，Si：≤0.15wt.％，Pb：≤0.02wt.％，其余為Cu、N、H、O，各組分的重量百分比之和為百分之百；步驟3、經步驟1和步驟2后，對熔煉合金的原料和熔煉過程中所用的工具進行預處理，并清理中頻感應爐爐膛內的爐料殘留；步驟4、根據ZCuAl8Mn13Fe3Ni2合金或ZCuAl8Mn14Fe3Ni2合金給定目標值以及這兩種合金內各元素的熔損率分別進行配料計算；步驟5、將陰極銅等量的分為四份，取出其中的一份鋪在中頻感應爐的爐膛底部；然后加入高純鐵屑、電解鎳屑，再撒入結晶硅顆粒；之后繼續加入兩份陰極銅塊；最后加入電解錳，爐膛內爐料要保持密實，完成裝爐；步驟6、經步驟5完成裝爐后，送電升溫，加大熔化功率，使爐料快速熔化，待爐內出現金屬液時，分批加入高純鋁，促使陰極銅熔化快速熔化；步驟7、爐料熔化結束后，繼續升溫，將金屬液溫度升至1300℃～1350℃后保溫15min～25min，攪拌金屬液，使鐵屑、鎳屑充分熔解；同時，在金屬液熔化后，通過爐膛底部的氣體擴散裝置向爐內通入氬氣；步驟8、待步驟7完成后，關閉中頻感應爐的電源，調整通氣速率，繼續通氣，并加入剩余的一份陰極銅并降低金屬液溫度，再將溫度保持在1050℃～1100℃，之后加入工業純鋅及純鉛，并采用石墨攪拌棒進行攪拌；步驟9、待步驟8完成后，將金屬液的溫度升至1200℃～1250℃后保溫，繼續通入氬氣，并采用機械攪拌裝置攪拌金屬液；步驟10、待步驟9完成后，進行爐前成分檢測；步驟11、待步驟10完成后，進行金屬液質量檢測，判斷金屬液是否合格；步驟12、經步驟11判斷金屬液質量合格后，將金屬液溫度控制于1200℃～1230℃，關閉電源之后用扒渣工具扒去金屬液表面熔渣，出爐得到ZCuAl8Mn13Fe3Ni2合金或ZCuAl8Mn14Fe3Ni2合金。本發明的特點還在于：步驟1具體按照以下步驟實施：步驟1.1、采用250kg中頻感應爐，在中頻感應爐的爐膛感應線圈處涂抹三次封箱泥，以確保中頻感應爐的爐膛內部形成封閉空間，待封箱泥干后向中頻感應爐內加入酸性爐襯料；步驟1.2、經步驟1.1后，在中頻感應爐的爐膛底部中心位置安裝氣體擴散裝置，并從中心位置開始向外圓周搗打，待搗打的酸性爐襯料掩蓋氣體擴散裝置且厚度達40mm時放置坩堝模胎具，要使坩堝模胎具與感應器線圈的同心度保持一致，再加入酸性爐襯料并繼續搗打，每層加料不超過100mm，且加料時要先用叉子輕插除氣，然后用平頭工具搗打；步驟1.3、經步驟1.2后，在中頻感應爐的爐膛中加入鑄鐵料進行烘爐，鑄鐵料在爐膛內要放置密實，對爐膛緩慢升溫，升溫速度控制為10℃/6min，待加熱到780℃～820℃時保溫1h，使酸性爐襯料中的水分充分去除，隨后繼續升溫，升溫速度為50℃/10min，直至鑄鐵料完全熔化，再將爐膛溫度升至1460℃～1500℃后保溫2h。步驟3具體按照以下方法實施：先按照步驟2中的成分分別取合金制備原料：陰極銅99.96％、高純鋁99.94％、電解錳99.95％、電解鎳99.91％、高純鐵99.92％、工業純鋅99.90％、純鉛99.92％、結晶硅99.97％；然后對所有的金屬進行表面氧化物清理處理，以避免外來雜質污染金屬液之后將結晶硅和所有金屬放入烘箱中烘燥，以去除附著的水分及油污，在烘燥過程中，烘箱溫度控制為210℃～230℃；最后將高熔點金屬Fe及金屬Ni加工成屑狀，屑狀爐料不應存在氧化現象；待步驟1完成后，清理中頻感應爐爐膛內的爐料殘留，必要時要用陰極銅清洗爐膛，避免外來物污染熔體；對后續熔煉過程中所使用的樣勺、石墨攪拌棒及扒渣工具分別進行烘干處理，并分別在樣勺、石墨攪拌棒及扒渣工具外表面涂上鋯英粉涂料。