金属线材单晶化方法与设备

单晶线材是新一代的高保真、高清晰度的传输线材，也是高质量的网络传输用线，单晶制备技术是西安工业大学一个重要研究方向，近3年内获得国家自然科学基金、陕西省自然科学基金、国防“十五”项目等多项基金项目资助，解决了固液界面形状位置的控制等关键性问题，目前已经自行设计出年产量200吨的金属线材单晶化设备，解决了单晶连铸技术对所制备线材长度和直径的限制，已成功制备出直径为1mm、2mm、3mm、8mm的单晶铜、铝线材。通过工艺优化可以制备出直径小于1mm的单晶金属线材。     

单晶连铸小直径铜线材的静拉伸力学性能研究

采用单晶连铸技术生产的单晶铜线材不仅具有优美的外观和内部质量，也具有非常优异的塑性加工性能．单晶铜线材在实际应用时，一般需要进行数次冷拔变形，因此，研究其力学性能，对单晶线材获得广泛应用具有实际意义．采用自制的单晶连铸设备，制备出直径为2．6mm的单晶铜线材和多晶铜线材．对两种线材的力学性能进行测试分析，并与普通铜线材进行对比．结果表明：采用单晶连铸技术生产的铜线材的抗拉强度和屈服强度均比普通铜线材低的多，而延伸率却有大幅度提升．同种技术生产的单晶和多晶两种线材相比，单晶铜线材的塑性更为优异．对拉伸断口进行扫描发现：单晶连铸多晶铜线材和普通铜线材的断裂为典型的微孔聚集型断裂，而单晶铜线材的断裂属于滑移延伸断裂．     

简讯

金属线材单晶化方法与设备单晶制备技术是西安工业大学一个重要研究方向。1994年已在单晶金属线材的制备技术方面在国内率先展开研究。早期阶段开发出单晶连铸技术,理论上解决了固液界面形状位置的控制等关键性问题,近3年内获得国家自然科学基金、陕西省自然科学基金、国防“十     

金属线材单晶化方法与设备

单晶制备技术是西安工业大学一个重要研究方向。1994年已在单晶金属线材的制备技术方面在国内率先展开研究。早期阶段开发出单晶连铸技术，理论上解决了固液界面形状位置的控制等关键性问题，近3年内获得国家自然科学基金、陕西省自然科学基金     

区熔连铸法制备单晶铜的铸型温度场分布

利用区域熔化-热型连铸法制备单晶铜线材这项新技术中,能否通过控制不同的加热功率和牵引速度来控制铸型温度场的合理分布是成功生产单晶线材的关键.本实验在加热功率为7 kw,8 kw和9 kw,牵引速度为40 r/min,60 r/min,80 r/min和100 r/min,对金属钼丝牵引的铸型温度和型口温度进行了测量,并对每组线材的组织演化过程及单晶的生长方向进行观察、分析和标定. 结果显示,铸型温度主要受加热功率控制,而型口温度主要受牵引速度的影响;当加热功率与牵引速度在一定范围内匹配时,铸型温度场分布合理,可在一个较大的工艺控制范围内生产出无限长小直径单晶铜线材.     

金属线材单晶化方法与设备

单晶制备技术是西安工业大学一个重要研究方向。1994年已在单晶金属线材的制备技术方面在国内率先展开研究。早期阶段开发出单晶连铸技术，理论上解决了固液界面形状位置的控制等关键性问题，近3年内获得国家自然科学基金、陕西省自然科学基金、国防“十五”项目等多项基金项目资助。     

金属线材单晶化方法与设备

单晶制备技术是西安工业大学一个重要研究方向。1994年已在单晶金属线材的制备技术方面在国内率先展开研究。早期阶段开发出单晶连铸技术，理论上解决了固液界面形状位置的控制等关键性问题，近3年内获得国家自然科学基金、陕西省自然科学基金、国防“十五”项目等多项基金项目资助。     

金属线材单晶化方法与设备

单晶制备技术是西安工业大学一个重要研究方向。1994年已在单晶金属线材的制备技术方面在国内率先展开研究。早期阶段开发出单晶连铸技术,理论上解决了固液界面形状位置的控制等关键性问题,近3年内获得国家自然科学基金、陕西省自然科学基金、国防"十五"项目等多项基金项目资助。     

