水平连铸无氧铜带坯工艺条件研究

潜流式水平连续铸造坯锭-高精冷轧工艺生产无氧铜带材的关键工序是熔铸过程,它决定着无氧铜加工材的两个内在质量指标--致密度和氧含量.对铸造工艺来说,若参数匹配不妥,铸坯内会存在晶粒粗大、显微裂纹、缩孔、缩松、偏析等组织缺陷,使致密度降低,这也是冷加工报废的主要原因.通过连铸工艺参数的正交实验,建立了铸坯致密度与主要工艺参数之间的神经网络描述,网络模型与遗传算法结合对工艺参数的组合进行了优化,改善了铸坯的组织质量,提高了铸坯致密度.     

铸坯宽厚比对无氧铜水平连铸坯表面质量影响分析

不同宽厚比的铸锭会对无氧铜连铸坯表面质量以及铸坯后续加工工艺产生重要影响。以某铜加工厂水平连铸设备调试数据为基础,利用Pro CAST模拟软件,通过改变铸坯不同厚度,获得无氧铜连铸坯温度场及应力场的分布规律,给出了无氧铜连铸坯宽厚比的建议取值,为无氧铜水平连铸工艺路线的制定提供了理论依据。     

拉坯速度对无氧铜水平连铸薄板坯温度场的影响

以无氧铜水平连铸薄板坯为研究对象,使用ProCast铸造仿真软件进行了不同拉坯速度下连铸薄板坯的温度场仿真分析,给出了结晶器出口处的铸坯表面温度与拉坯速度的函数关系。结果表明,结晶器出口处的铸坯表面温度随拉坯速度的增加呈线性增大趋势。     

冷却水量对无氧铜连铸坯凝固传热影响规律的研究

结晶器是板坯连铸机的核心部件。掌握板坯在不同冷却水量条件下其内部的温度场分布情况以及铸坯在结晶器出口处温度与冷却水量的关系,对优化工艺参数、提高铸坯质量有决定性的作用。以某铜加工厂连铸机为研究对象,通过ESI PROCAST专业铸造软件对其温度场进行数值模拟,探究冷却水量大小对温度场及凝固场的影响,得出冷却水量越大,温度降低越快,凝固越快的结论;通过MATLAB拟合函数,找出铸坯在结晶器出口处温度与冷却水量之间的函数关系。     

基于汽车齿圈材料连铸浇注温度的智能控制

采用常规PID(比例-积分-微分)控制和基于模糊自适应PID控制的智能控制方式分别进行了汽车齿圈40Cr Ni Mo钢连铸浇注温度的控制,并进行了试样的耐磨损性能测试与分析。结果表明:智能控制可以明显提高试样的耐磨损性能。与常规控制相比,智能控制试样的室温磨损体积从16.55×10~(-3)mm~3减小到11.38×10~(-3)mm~3,减小了31.24%;高温磨损体积从36.99×10~(-3)mm~3减小到20.00×10~(-3)mm~3,减小了45.93%。     

镍电解阳极液深度除铜

将"活性硫化镍法"所用的除铜试剂"硫化镍"视为先导化合物,按电子等排原理,通过分子修饰进行类型衍化,修饰阴离子,以一种新设计的含硫化学结构取代S2-,得到的新型除铜剂为NAS和硫化镍混合物.结果表明:当NAS纯度α≥73%(NAS在混合物中所占比例)、除铜剂用量为理论量的1.2倍、溶液pH值为4.0、反应温度为60℃时反应80 min后,采用新型除铜剂从镍电解阳极液中除铜,除铜后溶液中的铜浓度c(Cu2+)可降至1.57×10-5mol/L,除铜渣中铜镍质量比不小于25,远优于工业生产的要求(c(Cu2+)≤1.57×10-5mol/L,渣中铜镍质量比不小于15);NAS在自然条件下放置62 d后,其除铜效果仍然能够满足生产要求,且NAS在除铜过程中没有引入有害离子进入溶液.     

连铸圆坯拉速与温度关系的量化研究

采用液固成型仿真软件Pro CAST模拟连铸圆坯在结晶器的成型过程,根据所需凝固层厚度并结合不同的金属液注入温度选择相应的合理拉速,并对结果进行分析检测。结果表明,钢液温度越高,则拉速越慢,晶粒会出现粗大现象,影响圆坯整体力学性能的同时还会降低实际生产效率。?220 mm的37Mn5连铸圆坯钢最佳的拉坯参数:钢液温度为1 520℃,拉速V=0.945 m·min~(-1),中间包过热度ΔT=23℃。该工艺条件下,结晶器内的温度场分布均匀、稳定,连铸圆坯表面及内部质量好,生产率高。     

无氧铜真空钎焊密封技术研究

采用Ga基钎料对TU1无氧铜漏气材料开展真空钎焊堵漏工艺技术研究,对Ga、Ga-In、Ga-Sn、Ga-In-Sn等不同钎料的封接效果进行分析。结果表明在焊接温度600℃、保温时间60min、真空度5×10~(-3)Pa的条件下,可实现小于5×10~(-9)Pa·m~3/s的漏率指标,并形成均匀、连续的焊缝微观组织结构,满足500℃、20 h的烘烤排气热处理工艺。     

高纯氧化铝陶瓷与无氧铜的钎焊

电真空应用中,要求高纯氧化铝与无氧铜的连接接头具有较高的强度和气密性.采用Ag-Cu-Ti活性钎料直接钎焊高纯氧化铝陶瓷与无氧铜,研究了钎焊温度和保温时间对接头组成、界面反应以及接头抗剪强度的影响,研究了铜基体材料对钎焊接头组织和界面反应的影响.钎焊温度850～900℃,保温时间20～60 min时,接头抗剪强度接近或达到90 MPa.钎焊工艺参数偏离上述范围时,接头抗剪强度较低.接头由Cu/Ag(Cu),Cu(Ag,Ti)/Cu3Ti3O(TiO2)/Al2O3组成,反应层以Cu3Ti3O为主,个别工艺条件下有一定量的TiO2生成,铜基体视工艺条件的不同对钎焊接头组织有一定影响.     