在步驟4中，兩種合金中各元素的熔損率分別如下：Al的熔損率為5.0％、Mn的熔損率為2.5％、Fe的熔損率為0、Ni的熔損率為0.5％、Zn的熔損率為4.0％、Pb的熔損率為0.5％、Si的熔損率為0.5％。在步驟7中，將氬氣壓力調至0.15MPa，且氬氣通入量為5L/min～15L/min。在步驟9中，機械攪拌速率控制為115r/min～125r/min。步驟10具體按照以下方法實施：澆注爐前光譜樣塊，用車床加工檢測端面，根據檢測結果，結合設計目標值進行補料計算，計算出所要添加的原料量并進行補加。步驟11具體按照以下方法實施：取石墨坩堝并對石墨坩堝進行預熱處理；用樣勺舀取金屬液倒入預熱的石墨坩堝中，并將盛裝有金屬液的石墨坩堝置于真空測氫儀中，在抽真空階段，隨著金屬液的凝固，觀察樣品表面變化情況，從而判定金屬液質量，判定標準具體如下：金屬液的液面心部位置下凹明顯，判定金屬液質量合格，則進入步驟12；否則，金屬液質量不合格，要重新進行精煉處理。步驟11中的預熱溫度為200℃～240℃。本發明的有益效果在于：(1)本發明高錳鋁青銅合金的熔煉方法，能用于高錳鋁青銅合金的熔煉過程控制，能精確控制和保證高錳鋁青銅各合金元素的含量。(2)本發明高錳鋁青銅合金的熔煉方法可靠易行，熔煉方便，同時也為合金熔煉過程的節能減排提供了重要保障。(3)本發明高錳鋁青銅合金的熔煉方法，特別適用于ZCuAl8Mn13Fe3Ni2和ZCuAl8Mn14Fe3Ni2兩種合金產品的熔煉，能確保金屬液滿足標準物質制備要求。(4)本發明高錳鋁青銅合金的熔煉方法，解決傳統工藝下合金成分含量難于精確控制的問題，同時減少了金屬液中的夾渣、氣體含量，有效提高了金屬液的質量。具體實施方式下面結合具體實施方式對本發明進行詳細說明。本發明高錳鋁青銅合金的熔煉方法，具體按照以下步驟實施：步驟1、先對中頻感應爐的爐體進行處理；然后在中頻感應爐的爐膛底部中心位置安裝氣體擴散裝置；最后將鑄鐵料加入中頻感應爐進行烘爐，具體按照以下步驟實施：步驟1.1、采用250kg中頻感應爐，在中頻感應爐的爐膛感應線圈處涂抹三次封箱泥，以確保中頻感應爐的爐膛內部形成封閉空間，待封箱泥干后向中頻感應爐內加入酸性爐襯料；步驟1.2、經步驟1.1后，在中頻感應爐的爐膛底部中心位置安裝氣體擴散裝置，并從中心位置開始向外圓周搗打，待搗打的酸性爐襯料掩蓋氣體擴散裝置且厚度達40mm時放置坩堝模胎具，要使坩堝模胎具與感應器線圈的同心度保持一致，再加入酸性爐襯料并繼續搗打，每層加料不超過100mm，且加料時要先用叉子輕插除氣，然后用平頭工具搗打；步驟1.3、經步驟1.2后，在中頻感應爐的爐膛中加入鑄鐵料進行烘爐，鑄鐵料在爐膛內要放置密實，對爐膛緩慢升溫，升溫速度控制為10℃/6min，待加熱到780℃～820℃時保溫1h，使酸性爐襯料中的水分充分去除，隨后繼續升溫，升溫速度為50℃/10min，直至鑄鐵料完全熔化，再將爐膛溫度升至1460℃～1500℃后保溫2h。步驟2、待步驟1完成后，依據要熔煉的ZCuAl8Mn13Fe3Ni2合金或ZCuAl8Mn14Fe3Ni2合金的成分進行合金成分設計；兩種合金成分具體如表1所示；表1兩種合金成分表即由表1可知：0.03ZCuAl8Mn13Fe3Ni2合金各元素含量范圍為：Al：7.00wt.