金属线材单晶化方法与设备

单晶制备技术是西安工业大学一个重要研究方向。1994年已在单晶金属线材的制备技术方面在国内率先展开研究。早期阶段开发出单晶连铸技术,理论上解决了固液界面形状位置的控制等关键性问题,近3年内获得国家自然科学基金、陕西省自然科学基金、国防“十五”项目等多项基金项目资助。     

单晶连铸技术研究进展及其应用前景

单晶连铸技术是一项新型金属型材制造技术．该技术的特点是可以制造无限长的单晶导电金属线材,为高保真通讯电缆的开发提供优质导体材料．本文对该技术的国内外研究进展及其开发应用前景进行全面评述．     

塑性变形单晶铜线材织构的研究

将单晶连铸技术制备的直径Φ8 mm工业单晶铜线材,在C733-4/ZF型工业拉丝机上按同一方向冷拔至直径分别为Φ4 mm、Φ2 mm和Φ1 mm的铜线材,应用极图分析和织构定量计算的方法研究了变形量与织构的关系.结果表明:变形单晶铜线材中的形变织构主要为<100>丝织构,也有少量<110>丝织构;随着变形量的增加,<100>丝织构的体积百分数先减小后增加,而<110>丝织构先增加后减小.     

单晶铜线材的表面氧化研究

为了解决单晶铜线材在存储过程中的氧化问题,本文通过氧化增重实验,对不同组织、不同纯度铜线材的表面氧化行为进行了研究.结果表明:温度的高低对铜线材的氧化速率起决定性作用,不同铜线材对温度的敏感程度不同.单晶铜的氧化速率低于多晶铜,纯度越高的单晶铜抗氧化性能越好.单晶铜的氧化速率与其晶粒取向有关,生长方向为<100>的单晶铜更容易氧化.铜线材的氧化速率是由Cu2O的生长速度控制的,主要因素是铜离子向外扩散的速率.低纯单晶铜和多晶铜的氧化膜均容易脱落,不能对基体起到应有的保护作用.     

基于有限差分法的单晶热型连铸凝固过程的数值模拟

采用有限差分法对金属单晶热型连铸凝固过程的温度场进行数值模拟,对不同工艺组合下的液固界面曲线进行分析和比较,确定了连铸速度、冷却水流量、冷却距离、铸型温度等主要工艺参数对液固界面位置和形状的影响,其中连铸速度对凝固界面形状的影响不大,但对其位置的影响较大;改变冷却水流量和冷却距离均可调节冷却强度,相比之下,冷却距离对液固界面的影响更大;铸型温度对固液界面位置的影响较大,应进行准确控制。实际操作中可采用较小的冷却距离,同时适当提高连铸速度,保持铸型温度略高于金属熔点。     

Orthogonal tests of lead-clad tin bimetal continuous casting by air pressure core-filling

To provide theoretical basis and practical guidance for preparing composite rods of external diameter no larger than 12 mm by directly continuous casting, low melting point materials of lead and tin were selected to prepare composite rods of external diameter 12 mm and inner diameter 8 mm with air pressing core filled continuous casting process. The orthogonal tests consisting of three factors and three levels were designed to investigate the parameters of melting lead temperature, continuous casting speed and air pressure that affect the performance of the composite rods. The results show that melting lead temperature is the most important factor that influences the solid/liquid interface location; continuous casting speed is the most important factor that influences the surface quality and lead and tin inter-diffusion amount; air pressure can improve the surface quality obviously and make the rods easily drawn out, but the surface quality cannot get obvious improvement when the air pressure is above 0.03 MPa. The composite rods have excellent surface quality, obvious intermediate layer, even thick clad, and metallurgical bonding interface under the condition of melting lead temperature of 375 °C, continuous casting speed of 10 mm/min, and air pressure of 0.03 MPa.     

