CN101717871B - 一种铜镁中间合金的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种铜镁中间合金的制备方法，包括下列步骤：(1)首先按镁10％～50％、铜50％～90％(重量百分比)称取原料；(2)在真空熔炼炉中将称好的镁先进行熔炼，然后升温至800℃，并调整真空度至0.1～0.3Pa，然后加入铜，迅速升温至1150～1280℃，用石磨棒搅拌均匀，至铜完全熔化，反应完全；(3)将反应物用水冷铜模直接浇铸成铸锭，制得铜镁中间合金。本发明的铜镁中间合金的制备方法能使镁的烧损大大减少，合金比例容易控制，且铜氧化程度少，仅铸件外表面呈黑色，打磨后呈亮铜色，内部无明显缺陷，特别适合于规模生产与应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种铜镁中间合金的制备方法，属于金属材料领域。
背景技术
目前，随着高速列车的不断提速，用于高速铁路的材料也在不断更新换代。在高速铁路电器化的建设过程中，高速铁路接触网的建设是一个非常重要的部分，铁路接触网承力索的作用是通过吊弦将接触线悬挂起来，承力索还可承载一定电流来减小牵引网阻抗，降低电压损耗和能耗。吊弦的作用是将接触线悬挂在承力索上。按其使用位置是在跨距中、软横跨上或隧道内有不同的吊弦类型，吊弦是链形悬挂中的重要组成部件之一。承力索和吊弦线是高速铁路接触网中的重要部件，因此，用于制造载流承力索和吊弦线的材料同样也在不断的进行发展。
用于载流承力索和吊弦线的材料有很多种，铝包钢丝，铜包钢丝，镀锌铁丝以及纯铜等，这些材料都存在不同的缺点。比如铝包钢丝的铝层耐腐蚀性能很差，铜包钢丝由于施工不当可能会引起局部放电，镀锌铁丝导电性能差且维护费用高，纯铜的强度低，耐冲击性能差。因此，经过大量研究，铜镁合金作为一种优良的承力索和绞线材料被提出来并且进行了大量的研究。此种材料耐腐蚀性能好，强度高，弹性好，导电性能优良，过载能力大，热稳定性能好，是一种综合性能优异，具有良好发展前景的高速铁路接触网载流承力索和吊弦线用材料。
但由于镁元素是一种非常活泼的金属元素，其熔点为648.8℃，远低于铜的熔点，其在空气中加热极易燃烧，在高温下极易挥发及烧损，并且镁的密度比较小。因此，在实际生产中，在铜熔体中直接进行镁的添加是非常困难的，需要进行真空下的熔炼或者非真空下进行非常复杂的气体保护，通常都是通过先将铜熔化，再采用分布过量添加的方法将镁元素加入到熔融铜液中，搅拌均匀后进行浇铸成形，随后进行收得率的计算来反馈到下一次的合金制备中，这类方法制得的铜镁中间合金中铜氧化严重，镁元素的烧损大，分布极不均匀，尤其对于直接制备合金接触导线来讲，比例非常难控制，成分很难进行精确控制，所以直接进行镁元素的添加给实际的批量生产造成了极大的困难。因此，一般的方法要将其先做成中间合金后，再把中间合金加入到熔融的铜中形成需要的合金铸锭。因此，中间合金的质量是Cu-Mg合金制备过程中的一个关键的问题。
发明内容
本发明的目的就是提供一种镁元素烧损小、铜氧化程度少的铜镁中间合金的制备方法。
为了实现本发明的目的，采用以下技术方案：
一种铜镁中间合金的制备方法，包括下列步骤：
(1)首先按镁10％～50％、铜50％～90％(重量百分比)称取原料；
(2)在真空熔炼炉中将称好的镁先进行熔炼，然后升温至800℃，并调整真空度至0.1～0.3Pa，然后加入铜，迅速升温至1150～1280℃，用石磨棒搅拌均匀，至铜完全熔化，反应完全；
(3)将反应物用水冷铜模直接浇铸成铸锭，制得铜镁中间合金。
一种优选的技术方案，其特征在于：所述的原料中为镁10％，铜90％(重量百分比)。
一种优选的技术方案，其特征在于：所述的原料中为镁20％，铜80％(重量百分比)。
一种优选的技术方案，其特征在于：所述的原料中为镁25％，铜75％(重量百分比)。
一种优选的技术方案，其特征在于：所述的原料中为镁35％，铜65％(重量百分比)。
一种优选的技术方案，其特征在于：所述的原料中为镁50％，铜50％(重量百分比)。