％～8.50wt.％，Mn：11.50wt.％～14.00wt.％，Fe：2.50wt.％～4.00wt.％，Ni：1.80wt.％～2.50wt.％，Zn：＜0.5wt.％，Si：≤0.15wt.％，Pb：≤0.02wt.％，其余為Cu及其它雜質元素(如：N、H、O等)，各組分的重量百分比之和為百分之百；ZCuAl8Mn14Fe3Ni2合金各元素含量范圍為：Al：7.80wt.％～8.80wt.％，Mn：13.50wt.％～15.00wt.％，Fe：2.80wt.％～4.00wt.％，Ni：1.80wt.％～2.50wt.％，Zn：＜0.5wt.％，Si：≤0.15wt.％，Pb：≤0.02wt.％，其余為Cu及其它雜質元素(如：N、H、O等)，各組分的重量百分比之和為百分之百。步驟3、經步驟1和步驟2后，對熔煉合金的原料和熔煉過程中所用的工具進行預處理，并清理中頻感應爐爐膛內的爐料殘留，具體按照以下方法實施：先按照步驟2中的成分分別取合金制備原料：陰極銅(99.96％)、高純鋁(99.94％)、電解錳(99.95％)、電解鎳(99.91％)、高純鐵(99.92％)、工業純鋅(99.90％)、純鉛(99.92％)、結晶硅(99.97％)；然后對所有的金屬進行表面氧化物清理處理，以避免外來雜質污染金屬液；之后將結晶硅和所有金屬放入烘箱中烘燥，以去除附著的水分及油污，在烘燥過程中，烘箱溫度控制為210℃～230℃；最后將高熔點金屬Fe及金屬Ni加工成屑狀；待步驟1完成后，清理中頻感應爐爐膛內的爐料殘留，必要時要用陰極銅清洗爐膛，避免外來物污染熔體；對后續熔煉過程中所使用的樣勺、石墨攪拌棒及扒渣工具分別進行烘干處理，并分別在樣勺、石墨攪拌棒及扒渣工具外表面涂上鋯英粉涂料。步驟4、根據ZCuAl8Mn13Fe3Ni2合金或ZCuAl8Mn14Fe3Ni2合金給定目標值以及這兩種合金內各元素的熔損率分別進行配料計算；兩種合金內各元素的熔損率具體如表2所示；表2合金中各種元素的熔損率表合金元素AlMnFeNiZnPbSi熔損率/％5.02.500.54.00.50.5兩種合金標準物質配料具體如表3所示；表3兩種合金標準物質配料表(kg)編號陰極銅高純鋁電解錳高純鐵電解鎳純鉛純鋅結晶硅ZCuAl8Mn13Fe3Ni272.838.1513.083.252.160.0150.4170.1ZCuAl8Mn14Fe3Ni270.558.7314.623.3992.1620.0150.4170.1步驟5、將陰極銅等量的分為四份，取出其中的一份鋪在中頻感應爐的爐膛底部；然后加入高純鐵屑、電解鎳屑，再撒入結晶硅顆粒；之后繼續加入兩份陰極銅塊(剩余1/4的陰極銅)；最后加入電解錳，爐膛內爐料要保持密實，完成裝爐；步驟6、經步驟5完成裝爐后，送電升溫，加大熔化功率，使爐料快速熔化，待爐內出現金屬液時，分批加入高純鋁，促使陰極銅熔化快速熔化；在步驟6中加入高純鋁的目的在于：一方面利用鋁氧化生成的氧化物附著于金屬液表面，隔絕金屬液與空氣的接觸，防止氣體的吸入，另一方面利用鋁熔化過程中的放熱特性，加快原料的熔解。