单晶铜线材在制备过程中的晶粒演化

采用了热型连续铸造方法,选用相同的工艺参数制备出不同直径的铜线材,用光学显微镜分析了线材晶粒形成及生长过程.结果表明:在一定的牵引速度下,纯铜线材晶粒生长的特征是从引晶开始阶段的等轴多晶体渐渐演化为柱状多晶体,最终形成单晶体;随着线材直径的增大,起始晶粒个数在增加;生长成单晶的时间也在增加,经X射线衍射和透射电镜分析能够确定,单晶铜线材晶体择优生长方向为<100>.     

激光选区熔化关键工艺参数对热物理过程的影响

激光选区熔化(Selective laser melting, SLM)采用激光束将金属粉末等分层熔融成形,在制造业中具有重要价值。然而成形过程中的热物理现象及各工艺参数对热物理过程的影响有待进一步研究。在综合考虑SLM成形过程中材料相变、粉体-实体不可逆转变等过程的基础上,建立了SLM成形316L不锈钢的多道扫描温度场数值模拟模型。研究了激光功率、扫描速率和激光束有效直径对SLM温度场、熔融时间、冷却速率和熔池尺寸等的影响,并通过实验验证了数值模拟结果的可靠性。结果表明：熔融时间易受激光功率和扫描速率的影响,而最大冷却速率更易受激光束有效直径的影响。激光功率较低或扫描速率较大时,熔池尺寸较小,易形成孔穴类缺陷;激光束有效直径对熔池尺寸影响较小。随着激光功率增加,熔池稳定性先无确定变化趋势后增加;随着扫描速率增加,熔池稳定性不断降低;激光束有效直径对熔池稳定性的影响不确定。实验结果与数值模拟结果基本一致,研究结果可为SLM工艺参数调整与优化提供参考。     

连续碳纤维增强金属基复合材料增材制造工艺

针对连续碳纤维增强金属基复合材料增材制造工艺开展系统性实验探索,研究结果表明：在对碳纤维进行表面改性后,可以实现打印过程中熔融金属基体与碳纤维的良好浸润复合;送丝速度对单道沉积路径表面质量、路径宽度及其纤维体积分数影响较大,当送丝速度为4 mm/s时,沉积路径表面质量较好,路径宽度约为1.5 mm,碳纤维体积分数约为3.43%;沉积路径搭接率对打印单层表面质量影响较大,当搭接率为50%时,单层表面质量较好;基于优化后的实验参数,实现了连续碳纤维增强金属基复合材料薄壁件以及拉伸样件的直接增材制造,薄壁件内碳纤维与金属基体形成了较好结合,而且连续碳纤维对于复合后材料的抗拉强度起到了显著增强作用.     

Experiment Study on Castex Process of AS Wire

In order to optimize the Castex process of AS wire, the systematic experiments have been done for differed process parameters with self-made DZJ-II 350 Castex machine. The parameters, such as casting temperature of aluminum, flow of cooling Water, extrusion ratio and the gap between the surface of wheel and that of the mould, have been mainly studied. The results show that with the increase of casting temperature or rotating speed of wheel the measured length of liquid metal zone increases too. However, the length of liquid metal zone decreases with the increase of the flow of cooling water Moreover, the relationship between the extrusion ratio and the extrusion power is studied.     

铜包铝复合材料用于特高压携带型短路接地线的轻型化方案研究

针对现有携带型短路接地线(简称接地线)在特高压线路上挂接时存在质量重、不便于携带安装的问题,该文提出使用铜包铝复合材料用作特高压接地线导体的轻型化方案。对铜及铜包铝材料在短时间下的熔断电流进行理论计算及试验,并对典型1000 kV同塔双回线路接地线短路电热耦合暂态过程进行仿真分析。研究结果表明:当导线截面大于4 mm2、熔断时间小于1.5 s时,接地线导体材料熔断电流试验值与理论计算值基本一致。采用CCA-10铜包铝接地线相比铜接地线截面积增大71.1%,但质量减轻36.2%。对于1000 kV同塔双回线路单回停电检修的情况,可选择50 mm2的铜接地线或95 mm2的CCA-10铜包铝接地线,且铜包铝接地线安全裕度更大。