真空熔炼氩气保护下连续定向凝固铜管的制备技术

采用自行研制的真空熔炼、氩气保护连续定向凝固设备制备出具有连续柱状品组织的铜管铸坯,分析了铜管铸坯生产中熔体温度、连铸速度、冷却水量,结晶器等对其的影响.分析了在连续定向凝固过程中组织的淘汰机制.实验结果显示,合理参数范围分别为熔体温度1 130～1 170℃、牵引速度20.8～70.0mm/min、冷却水量800～1 000L/h、真空度6.6～20Pa.     

新型真空熔化定向凝固装置的研制

对真空感应熔炼与双区加热结合在一起的定向凝固装置的可行性进行了研究，并研制出一套新型真空熔化定向凝固装置。该装置的主要特点是：（１）可定向凝固出较大尺寸的样品；（２）兼有熔炼和定向凝固的功能，熔炼好的合金液能自动底注到加热器内的型壳中；（３）定向凝固部分采用了先进的双区加热技术，既提高了温度梯度又减少了合金元素的烧损；（４）抽拉速度能在很大范围内调节。     

获得连续定向凝固铸锭的研究

研究表明,将定向凝固与连续铸造相结合,而开发出的一种可连续获得任意长度、有定向凝固组织铸锭的方法,工艺是可行的。所获得的铸锭成份均匀、表面光洁,且具有定向凝固组织,使其机械性能明显提高。     

一炉双流连续定向凝固方法

阐述了自制的一炉双流连续定向凝固装置的原理及特点，对不同拉速下纯铝铸锭的表面状态及凝固组织进行了研究。结果表明，拉坯速度慢或固液界面靠近结晶器出口处，表面质量好；拉坯速度增加，柱状晶的数目经历由少增多的过程。     

连续定向凝固设备的设计和制造

连续定向凝固技术是将连续铸造和定向凝固结合在一起而发展起来的技术。课题组原有一套电渣感应连续定向凝固实验装置 ,由于功率的限制 ,该装置只适合于低熔点金属的连续定向凝固 ,因此 ,需要对现有设备进行改造以适应对高熔点金属连续定向凝固的研究。本文根据连续定向凝固原理 ,在原有设备的基础上 ,对原有设备进行了改造。改造后的加热系统、牵引系统以及冷却系统能够生产出高熔点金属的连续定向凝固拉棒     

多晶硅的真空感应熔炼及定向凝固研究

以工业硅为原料进行了多晶硅的真空感应熔炼及定向凝固研究，用自行设计的真空定向凝固设备制备了多晶硅铸锭。金相显微镜观察显示铸锭的显微组织为粗大的柱状晶，经电感耦合等离子体发射光谱仪分析，其纯度由99．50％提高到99．86％，各种杂质含量都有所减少。     

横引式真空熔炼氩气保护热型连铸设备研究

针对传统热型连铸设备存在的对高温金属熔体防氧化保护不够、杂质含量高的缺陷,设计制造了一台全新的横引式真空熔炼氩气保护热型连铸设备。介绍了该设备的结构特点、工作原理和设备的应用情况。实验发现真空熔炼设备对熔体的提纯、除杂的效果比较好。     

不锈钢连续定向凝固的试验研究

用电渣感应连续定向凝固方法 ,对不锈钢的连续定向凝固进行了试验研究。结果表明 ,用该法可稳定地进行不锈钢的连续定向凝固 ,是实现高熔点黑色金属连续定向凝固最有前途的方法之一。     

真空定向凝固去除硅中杂质铝的研究

Al是硅中的主要杂质元素之一,通过真空定向凝固去除硅中的Al,在工业化提纯多晶硅中得到广泛应用。采用纯度为99.98%、铝含量为1.54×10-6的硅为原料,在500kg铸锭炉内进行提纯试验。结果表明,杂质Al的去除效果明显,Al的含量最低可以降低到2.8×10-8,去除率达98.2%。通过对过程分析后发现,在采用铸锭炉进行提纯试验的过程中,杂质Al的去除主要是通过定向凝固提纯过程中的分凝与真空挥发共同作用完成的。     

热型连铸技术的研究与应用

研制开发了真空熔炼／保护气氛下拉式热型连铸技术和设备，该技术与设备适用于液态氧化、吸气严重或含有易氧化烧损的合金元素的各种金属棒材的近终形加工制备。所生产的金属棒材具有单向连续柱状晶组织。表面光亮、组织致密、塑性优异。在室温下对φ8mm的Al-1％Si合金棒材进行拉拔加工，不需任何中间退火。可直接制备出线径为201μm的的超细丝材，其伸长倍数达16万倍，为金属微细丝的制备提供了新的方法和途径。     

热型连铸技术的研究与应用

研制开发了真空熔炼/保护气氛下拉式热型连铸技术和设备,该技术与设备适用于液态氧化、吸气严重或含有易氧化烧损的合金元素的各种金属棒材的近终形加工制备。所生产的金属棒材具有单向连续柱状晶组织,表面光亮、组织致密、塑性优异。在室温下对!8mm的Al-1%Si合金棒材进行拉拔加工,不需任何中间退火,可直接制备出线径为20!m的的超细丝材,其伸长倍数达16万倍,为金属微细丝的制备提供了新的方法和途径。     

定向凝固水平连铸QSn6.5-0.1合金的组织与性能

研究了定向凝固水平连铸工艺对QSn6.5-0.1合金的宏观组织、微观组织及其性能的影响。结果表明:定向凝固水平连铸工艺使QSn6.5-0.1合金形成粗大柱状晶,且柱状晶方向沿连铸线坯轴向分布;合金的微观组织更加均匀化,从而大大减少了反偏析和显微缩孔等铸造缺陷;合金的伸长率和导电率明显提高,极限强度却有所降低。     

真空熔炼直接定向凝固制备99.999%高纯铜大铸锭

对真空熔炼直接定向凝固制备99.999%高纯铜大尺寸铸锭进行了研究,探索了制备99.999%高纯铜时真空精炼温度、时间和蒸气压对去除杂质的影响,及温度梯度对大尺寸铸锭定向凝固的影响和杂质分布规律,采用GDMS(辉光放电质谱仪)对杂质元素进行了检测。结果表明:真空熔炼直接定向凝固能够将原料为99.9988711%的电解阴极铜,制备成99.9996219%~99.9995833%的高纯铜Φ67mm大尺寸铸锭;真空熔炼可以使蒸气压比Cu高的杂质元素有效去除;通过定向凝固的提纯,杂质去除效果较好,说明定向凝固有利于99.999%高纯铜大尺寸铸锭的提纯制备。     

单向凝固中温度梯度和凝固速度对铝硅合金共晶生长形态的影响

对Al-13Si-0.2Sr-0.35Mg合金进行了一系列单向凝固实验,研究了界面前沿温度梯度GL和生长速度R对铝硅合金共晶生长形态的影响。结果表明,GL和R对Sr变质的非小面-小面Al-Si体系共晶生长的影响符合界面稳定性理论,随着R的增大和GL的减小,界面前沿成分过冷变大,共晶体生长形貌经历了从平界面失稳到胞状晶、胞状树枝晶、柱状树枝晶和等轴晶转变。