步驟7、爐料熔化結束后，繼續升溫，將金屬液溫度升至1300℃～1350℃后保溫15min～25min，攪拌金屬液，使鐵屑、鎳屑充分熔解；同時，在金屬液熔化后，通過爐膛底部的氣體擴散裝置向爐內通入氬氣；其中，將氬氣壓力調至0.15MPa，通入量為5L/min～15L/min；向爐膛內通入氬氣的目的在于：氬氣通過透氣磚，形成均勻的小氣泡，并不斷上升，此時氣泡將附著于金屬液內部的夾渣上，并且吸入金屬液中逐漸析出進入氣泡中，隨著氣泡的上升被帶到金屬液表面，起到除氣除渣的作用；逸出金屬液的氬氣占據金屬液表面，隔絕了空氣，達到保護金屬液的目的，避免外界環境對金屬液帶來污染。另外，氬氣通氣量根據金屬液表面情況而定，以液面輕微翻滾為準，不能存在液面飛濺情況，通常為5L/min～15L/min。步驟8、待步驟7完成后，關閉中頻感應爐的電源，調整通氣速率，繼續通氣，并加入剩余的一份陰極銅并降低金屬液溫度，再將溫度保持在1050℃～1100℃，之后加入工業純鋅及純鉛，并采用石墨攪拌棒進行攪拌；步驟9、待步驟8完成后(即所有原材料加入結束后)，將金屬液的溫度升至1180℃～1250℃后保溫，利用氣體擴散裝置向爐膛內繼續通入氬氣，并采用機械攪拌裝置攪拌金屬液；在步驟9中，采用機械攪拌裝置攪拌的目的在于：促使各合金元素充分混合；機械攪拌速率控制為115r/min～125r/min。步驟10、待步驟9完成后，進行爐前成分檢測，具體按照以下方法實施：澆注爐前光譜樣塊，用車床加工檢測端面，根據檢測結果，結合設計目標值進行補料計算，計算出所要添加的原料量并進行補加。步驟11、待步驟10完成后，進行金屬液質量檢測，判斷金屬液是否合格，具體按照以下方法實施：取石墨坩堝并對石墨坩堝進行預熱處理(合金液質量檢測用石墨坩堝，使用前必須進行預熱處理，預熱溫度為200℃～240℃)；用樣勺舀取金屬液倒入預熱的石墨坩堝中，并將盛裝有金屬液的石墨坩堝置于真空測氫儀中，在抽真空階段，隨著金屬液的凝固，觀察金屬液表面變化情況，從而判定金屬液質量，判定標準具體如下：金屬液的液面心部位置下凹明顯，判定金屬液質量合格，則進入步驟12；否則，金屬液質量不合格，要重新進行精煉處理。步驟12、經步驟11判斷金屬液質量合格后，將金屬液溫度控制于1200℃～1230℃，關閉電源之后用扒渣工具扒去金屬液表面熔渣，出爐得到ZCuAl8Mn13Fe3Ni2合金或ZCuAl8Mn14Fe3Ni2合金。實施例1ZCuAl8Mn13Fe3Ni2合金的熔煉：備料：按投料100kg計算，稱取陰極銅72.83kg、高純鋁8.15kg、電解錳13.08kg、高純鐵3.25kg、電解鎳2.16kg、工業純鋅0.417kg、純鉛0.015kg和結晶硅0.100kg作為原料；對所有的金屬進行表面氧化物清理處理，以避免外來雜質污染金屬液；之后將結晶硅和所有金屬放入烘箱中烘燥，以去除附著的水分及油污，在烘燥過程中，烘箱溫度控制為220℃；將高熔點合金料純鐵及純鎳加工成屑狀；清理中頻感應爐爐膛內的爐料殘留，必要時要用陰極銅清洗爐膛，避免外來物污染熔體；對后續熔煉過程中所使用的樣勺、石墨攪拌棒及扒渣工具分別進行烘干處理，并分別在樣勺、石墨攪拌棒及扒渣工具外表面涂上鋯英粉涂料；將陰極銅等量分為四份，取其中的一份鋪在中頻感應爐的爐膛底部；然后加入鐵屑、電解鎳屑，再撒入結晶硅顆粒；之后繼續加入兩份陰極銅塊(剩余1/4的陰極銅)；最后加入電解錳，爐膛內爐料要保持密實，完成裝爐；待裝爐完成后，送電升溫，加大熔化功率，促使爐料快