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柱状晶纯铜棒材水平连铸装置研制

发布时间:2017-06-01 09:11

  本文关键词:柱状晶纯铜棒材水平连铸装置研制,,由笔耕文化传播整理发布。


【摘要】:将定向凝固技术与连铸技术相结合形成柱状晶连铸技术,该技术是一种新型的近终成形加工技术,可制备优质的深加工坯料、生产复杂截面形状或难加工材料的型材。而柱状晶铜材具有优异的加工性能和导电性能,在电子通信、网络、音视频设备以及国防等领域具有十分广泛的应用前景。本文根据柱状晶连铸技术的基本原理,设计并制造一套水平式连续定向凝固装置,利用该装置制备出了直径为20mm、柱状晶沿轴向生长的优质纯铜棒材。本文主要结果和结论如下:自行设计、制造的水平式柱状晶连铸装置,构造简单,运行可靠,连铸主要工艺因素可随意进行调整,一次试运行成功,各项指标均达到了设计要求。石墨结晶器与一冷器实施研磨装配,有利于充分发挥一冷器的冷却效果,为加长石墨结晶器长度提供了有效的保障。石墨结晶器内壁进行抛光处理是连续获得表面光亮纯铜棒材的必要条件。喷淋式二冷器可获得更高的冷却效果,为在固液界面前沿形成高的温度梯度创造了条件。在柱状晶纯铜水平连铸工艺实验中发现,影响装置稳定运行的因素有熔体温度、连铸速度、冷却能力等,其中关键因素是连铸速度。利用所设计的水平连铸装置能够制备出表面光亮的纯铜棒材,其凝固组织为轴向生长的柱状晶组织。实验中发现随着连铸速度的加快,柱状晶长度变短、直径变细。
【关键词】:纯铜 水平连铸 柱状晶 装置设计 工艺参数
【学位授予单位】:辽宁工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TG233.6
【目录】:
  • 摘要5-6
  • Abstract6-9
  • 1 绪论9-20
  • 1.1 单晶材料的制备10-12
  • 1.1.1 单晶的生长与制备方法10-11
  • 1.1.2 单晶的制备原理与特点11-12
  • 1.1.3 单晶的工业应用12
  • 1.2 连续定向凝固技术12-19
  • 1.2.1 连续定向凝固技术的发展概况12-14
  • 1.2.2 连续定向凝固技术的原理14-16
  • 1.2.3 连续定向凝固技术的特点16-18
  • 1.2.4 连续定向凝固组织的性能与结构18-19
  • 1.3 水平连铸技术19
  • 1.4 用水平连续定向凝固技术制备柱状晶铜材的特点及存在的问题19-20
  • 2 柱状晶纯铜棒材水平连铸装置原理与工艺流程20-23
  • 2.1 水平连铸获得轴向生长柱状晶原理20-21
  • 2.2 柱状晶铜材水平连铸的工艺流程及要求21-23
  • 2.2.1 工艺流程21
  • 2.2.2 各工艺环节的要求21-23
  • 3 装置的设计与实验过程23-55
  • 3.1 装置设计的依据23-24
  • 3.1.1 设计的背景23
  • 3.1.2 设计的原理23-24
  • 3.1.3 设计的目标24
  • 3.2 各工艺参数的确定24-27
  • 3.3 总装配图27-28
  • 3.4 主要零件设计28-32
  • 3.5 施工设计32-38
  • 3.5.1 炉体的加热装置32-36
  • 3.5.2 电极的冷却36
  • 3.5.3 气体保护36
  • 3.5.4 结晶器尺寸的修改36-38
  • 3.5.5 水路的修改设计38
  • 3.6 安装及操作规程38-45
  • 3.6.1 石墨坩埚的安装38-39
  • 3.6.2 热电偶的位置与安放39-40
  • 3.6.3 冷却器与结晶器的安装40-41
  • 3.6.4 结晶器与石墨坩埚的安装41-42
  • 3.6.5 拉坯机的安装42
  • 3.6.6 引锭杆的安装42-44
  • 3.6.7 循环水系统44-45
  • 3.7 冷调试45-46
  • 3.7.1 引锭杆与结晶器的轴线校对45-46
  • 3.7.2 水路的检查46
  • 3.8 热调试46-47
  • 3.9 实验过程47-50
  • 3.9.1 实验前准备工作47
  • 3.9.2 熔化和保温金属熔体47-48
  • 3.9.3 铜棒的牵引与连铸48
  • 3.9.4 连铸过程中发现的问题48-50
  • 3.10 凝固组织的分析50-55
  • 3.10.1 试样的选取50
  • 3.10.2 试样的制备50-51
  • 3.10.3 不同拉坯速度下纵断面的凝固组织51-53
  • 3.10.4 凝固组织产生变化的分析53-55
  • 4 结论与展望55-56
  • 4.1 结论55
  • 4.2 展望55-56
  • 参考文献56-59
  • 致谢59-60
  • 附录 详细图纸60-77

【参考文献】

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本文编号:412237

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