高拉速连铸机结晶器铜板母材CuZr合金的制备工艺

摘要

本发明公开了一种高拉速连铸机结晶器铜板母材CuZr合金含有0.12%～0.18%质量的金属锆，0.03%～0.05%质量的脱氧剂金属镁，99.77%～99.85%质量的金属铜。本发明的一种高拉速连铸机结晶器铜板母材CuZr合金及其制备工艺，按照该制备工艺得到的CuZr合金板材，热处理态布氏硬度达到90～110HB，抗拉强度达到280～310MPa，延伸率达到18～25%，导电率可达到53～54。该CuZr合金板材制作的高拉速连铸机结晶器铜板母材导热性好、耐磨性好、强度高，这就使得使用CuZr合金作为铜板母材的结晶器使用寿命延长，不容易造成漏钢事故，提高了结晶器使用次数，大大减少了结晶器修复次数和非正常下线频率，极大的提高了连铸机的作业率和连铸板坯质量、产量，保证生产正常稳定运行。

权利要求

1. 一种高拉速连铸机结晶器铜板母材CuZr合金，其特征在于：含有0.12%～0.18%质量的金属锆，0.03%～0.05%质量的脱氧剂金属镁，99.77%～99.85%质量的金属铜；它的制备工艺包括如下步骤：a.经过真空熔炼和真空浇铸得到CuZr合金的铸坯，其合金配方及工艺如下：金属锆质量百分比：0.12%～0.18%，脱氧剂金属镁质量百分比：0.03%～0.05%，金属铜质量百分比：99.77%～99.85%，精炼真空度：30Pa， 耐火漏斗孔径：6mm， 精炼温度：1350℃， 充入氩气后真空度：－0.08MPa， 浇注温度：1270℃～1280℃； b．确定锻造变形方向后将CuZr合金的铸坯进行热锻，其工艺如下：热锻加热时间：2.5h～3h，始锻温度：860℃～880℃，锻造变形量：25mm～30mm，终锻温度：600℃～650℃；

c．将热锻后的CuZr合金的铸坯进行冷轧得到CuZr合金板材，其工艺如下：冷轧总变形量：15%，

冷轧单次下轧量：2.5mm；

d．将CuZr合金板材进行固溶处理，其工艺如下：固溶温度：800℃～900℃，固溶时间：1h～2h,

冷却水温度：20℃～30℃，从出炉到下水时间：30S～60S；

e．将固溶处理后的CuZr合金板材进行时效处理得到合格的高拉速连铸机结晶器铜板母材，其工艺如下：时效温度：400℃～500℃，时效时间：3 h～5h。

说明书

高拉速连铸机结晶器铜板母材CuZr合金的制备工艺

技术领域

[0001] 本发明涉及连铸设备部件技术领域，特别涉及一种高拉速连铸机结晶器铜板母材CuZr合金的制备工艺。

背景技术

[0002] 随着国内钢铁企业对节能减排及淘汰落后产能的力度越来越大，国内各钢铁企业纷纷提高设备生产效率，从连铸设备方面看就是提高连铸机的利用效率和提高铸机的拉速，板坯铸机的拉速由原来的0.5～1.5m/min提高至1.2～2.8m/min，这对连铸结晶器的核心部件结晶器铜板的材质要求更加高，原来的结晶器铜板母材多采用AgCu材料，由于其再结晶温度低，强度低，耐磨性差，随着拉速的提高，已经不能满足企业的生产需要，虽然也有新材料CuCrZr产生，但该材料的强度虽高，但是导热性能差也难以满足高拉速结晶器的需要，因此迫切需要一种导热性比铬锆铜好、强度和耐磨性比银铜高的高拉速连铸机结晶器铜板母材出现。

发明内容

[0003] 本发明提供一种导热性好、耐磨性好、强度高的高拉速连铸机结晶器铜板母材CuZr合金及其制备工艺。

[0004] 一种高拉速连铸机结晶器铜板母材CuZr合金含有0.12%～0.18%质量的金属锆，0.03%～0.05%质量的脱氧剂金属镁，99.77%～99.85%质量的金属铜。