速熔化；待爐內出現金屬液時，分批加入高純鋁，待陰極銅熔化結束后，繼續升溫，將金屬液溫度升至1325℃，保溫20min，同時加強攪拌，促使爐料充分熔解；在合金料熔清后，利用爐底安裝的氣體擴散裝置向爐膛內通入氬氣，氬氣通氣量根據金屬液表面情況而定，以液面輕微翻滾為準，不能存在液面飛濺情況，熔煉過程中，將氬氣壓力調至0.15MPa，且通入量為11L/min；隨爐料熔化結束后，加入剩余一份陰極銅并降低金屬液溫度，將金屬液溫度保持在1070℃時加入工業純鋅及純鉛，并用石墨攪拌棒進行攪拌；待所有原材料加入結束后，升高金屬液溫度至1200℃并持續保溫，利用氣體擴散裝置繼續通入氬氣，同時采用機械攪拌裝置攪拌金屬液，攪拌速率為120r/min，促使各合金元素充分混合；澆注ZCuAl8Mn13Fe3Ni2合金爐前光譜樣塊，進行成分檢測，爐前檢測結果如表4所示；表4實施例1ZCuAl8Mn13Fe3Ni2合金成分控制表補料：高純鋁0.074kg、電解錳0.051kg、高純鐵0.03kg、.電解鎳0.04kg、純鉛0.002kg；用樣勺舀取高錳鋁青銅液(金屬液)倒入經預熱的石墨坩堝，并迅速置于真空測氫儀中，開啟抽真空模式，觀察高錳鋁青銅液(金屬液)的凝固過程，ZCuAl8Mn13Fe3Ni2合金樣塊心部深陷，說明熔液質量良好；將金屬液溫度控制于1210℃，關閉電源，用扒渣工具扒去合金液表面熔渣，出爐后得到ZCuAl8Mn13Fe3Ni2合金。實施例2ZCuAl8Mn13Fe3Ni2合金的熔煉：備料：按投料100kg計算，稱取陰極銅72.83kg、高純鋁8.15kg、電解錳13.08kg、高純鐵3.25kg、電解鎳2.16kg、工業純鋅0.417kg、純鉛0.015kg和結晶硅0.100kg作為原料；對所有的金屬進行表面氧化物清理處理，以避免外來雜質污染金屬液；之后將結晶硅和所有金屬放入烘箱中烘燥，以去除附著的水分及油污，在烘燥過程中，烘箱溫度控制為230℃；將高熔點金屬Fe及金屬Ni加工成屑狀；清理中頻感應爐爐膛內的爐料殘留，必要時要用陰極銅清洗爐膛，避免外來物污染熔體；對后續熔煉過程中所使用的樣勺、石墨攪拌棒及扒渣工具分別進行烘干處理，并分別在樣勺、石墨攪拌棒及扒渣工具外表面涂上鋯英粉涂料；將陰極銅等量分為四份，將其中的一份鋪在中頻感應爐的爐膛底部；然后加入鐵屑、電解鎳屑，再撒入結晶硅顆粒；之后繼續加入兩份陰極銅塊(剩余1/4的陰極銅)；最后加入電解錳，爐膛內爐料要保持密實，完成裝爐；待裝爐完成后，送電升溫，加大熔化功率，促使爐料快速熔化；待爐內出現金屬液時，分批加入高純鋁，待陰極銅熔化結束后，繼續升溫，將金屬液溫度升至1350℃，保溫15min，同時加強攪拌，促使爐料充分熔解；在中頻感應爐的爐體中有液面存在時，利用爐底安裝的氣體擴散裝置想爐體內通入氬氣，氬氣通氣量根據金屬液表面情況而定，以液面輕微翻滾為準，不能存在液面飛濺情況，將氬氣壓力調至0.15MPa，且通入量為15L/min；隨爐料熔化結束后，加入剩余一份陰極銅，降低金屬液溫度，將溫度保持在1100℃，加入工業純鋅及純鉛，并用石墨攪拌棒進行攪拌；待所有原材料加入結束后，升高金屬液溫度至1250℃并保溫，利用氣體擴散裝置繼續通入氬氣，同時采用機械攪拌裝置攪拌金屬液，攪拌速率為125r/min，促使各合金元素充分混合；澆注ZCuAl8Mn13Fe3Ni2合金爐前光譜樣塊，進行成