热型连铸单晶铜的性能

利用自制的热型连铸设备生产了单晶铜棒材，对其铸态、冷加工态、退火态的力学性能与电学性能进行了系统的测试与研究。结果表明：和多晶铜相比，单晶铜在铸态时具有良好的塑性和较低的电阻率，并具有优异的室温延展性，其延伸率可达6100％以上；冷拉拔加工后单晶铜表现出更大的加工硬化现象，但采用合理的退火工艺可使其加工硬化得到缓解。     

单晶铜杆热型连铸微机自动控制设备的研制

热型连铸法是一种特殊的连续定向凝固技术,可用于单晶铸锭的制备.介绍了一种热型连铸法生产单晶铜杆的方法和设备,基于伺服控制及数模转换技术,用微机对生产过程进行自动控制,可以制备出表面光洁,且具有极好的延展性和导电性的单晶铜杆,具有很好的实用价值.     

热型连铸单晶铜工艺参数对铸棒表面质量的影响

在自行设计，制造的横引式热型连铸设备上对影响连铸过程的各工艺参数进行试验，并就各工艺参数对铸件表面质量的影响机理进行了分析。结果表明，各工艺参数主要是通过影响固液界面在型口中的位置来影响铸棒的表面质量，只有对各工艺参数进行合理匹配，才能得到表面光滑的铸棒，此外，液位高度变化即液位波动，也会对铸棒的表面质量产生 一定影响。     

热型连铸单晶铜铸型温度控制的研究

利用自行开发的热型连铸设备，研究了引锭材质、铸型材质、铸型加热炉功率等因素对铸型温度的影响。试验结果表明，铜管引锭、石墨铸型、较大功率的铸型加热炉及合理的引锭工艺过程，有利于在热型连铸时控制铸型温度，达到理想状态。     

纯铜热型连铸的工艺问题与缺陷

在自行设计、制造的垂直下拉式热型连铸设备上进行了纯铜的热型连铸试验。结果表明,在纯铜热型连铸过程中,由于铜液氧化或吸气,可能形成缩松和气孔等缺陷;脱氧剂加入不当会出现铸型粘坯现象;工艺参数匹配不当会产生拉漏、冻结等事故。采用钠钙玻璃作覆盖剂时,玻璃融体、铜液与坩埚内表面的润湿性对覆盖效果有显著影响,采用适量的Cr作脱氧剂,能获得完整的覆盖膜。当冷却距离为180mm、铸型出口温度为1092～1132℃、拉铸速度为0.017～0.470mm/s时,加入0.6%的Cr作脱氧剂,玻璃为覆盖剂,铸型出口用N2气或水煤气保护,能够拉铸出质地优良的单晶铜棒材。     

热型连铸单晶Sn带材制备工艺及其性能研究

在自制水平热型连铸设备上,制备了具有单晶组织、宽20 mm、厚4 mm sn带材.通过宏观腐蚀,并结合XRD分析表明:由于晶粒的竞争生长,单晶Sn带材生长方向为[110],与理论择优生长方向一致;热型连铸单晶锡带材和普通铸造多晶锡轧制试验表明:在变形初期单晶锡具有比多晶锡良好的塑变性能,但由于在轧制过程中单品锡发生动态再结晶,最终导致二者颦变性能相当:热型连铸单品锡带材消除了晶界、气孔和夹杂等铸造缺陷,是生产高质量超薄锡箔的优质坯料.     

热型连铸单晶金属的制备与拉伸特性研究

采用自制的热型连铸设备,制备出了直径为12mm的单晶铜、单晶铝、单晶锌棒材;对三种棒材的拉伸特性进行了测试、分析,并与多晶铜、多晶铝线材进行了对比.试验结果表明,热型连铸的单晶金属比多晶金属的拉伸性能大大提高.单晶铝比多晶铝伸长率提高了156.12％,断面收缩率提高了578.36％.单晶铜比多晶铜伸长率提高了131.75％,断面收缩率提高了353.34％.单晶锌的抗拉强度只有7 MPa,伸长率为13.29％.从应力-应变曲线可以得出:单晶铝、单晶铜的加工硬化倾向较小,单晶锌则具有明显的加工硬化倾向.     

冷拉拔变形对热型水平连铸单晶铜组织性能的影响

采用热型水平连铸工艺制备了φ16 mm单晶铜杆坯,并对其进行了不同变形量的冷拉拔处理,采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、智能金属导体电阻率仪和电子万能试验机等分析了铸态和拉拔态单晶铜的组织、导电率、抗拉强度和断口形貌。结果表明:铸态单晶铜杆坯的导电率为102.2%IACS,抗拉强度为141 MPa,经总变形量为96.5%的冷拉拔变形后(φ16 mm→φ3mm),导电率高达98.86%IACS的同时,抗拉强度大幅提升至414 MPa,同铸态相比,拉拔态线材导电率仅降低了3.3%,而抗拉强度提高了193.6%;铸态杆坯的显微组织呈现无晶界特征,拉拔态组织为纤维晶组织;断口形貌表明铸态杆坯断口呈现扁铲状,断裂机制为微孔长大型断裂,经总变形量为96.5%的冷拉拔变形后断口横纵比变小,出现大韧窝里包含许多小韧窝的现象,断裂机制为韧窝-微孔聚集型断裂; TEM观察表明当总变形量为96.5%时,分隔位错胞块的高密度位错墙(DDWs)和微带(MBs)的数量明显增加。     