[0005] 一种高拉速连铸机结晶器铜板母材CuZr合金的制备工艺，它包括如下步骤：

[0006] a.经过真空熔炼和真空浇铸得到CuZr合金的铸坯，其合金配方及工艺如下：

[0007] 金属锆质量百分比：0.12%～0.18%，

[0008] 脱氧剂金属镁质量百分比：0.03%～0.05%，

[0009] 金属铜质量百分比：99.77%～99.85%，

[0010] 精炼真空度：30Pa，

[0011] 耐火漏斗孔径：6mm，

[0012] 精炼温度：1350℃，

[0013] 充入氩气后真空度：－0.08MPa，

[0014] 浇注温度：1270℃～1280℃；

[0015] b．确定锻造变形方向后将CuZr合金的铸坯进行热锻，其工艺如下：

[0016] 热锻加热时间：2.5h～3h，

[0017] 始锻温度：860℃～880℃，

[0018] 锻造变形量：25mm～30mm，

[0019] 终锻温度：600℃～650℃；

[0020] c．将热锻后的CuZr合金的铸坯进行冷轧得到CuZr合金板材，其工艺如下：

[0021] 冷轧总变形量：15%，

[0022] 冷轧单次下轧量：2.5mm；

[0023] d．将CuZr合金板材进行固熔处理，其工艺如下：

[0024] 固熔温度：800℃～900℃，

[0025] 固熔时间：1h～2h,

[0026] 冷却水温度：20℃～30℃，

[0027] 从出炉到下水时间：30S～60S；

[0028] e．将固熔处理后的CuZr合金板材进行时效处理得到合格的高拉速连铸机结晶器铜板母材，其工艺如下：

[0029] 时效温度：400℃～500℃，

[0030] 时效时间：3 h～5h。

[0031] 本发明的一种高拉速连铸机结晶器铜板母材CuZr合金及其制备工艺，按照该制备工艺得到的CuZr合金板材，热处理态布氏硬度达到90～110HB，抗拉强度达到280～310MPa，延伸率达到18～25%，导电率可达到53～54。该CuZr合金板材制作的高拉速连铸机结晶器铜板母材导热性好、耐磨性好、强度高，这就使得使用CuZr合金作为铜板母材的结晶器使用寿命延长，不容易造成漏钢事故，提高了结晶器使用次数，大大减少了结晶器修复次数和非正常下线频率，降低了维修费用和维修工作量，极大的提高了连铸机的作业率和连铸板坯质量、产量，降低了生产成本，保证生产正常稳定运行。

具体实施方式

[0032] 实施例一：

[0033] 一种高拉速连铸机结晶器铜板母材CuZr合金含有0.12%质量的金属锆，0.03%质量的脱氧剂金属镁， 99.85%质量的金属铜。

[0034] 一种高拉速连铸机结晶器铜板母材CuZr合金的制备工艺，它包括如下步骤：

[0035] a.经过真空熔炼和真空浇铸得到CuZr合金的铸坯，其合金配方及工艺如下：

[0036] 金属锆质量百分比：0.12%，

[0037] 脱氧剂金属镁质量百分比：0.03%，

[0038] 金属铜质量百分比：99.85%，

[0039] 精炼真空度：30Pa，

[0040] 耐火漏斗孔径：6mm，

[0041] 精炼温度：1350℃，

[0042] 充入氩气后真空度：－0.08MPa，

[0043] 浇注温度：1270℃；

[0044] b．确定锻造变形方向后将CuZr合金的铸坯进行热锻，其工艺如下：

[0045] 热锻加热时间：2.5h，

[0046] 始锻温度：860℃，

[0047] 锻造变形量：25mmmm，

[0048] 终锻温度：600℃；

[0049] c．将热轧后的CuZr合金的铸坯进行冷轧得到CuZr合金板材，其工艺如下：

[0050] 冷轧总变形量：15%，

[0051] 冷轧单次下轧量：2.5mm；

[0052] d．将CuZr合金板材进行固熔处理，其工艺如下：

[0053] 固熔温度：800℃，

[0054] 固熔时间：1h,

[0055] 冷却水温度：20℃～30℃，

[0056] 从出炉到下水时间：30S～60S；

[0057] e．将固熔处理后的CuZr合金板材进行时效处理得到合格的成品，其工艺如下：

[0058] 时效温度：400℃，

[0059] 时效时间：3 h。

[0060] 实施例二：

[0061] 一种高拉速连铸机结晶器铜板母材CuZr合金含有0.15%质量的金属锆，0.04%质量的脱氧剂金属镁，99.81%质量的金属铜。

[0062] 一种高拉速连铸机结晶器铜板母材CuZr合金的制备工艺，它包括如下步骤：

[0063] a.经过真空熔炼和真空浇铸得到CuZr合金的铸坯，其合金配方及工艺如下：

[0064] 金属锆质量百分比：0.15%，

[0065] 脱氧剂金属镁质量百分比：0.04%，

[0066] 金属铜质量百分比：99.81%，

[0067] 精炼真空度：30Pa，

[0068] 耐火漏斗孔径：6mm，

[0069] 精炼温度：1350℃，

[0070] 充入氩气后真空度：－0.08MPa，

[0071] 浇注温度：1275℃；

[0072] b．确定锻造变形方向后将CuZr合金的铸坯进行热锻，其工艺如下：

[0073] 热锻加热时间：2.7h，

[0074] 始锻温度：870℃，

[0075] 锻造变形量：27mm，

[0076] 终锻温度：625℃；

[0077] c．将热轧后的CuZr合金的铸坯进行冷轧得到CuZr合金板材，其工艺如下：

[0078] 冷轧总变形量：15%，

[0079] 冷轧单次下轧量：2.5mm；

[0080] d．将CuZr合金板材进行固熔处理，其工艺如下：

[0081] 固熔温度：850℃，

[0082] 固熔时间：1.5h,

[0083] 冷却水温度：20℃～30℃，

[0084] 从出炉到下水时间：30S～60S；

[0085] e．将固熔处理后的CuZr合金板材进行时效处理得到合格的成品，其工艺如下：

[0086] 时效温度：450℃，

[0087] 时效时间：4h。

[0088] 实施例三：