分檢測，爐前檢測結果如上表4所示；補料：高純鋁0.074kg、電解錳0.051kg、高純鐵0.03kg、電解鎳0.04kg、純鉛0.002kg；用樣勺舀取高錳鋁青銅液(金屬液)倒入經預熱的石墨坩堝，并迅速置于真空測氫儀中，開啟抽真空模式，觀察高錳鋁青銅液(金屬液)的凝固過程，ZCuAl8Mn13Fe3Ni2合金樣塊心部深陷，說明熔液質量良好；將金屬液溫度控制于1230℃，關閉電源，用扒渣工具扒去合金液表面熔渣，出爐后得到ZCuAl8Mn13Fe3Ni2合金。實施例3ZCuAl8Mn14Fe3Ni2合金的熔煉：備料：按投料100kg計算，稱取陰極銅70.55kg、高純鋁8.73kg、電解錳14.62kg、高純鐵3.399kg、電解鎳2.162kg、工業純鋅0.417kg、純鉛0.015kg和結晶硅0.100kg作為原料；對所有的金屬進行表面氧化物清理處理，以避免外來雜質污染金屬液；之后將結晶硅和所有金屬放入烘箱中烘燥，以去除附著的水分及油污，在烘燥過程中，烘箱溫度控制為210℃；將高熔點金屬Fe及金屬Ni加工成屑狀；清理中頻感應爐爐膛內的爐料殘留，必要時要用陰極銅清洗爐膛，避免外來物污染熔體；對后續熔煉過程中所使用的樣勺、石墨攪拌棒及扒渣工具分別進行烘干處理，并分別在樣勺、石墨攪拌棒及扒渣工具外表面涂上鋯英粉涂料；將陰極銅等量分為四份，其中一份鋪在中頻感應爐的爐膛底部；然后加入鐵屑、電解鎳屑，再撒入結晶硅顆粒；之后繼續加入兩份陰極銅塊(剩余1/4的陰極銅)；最后加入電解錳，爐膛內爐料要保持密實，完成裝爐；待裝爐完成后，送電升溫，加大熔化功率，促使爐料快速熔化；待爐內出現金屬液時，分批加入高純鋁，待陰極銅熔化結束后，繼續升溫，將金屬液溫度升至1300℃，保溫25min，同時加強攪拌，促使爐料充分熔解；在中頻感應爐的爐體中有液面存在時，利用爐底安裝的氣體擴散裝置想爐體內通入氬氣，氬氣通氣量根據金屬液表面情況而定，以液面輕微翻滾為準，不可存在液面飛濺情況，熔煉過程中，將氬氣壓力調至0.15MPa，通入量為5L/min；隨爐料熔化結束后，加入剩余一份陰極銅，降低金屬液溫度，將溫度保持在1050℃，加入工業純鋅及純鉛，并用石墨攪拌棒進行攪拌；待所有原材料加入結束后，升高金屬液溫度至1180℃并保溫，利用氣體擴散裝置繼續通入氬氣，同時采用機械攪拌裝置攪拌金屬液，攪拌速率為115r/min，促使各合金元素充分混合；澆注ZCuAl8Mn14Fe3Ni2合金爐前光譜樣塊，進行成分檢測；用樣勺舀取高錳鋁青銅液倒入經預熱的石墨坩堝，并迅速置于真空測氫儀中，開啟抽真空模式，觀察金屬液的凝固過程，ZCuAl8Mn14Fe3Ni2合金樣塊心部深陷，說明熔液質量良好；將金屬液溫度控制于1200℃，關閉電源，用扒渣工具扒去合金液表面熔渣，出爐后得到ZCuAl8Mn14Fe3Ni2合金。本發明高錳鋁青銅合金的熔煉方法具體來說是一種在大氣環境下利用中頻感應爐熔煉銅合金的方法,主要用于熔煉ZCuAl8Mn13Fe3Ni2合金或ZCuAl8Mn14Fe3Ni2合金，確保金屬液滿足標準物質制備要求，解決傳統工藝下合金成分含量無法精確控制的問題，同時減少了金屬液中的夾渣及氣體含量，提高了金屬液質量。總之，本發明高錳鋁青銅合金的熔煉方法主要用于制備高錳鋁青銅類標準物質鑄錠的熔煉過程,同時也可用于對該類合金鑄件質量要求較高的產品的生產過程。當前第1頁1 2 3