一种优选的技术方案，其特征在于：所述的至铜完全熔化后，再反应10～20分钟，至熔体成分均匀。
有益效果：
本发明的铜镁中间合金的制备方法能使镁的烧损大大减少，合金比例容易控制，且铜氧化程度少，仅铸件外表面呈黑色，打磨后呈亮铜色，内部无明显缺陷，特别适合于规模生产与应用。
具体实施方式
实施例1
一种铜镁中间合金的制备方法，包括如下步骤：
1、首先称取原料镁10千克、铜90千克；
2、在真空熔炼炉中将称好的镁先进行熔炼，然后升温至800℃，并调整真空度至0.1Pa，然后加入铜后迅速升温至1280℃，用石磨棒搅拌均匀，至铜完全熔化，反应完全；
3、将反应物直接用水冷铜模浇铸成锭，制得铜镁中间合金。
按照上述配比及工艺制备的铜镁中间合金，其化学成分(重量百分比)为：Mg：9.8％，Cu：90.2％。
实施例2
一种铜镁中间合金的制备方法，包括如下步骤：
1、首先称取原料镁20千克、铜80千克；
2、在真空熔炼炉中将称好的镁先进行熔炼，然后升温至800℃，并调整真空度至0.15Pa，然后加入铜后迅速升温至1250℃，用石磨棒搅拌均匀，至铜完全熔化反应完全。
3、将反应物直接用水冷铜模浇铸成锭，制得铜镁中间合金。
按照上述配比及工艺制备的铜和中间合金，其化学成分(重量百分比)为：Mg：19.6％，Cu：80.4％。
实施例3
一种铜镁中间合金的制备方法，包括如下步骤：
1、首先称取原料镁25千克、铜75千克；
2、在真空熔炼炉中将称好的镁先进行熔炼，然后升温至800℃，并调整真空度至0.2Pa，然后加入铜后迅速升温至1230℃，用石磨棒搅拌均匀，至铜完全熔化反应完全。
3、将反应物直接用水冷铜模浇铸成锭，制得铜镁中间合金。
按照上述配比及工艺制备的铜和中间合金，其化学成分(重量百分比)为：Mg：24.2％，Cu：75.8％。
实施例4
一种铜镁中间合金的制备方法，包括如下步骤：
1、首先称取原料镁35千克、铜65千克；
2、在真空熔炼炉中将称好的镁先进行熔炼，然后升温至800℃，并调整真空度至0.25Pa，然后加入铜后迅速升温至1200℃，用石磨棒搅拌均匀，至铜完全熔化反应完全。
3、将反应物直接用水冷铜模浇铸成锭，制得铜镁中间合金。
按照上述配比及工艺制备的铜和中间合金，其化学成分(重量百分比)为：Mg：34.1％，Cu：65.9％。
实施例5
一种铜镁中间合金的制备方法，包括如下步骤：
1、首先称取原料镁50千克、铜50千克；
2、在真空熔炼炉中将称好的镁先进行熔炼，然后升温至800℃，并调整真空度至0.3Pa，然后加入铜后迅速升温至1150℃，用石磨棒搅拌均匀，至铜完全熔化反应完全。
3、将反应物直接用水冷铜模浇铸成锭，制得铜镁中间合金。
按照上述配比及工艺制备的铜和中间合金，其化学成分(重量百分比)为：Mg：48.8％，Cu：51.2％。
Claims (7)
1.一种铜镁中间合金的制备方法，包括下列步骤：
(1)首先按镁的重量为10％～50％、铜的重量为50％～90％称取原料；
(2)在真空熔炼炉中将称好的镁先进行熔炼，然后升温至800℃，并调整真空度至0.1～0.3Pa，然后加入铜，迅速升温至1150～1280℃，用石磨棒搅拌均匀，至铜完全熔化，反应完全；
(3)将反应物用水冷铜模直接浇铸成铸锭，制得铜镁中间合金。
2.根据权利要求1所述的铜镁中间合金的制备方法，其特征在于：所述的原料中为镁的重量10％，铜的重量90％。
3.根据权利要求1所述的铜镁中间合金的制备方法，其特征在于：所述的原料中为镁的重量20％，铜的重量80％。
4.根据权利要求1所述的铜镁中间合金的制备方法，其特征在于：所述的原料中为镁的重量25％，铜的重量75％。
5.根据权利要求1所述的铜镁中间合金的制备方法，其特征在于：所述的原料中为镁的重量35％，铜的重量65％。
6.根据权利要求1所述的铜镁中间合金的制备方法，其特征在于：所述的原料中为镁的重量50％，铜的重量50％。
7.根据权利要求1所述的铜镁中间合金的制备方法，其特征在于：所述的至铜完全熔化后，再反应10～20分钟，至熔体成分均匀。
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