热型连铸设备与工艺的研究现状

首先回顾热型连铸法的发展历程以及连铸装置的3种不同拉铸方式,介绍了设备系统的组成及其作用。着重从稳定的定向凝固组织形成条件及温度场、铸型温度、拉铸速度、冷却条件和液面高度等工艺参数方面进行阐述并结合实例分析该工艺参数对铸锭质量的影响。最后为以后热型设备的进一步改进做出假设与设想。     

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。     

热型连铸工艺参数的数值分析

根据热型连铸技术原理,建立了热型连铸凝固过程一维稳态温度场的物理、数学模型.通过数值计算,得出了铸型出口温度、冷却距离、拉铸速度和水的冷却强度等工艺参数对固液界面位置的影响.结果表明,该模型较为准确地反映了热型连铸的传热特点,铸型出口温度、冷却距离、拉铸速度和水的冷却强度对固液界面位置有明显影响.     

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。     

热型连铸准单晶铜杆的工艺及性能

利用现有的水平连铸设备,改冷铸型为加热铸型,并在此基础上对电解铜（纯度99．95％）进行了水平连铸试验。在纯铜热型连铸过程中,当铸型出口温度为1135℃、拉铸速度为74mm／s、冷却距离为20mm时,能够拉铸出准单晶铜棒材。试验后对准单晶铜的电阻率和力学性能进行了测试分析,结果表明：与国家标准纯铜线T2M相比,准单晶铜的电阻率与国家标准相当;准单晶铜的抗拉强度与国家标准相比降低了26．6％,伸长率最大增加了76％。因此,准单晶铜具有较优异的塑性加工性能和较低电阻率,并且生产率较高。     

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.     

锡铅合金的热型连铸

热型连铸Ｓｎ４０％Ｐｂ时，用连续测温方法测定铸型出口处不同温度下的型内温度分布。由此求得固＋液区的长度、位置和温度梯度等数据。发现随着铸型温度的提高，固＋液区变短并向型出口移动；温度低于２１６℃时，由于固＋液区长而形成热裂，高于此温度热裂消除并获得光洁表面；温度梯度大于０．３９℃／ｍｍ时实现等轴晶向柱状晶的转变。     

热型连铸法制备ZLAlCu10合金的组织与性能

用热型产铸法制备ＺＬＡＩＣｕ１０合金试样,将其金相组织、力学性能、磨损性能、腐蚀性能及显微硬度与石墨型铸造法制备的ＺＬＡＩＣｕ１０台金试样进行比较,结果表明,尽管热型连铸件的晶粒比较粗大,但其抗拉强度、伸长率、耐磨性能、抗腐蚀性能却分别比石墨型试样提高了２７％、１８８％、８０％、１４０％,显微硬度也大大提高。     

热型连铸技术在单晶铜生产中的应用状况

热型连铸是一项近净成形（near—net—shape）技术，它是将定向凝固和连铸技术结合起来的一种新型工艺。通过对有关文献的综述介绍了热型连铸技术的特点和目前国内外研究、应用现状，重点介绍了热型连铸技术在单晶铜生产中的应用、单晶铜的性能特点以及市场需求，提出了该技术的局限性及今后的改进方向和发展前景。     

热型连铸过程的一维稳态传热模型

根据热型连铸技术原理,建立了热型连铸凝固过程一维稳态温度场的物理、数学模型.通过数值计算,得出了铸型出口温度、冷却距离、拉铸速度和喷水冷却强度等工艺参数对铸坯固液界面位置的影响.计算结果与文献上报道的实验结果吻合较好.     

热型连铸制备Cu—Al—Ni形状记忆合金力学性能研究

在自制的水平热型连铸设备（OCC）上，采用一定的工艺参数，制备出表面呈镜面，内部组织沿轴向定向排列的柱状组织Cu-Al-Ni形状记忆合金。其与金属型、定向凝同生产的样品相比，屈服强度、伸长率有一定的提高，伸长率可达12.8％。     

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.     

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。     

板坯连铸浇注过程通用仿真分析软件的开发与应用

基于考虑全面的铸坯传热凝固模型和有限差分数值方法，开发了CISDI板坯连铸浇注过程通用仿真分析软件CCPS0FFLINE。该软件内嵌一维传热和二维传热两大计算模块，包含正向仿真预测、二冷水量优化、二冷回归分析、结晶器振动参数计算和切割定尺计算等重要功能模块。软件具有强大的计算功能，能获得包含铸坯温度场分布状况、铸坯应变分布情况、铸坯凝固生长规律、铸坯热流散失情况、轻压下控制工艺参数、结晶器窄面锥度、铸流锥度、板坯质量缺陷判断以及钢种两相区凝固特性等与板坯连铸浇注过程密切相关的冶金信息。软件具有较好的适用性和通用性，已成功应用于多台板坯连铸机的工程设计实践之中。     

半固态连铸技术经济分析与研究进展

半固成连铸是半固态加工技术的一个重要分支,也是制备高质量年用坯料的一种新技术。文章介绍了半固态连铸的基本概念、工艺流程及其与普通连铸的区别,并进行了技术经济分析。通过对现有机型的分析比较,指出立式半固态连铸机只是一种初期机型,将来应当发展半固态弧形连铸机。在对研究现状进行分析比较的基础上,指出今后的主要研究方向是半固态合金连铸性能研究、半固态连铸工艺稳定性理论研究、半固态成形用坯料的质量标准及生产     

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。