连铸非稳态浇注的控制与优化

介绍了武钢炼钢总厂四分厂连铸非稳态浇注过程中大包开浇、中间包开浇、结晶器液位控制及浸入式水口快换和大包下渣检测等方面的设备特点和控制方法。实践证明,通过设备升级、提高控制精度、开发新技术等措施,可把非稳态浇注对生产稳定性和连铸坯质量等的不良影响控制到最低限度。     

浇注温度与熔模铸件裂纹

铸件产生裂纹,一般认为浇注系统设计不当,忽视了浇注温度的影响。本文根据实践经验,指出浇注温度不适当——过高或过低,都将产生裂纹,论述当前工艺规程中对浇注温度规定的不切实际之处和操作上的随意性。     

区域熔炼法提纯无氧铜工艺研究

以无氧铜(纯度99.987 6%)为原料,采用水平感应区域熔炼法进行提纯,试验在氩气保护下进行。结果表明,经过13道次区域熔炼后,Pb、Sn、Ag、S等主要杂质元素的含量明显降低,铜的纯度提高至99.991 7%。因此,在提纯要求不高于5N的前提下,采用区域熔炼法提纯铜,技术可行、提纯效果明显。     

无氧铜与磷脱氧铜管的钎焊

重离子回旋加速器中高频腔体的冷却系统,是采用φ16×1mm的磷脱氧铜管压成8×20.5mm的扁管,与板厚为2mm、3mm的导电铜板的钎焊结构。要求钎缝的铺展面积达90％以上。焊后管子需经水压疲劳试验(0.5M Pa,50次)以及气密试验(1.5MPa),钎后构件的出气率小于8×10~(-10)T·L/s·cm~2。     

二冷区位置及冷却水量对无氧铜薄板坯连铸过程的影响

以某铜加工厂无氧铜水平连铸机列实验结果为依据,利用PROCAST对无氧铜薄铸坯水平连铸过程二冷区位置及冷却水量进行分析。结果表明:降低结晶器冷却水量,加入二冷区有利于在减小热应力的同时满足该铜加工厂对铸坯出结晶器后的温度要求;二冷区的冷却水量越大,铸坯最终趋于稳定时的温度越低;因出结晶器后为空冷,二冷区位置不同对铸坯出结晶器后温度影响较小。     

浇注温度对液固铸造复合铝锭界面组织与强度的影响

采用液固铸造法制备4343/3003/4343复合锭,研究了浇注温度对复合锭的界面组织和结合强度的影响,讨论了复合锭的界面结合机理。结果表明,在725~750℃下浇注4343/3003/4343复合锭,复合锭的复合界面表现为冶金结合,由Al-Si固溶体层和Si、Mn元素扩散层构成,Al-Si固溶体层厚薄均匀,Si、Mn元素的扩散距离分别为10μm和32μm,复合界面的结合强度高于3003铝合金的抗拉强度。液固铸造4343/3003/4343铝合金复合锭的界面复合机理为:4343铝合金熔体首先在3003铝合金复合锭表面急冷形成Al-Si固溶体,Al-Si固溶体中的Si和3003铝合金中的Mn再相互扩散,形成冶金结合。     

铸轧铝板带铸轧区内液穴深度变化规律的探讨

推导了双辊式连续铸轧铝板带生产工艺中铸轧区内液体金属凝固时,凝固层厚度随时间变化的函数关系;铸造区内液穴深度与铸轧辊面线速度、铸轧辊直径、铸轧区长度、铸轧板厚度、供料嘴出口液体金属温度之间的函数关系。通过计算得出液穴深度与铸轧辊面线速度、铸轧区长度、铸轧板厚度、供料嘴出口液体金属温度之间的变化规律,并与现场生产中实际情况相对照,表明符合现场实际情况。     

超声场中浇注温度对7050铝合金半连铸热裂纹的影响

7050铝合金圆锭半连铸过程极易出现热裂现象.文中在试验基础上,结合RGD热裂判据分析浇注温度对热裂纹的影响机理,并讨论了超声外场对热裂的影响机理.试验证明,7050铝合金半连铸过程在超声场的作用下,适当提高浇注温度,可以减小热裂纹的产生.RGD判据一定程度上可以解释浇注温度与热裂纹的关系.     

磁场强度对半连铸铝合金液穴形状及凝固组织的影响

对不同强度低频交变电磁场作用下，CREM法半连铸7075铝合金过程中液穴形状，表面质量及微观组织的变化规律进行了实验研究，并对电磁场作用下，合金铸锭裂纹的消除机制进行了理论分析，结果表明：随着磁场强度增大，弯液面曲率半径及熔与结晶器接触高度减小，初凝壳形成位置点降低，液穴深度变浅，铸锭表面质量提高，铸锭中近球形组织增加，蔷薇形组织减少，整体组织变得更加细小和均匀，开裂现象得到消除。     

水平连铸全连铸的实施与展望

介绍了衡阳钢管厂水平连铸全连铸的发展过程，总结了开发水平连铸技术及其生产的成功经验。