CuAlNi形状记忆合金的热型连铸

用热型连铸法终形制造直径1.5 mm的CuAlNi合金丝。当铸型温度设定为1110 ℃时，可以拉铸出表面光洁、具有定向凝固组织的合金丝。拉铸速度50 mm/min时，晶粒数较少，晶界平直；拉铸速度80 mm/min时，晶粒数较多，晶界较曲折。试样经1000 ℃固溶处理后的一次抗拉强度达502 MPa，伸长率14.4%；热型连铸法制取铜基形状记忆合金，既可免除塑性加工的困难，又可获得定向凝固组织，提高合金性能，具有巨大的优越性。     

热型连铸工艺的开发应用

热型连铸工艺可实现定向凝固,并且铸件与铸型间的摩擦力很小。本文介绍了用热型连铸工艺开发的单晶铜杆,用于高质量传输数字信号和模拟信号;柱晶组织的CuAlNi形状记忆合金丝,消除了铜基记忆合金的晶界应力集中,大大提高合金的力学性能和记忆性能;具有内肋片的铜管,提高换热效率3~5倍;连铸了塑性加工难度很大的白铜管坯,提高了塑性加工性能和耐海水腐蚀性能。     

热型连铸Ag-Cu-Zn合金工艺及其组织

在自制的水平式热型连铸设备上,选用合适的工艺参数制备出了表面质量良好、内部组织沿轴向均匀分布的Ag-Cu-Zn合金铸棒.     

热型连铸Al-1%Si合金线材的试验分析

通过在自行研发的水平式热型连铸设备上制备Al-1％Si合金线材的试验研究，分析型口温度、连铸速度及冷却能力等工艺参数对铸锭表面质量的影响，提出了制备Al-1％Si合金的优化工艺参数。同时，利用本试验制备的Al-1％Si合金线材和传统铸造多晶Al-1％Si线材作试样，分析两者的室温拉伸性能。结果表明，热型连铸制备的Al-1％Si合金线材和传统铸造多晶Al-1％Si线材相比，屈服强度提高41．4％，屈强比提高37．8％，伸长率提高49．1％，并具有良好的导电性能。     

下引法连铸单晶铜试验研究

利用自制下引式真空熔炼、氩气保护连续定向凝固设备制备出φ16mm的单晶纯铜棒材,研究了各工艺参数对连铸单晶铜凝固过程中温度分布的影响,分析了铸锭凝固过程中的表面质量和凝固组织的变化情况.结果表明:拉坯速度、熔体温度、冷却水量等工艺参数对固液界面的形状和位置有显著影响,并通过影响固液界面位置和形状来作用于凝固过程.连铸单晶铜凝固过程中,铜在结晶器内熔点位置即为固液界面位置,理想的固液界面位置在距离结晶器出口30～40mm处;铸锭凝固过程中逐渐淘汰的晶面为(311)、(220)和(111),最后单晶生长的晶面为(200),其晶体生长方向为[100].     

铜单晶的静拉伸力学性能和变形特性研究

利用单晶连铸技术制备了铜单晶棒材,并对棒材的拉伸性能和变形特性进行研究.通过对铜单晶的加工硬化特征、滑移特征及断裂模式的分析,表明铜单晶具有优异的塑性变形行为,可作为优质深加工坯料.     

Cu-Ag合金热型连铸凝固过程数值模拟

采用交替显式直接差分法建立了Cu-Ag合金热型连铸凝固过程温度场模拟的差分数值方法,并研究了不同工艺参数对温度场分布的影响.模拟结果表明,连铸速度、型口温度和冷却强度对Cu-Ag合金凝固过程固-液两相区的位置和大小有影响.随连铸速度增大,液固界面位置从型内向型外移动.     

高效板坯连铸结晶器技术

为了实现唐钢1700板坯连铸机尽快减少漏钢生产事故,达产达效,主要从优化结晶器铜板及镀层材质,优化结晶器内钢水的流场和温度场,优化结晶器振动系统等方面开展工作,最终在质量改善的前提下,实现了拉速由1.6m/min提高到1.9m/min,机时产量提高达18%。     

热型连铸Cu-Cr合金铸态下的组织与性能

用热型连铸法制备过共晶Cu-Cr合金线．探讨了其在铸态下的微观组织形态、力学性能和导电性能。结果表明：随着含Cr量的增加，Cu-Cr合金的抗拉强度增加，拉铸速度增加，Cu-Cr合金的导电性增加。     

连铸机结晶器的振动质量与监测

近年来,随着连铸机单机产量的大幅提高和对连铸坯质量的日益关注,连铸机结晶器振动问题也日益为生产者所关注。由于检测手段的缺乏,如何评价振动的质量,一直没有定论。结合所开发中的振动检测系统及其在现场测试的数据,讨论了结晶器振动检测的方法和结晶器振动质量的评价,供生产者和决策者提供参考。