一种镍铬系精密电阻合金铸锭的熔炼制备方法与流程

本发明属于铸造，具体涉及一种镍铬系精密电阻合金铸锭的熔炼制备方法。

背景技术：

1、随着微机电、机器人、智能制造等尖端制造业对精密化，高阻值、高精度电阻元件需求的增加，精密电阻合金已成为电子元器件中不可缺少的关键材料。其中，镍铬系精密电阻合金的应用最为广泛。然而，该合金元素组成多，熔炼困难，al、mn、zr含量较低且熔炼时易损耗造成含量控制困难、熔炼成分不均匀，导致合金后续箔材轧制加工难度大、性能不稳定，由此造成最终产品的成品率低。因此，制备出高成分均匀性精密电阻合金铸锭对提高最终成品加工尺寸精度、性能稳定性具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种镍铬系精密电阻合金铸锭的熔炼制备方法。该方法采用真空电磁感应悬浮熔炼工艺，通过控制布料方式、原料选择、加料顺序、熔炼次数，并调整熔炼工艺参数，制备得到成分含量控制精确且均匀性好、无明显缩孔的合金铸锭，保证了合金铸锭的性能稳定性，解决因合金铸锭成分不均匀、不精确导致箔材加工尺寸精度低、性能不稳定的难题。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种镍铬系精密电阻合金铸锭的熔炼制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

3、步骤一、配料及称料：根据目标产物中各成分的质量百分数：ni71％～73％，cr19％～21％，al 2.8％～3.0％，cu 1.9％～2.0％，mn 1％～1.1％，si 1.1％～1.2％，zr0.1％～0.12％，分别配制称取原料；

4、步骤二、真空电磁感应悬浮一次熔炼：采用分析乙醇清洗铜坩埚，然后将步骤一中称取的原料中含cr、ni、cu以及部分si的原料装入清洗后的铜坩埚中并置于真空电磁感应悬浮熔炼炉中进行一次熔炼，先对真空电磁感应悬浮熔炼炉抽真空，向真空室内通入氩气，随后升高电源功率对铜坩埚内的原料进行烘烤，接着升高电源功率进行熔料，待原料全部熔化后继续升高电源功率进行精炼，且精炼过程中进行电磁搅拌，待精炼结束后将电源功率逐级调至0kw，并自然冷却至室温，得到一次铸锭；

5、步骤三、真空电磁感应悬浮二次熔炼：将步骤二中得到的一次铸锭头尾倒置放入铜坩埚内，并添加步骤一中称取的原料中的含al以及部分si的原料，然后按照步骤二中的一次熔炼工艺包括抽真空、通入氩气、烘烤、熔料、精炼，并自然冷却至室温，得到二次铸锭；

6、步骤四、真空电磁感应悬浮三次熔炼：将步骤三中得到的二次铸锭头尾倒置放入铜坩埚内，并依次添加步骤一中称取的原料中的含mn、zr的原料，然后按照步骤二中的一次熔炼工艺包括抽真空、通入氩气、烘烤、熔料、精炼，并自然冷却至室温，得到三次铸锭即镍铬系精密电阻合金铸锭。

7、上述的一种镍铬系精密电阻合金铸锭的熔炼制备方法，其特征在于，步骤一中所述原料中al及部分si以中间合金alsi12形式添加。

8、上述的一种镍铬系精密电阻合金铸锭的熔炼制备方法，其特征在于，步骤二中所述含cr、ni、cu以及部分si的原料按照cr上层、ni与si中层、cu下层的布料方式依次装入清洗后的铜坩埚中。本发明根据cr、ni、si、cu熔点由高到低在铜坩埚内由上到下进行布料，避免原料“搭桥”现象的出现，同时减小低熔点金属元素的烧损与挥发，保证了合金铸锭中成分含量的准确性。

9、上述的一种镍铬系精密电阻合金铸锭的熔炼制备方法，其特征在于，步骤二中抽真空至0.02pa后，向真空室内通入氩气至压力为7.5kpa～8kpa。

10、上述的一种镍铬系精密电阻合金铸锭的熔炼制备方法，其特征在于，步骤二中将电源功率升至50kw～80kw对铜坩埚内的原料进行烘烤2min～3min。

11、上述的一种镍铬系精密电阻合金铸锭的熔炼制备方法，其特征在于，步骤二中所述烘烤后将电源功率升至310kw～340kw进行熔料，待原料全部熔化成熔池，将电源功率升至380kw～400kw并在电磁搅拌下持续精炼2min～5min。

