一种短流程薄壁铜管制备技术的研究

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由于传统的铜管制备技术工序流程长、能耗大、成本高等特点,本文提出了连续定向凝固技术制备铜管坯,实现了工艺简单、生产效率高的目的。   本文利用真空熔炼、氩气保护下连续定向凝固技术制备了具有连续柱状晶组织的φ39×1.8mm的纯铜管坯。   以凝固过程的熔体温度、拉坯速度、冷却水量等工艺参数为对象分析研究了连续定向凝固过程中的工艺稳定性,并结合实际情况得出:当熔体温度为1150~1200℃,冷却水量为250~550L/h,牵引速度为2.1~6m/h时,能够顺利拉出表面质量良好的管坯。   对不同速度下铜管的宏观和微观组织进行观察发现:当拉坯速度为2.1m/h时,可获得单晶组织,拉坯速度增加为3.0m/h时出现了纵向晶界,而当拉坯速度为6.0m/h,则开始出现了横向晶界。固液界面前沿扰动形成了热枝晶,随着拉坯速度的增加,枝晶通过合并、分枝和吞并的竞争机制向前生长,晶体生长形态由胞状枝晶逐步转变为柱状树枝晶。   由于下引式连续定向凝固技术减少了铜管组织的横向晶界,从而使管坯具有优秀的导电性能与力学性能。管坯可不经任何中间处理直接进入拉伸工序,其力学性能的变化符合加工硬化规律,并在总加工率为89.8%的情况下性能与普通的拉制管相当。
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