12、上述的一种镍铬系精密电阻合金铸锭的熔炼制备方法，其特征在于，步骤三中所述含al以及部分si的原料为中间合金alsi12颗粒。

13、上述的一种镍铬系精密电阻合金铸锭的熔炼制备方法，其特征在于，步骤四中所述含mn、zr的原料为mn片和海绵锆颗粒。

14、本发明与现有技术相比具有以下优点：

15、1、本发明采用真空电磁感应悬浮熔炼工艺，通过对布料方式的控制，避免了原料“搭桥”现象的出现，同时减小了低熔点金属元素的烧损与挥发，保证了合金铸锭中成分含量的准确性，从而提高产品合金铸锭的加工尺寸精度，进而保证其性能稳定性。

16、2、本发明的真空电磁感应悬浮熔炼过程中，通过对原料进行针对性选择，选用中间合金alsi12作为低熔点合金成分al的原料，避免al的熔炼烧损，保证了合金铸锭中al元素成分含量的准确性。

17、3、本发明的真空电磁感应悬浮熔炼过程中，通过调整加料顺序，即在最后一次熔炼时加入mn、zr元素，并预先冲入氩气保护气氛，有效降低了mn的挥发和zr元素的氧化，保证了合金铸锭中易挥发和易氧化元素成分含量的准确性。

18、4、本发明通过采用三次真空电磁感应悬浮熔炼，提高了合金铸锭中各元素的成分均匀性，进而保证了合金铸锭的性能稳定性。

19、5、本发明的熔炼制备方法工艺设计合理且易实现，制备的镍铬系精密电阻合金铸锭成分含量控制精确且均匀性好，无明显缩孔产生，提高了合金铸锭的质量，降低了后续箔材轧制加工难度，提高了加工精度，从而提高了镍铬系精密电阻合金产品的成品率。

20、下面通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的详细描述。

技术特征：

1.一种镍铬系精密电阻合金铸锭的熔炼制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种镍铬系精密电阻合金铸锭的熔炼制备方法，其特征在于，步骤一中所述原料中al及部分si以中间合金alsi12形式添加。

3.根据权利要求1所述的一种镍铬系精密电阻合金铸锭的熔炼制备方法，其特征在于，步骤二中所述含cr、ni、cu以及部分si的原料按照cr上层、ni与si中层、cu下层的布料方式依次装入清洗后的铜坩埚中。

4.根据权利要求1所述的一种镍铬系精密电阻合金铸锭的熔炼制备方法，其特征在于，步骤二中抽真空至0.02pa后，向真空室内通入氩气至压力为7.5kpa～8kpa。

5.根据权利要求1所述的一种镍铬系精密电阻合金铸锭的熔炼制备方法，其特征在于，步骤二中将电源功率升至50kw～80kw对铜坩埚内的原料进行烘烤2min～3min。

6.根据权利要求1所述的一种镍铬系精密电阻合金铸锭的熔炼制备方法，其特征在于，步骤二中所述烘烤后将电源功率升至310kw～340kw进行熔料，待原料全部熔化成熔池，将电源功率升至380kw～400kw并在电磁搅拌下持续精炼2min～5min。

7.根据权利要求1所述的一种镍铬系精密电阻合金铸锭的熔炼制备方法，其特征在于，步骤三中所述含al以及部分si的原料为中间合金alsi12颗粒。

8.根据权利要求1所述的一种镍铬系精密电阻合金铸锭的熔炼制备方法，其特征在于，步骤四中所述含mn、zr的原料为mn片和海绵锆颗粒。

技术总结本发明公开了一种镍铬系精密电阻合金铸锭的熔炼制备方法，该方法包括：一、根据目标产物中各成分的质量百分数配制称取原料；二、将原料中含Cr、Ni、Cu以及部分Si的原料装入铜坩埚中进行一次熔炼和精炼得到一次铸锭；三、将一次铸锭与含Al以及部分Si的原料精炼得到二次铸锭；四、将二次铸锭与含Mn、Zr的原料精炼得到镍铬系精密电阻合金铸锭。本发明采用真空电磁感应悬浮熔炼工艺，通过控制布料方式、原料选择、加料顺序、熔炼次数，并调整熔炼工艺参数，制备得到成分含量控制精确且均匀性好、无明显缩孔的合金铸锭，保证了合金铸锭的性能稳定性，该方法工艺设计合理易实现，适用于精密电阻合金领域。技术研发人员：李志红,邢学伟,张国霞,杨森,夏心怡,刘新梅,王丹,雷宇,吴欢受保护的技术使用者：西北有色金属研究院技术研发日：技术公布日：2024/6/5