Cu-15Ni-8Sn合金作为一种调幅分解强化型铜基弹性材料,凭借其高强度、耐磨损、耐腐蚀、高抗应力松弛性能等优势,广泛应用于机械、航空、航天和海洋工程等领域。然而该类合金中Sn元素在铸造过程中易发生偏析,影响加工性能的同时,也会影响合金的综合性能,严重限制了其应用。本文在分析国内外研究现状的基础上,开展了Cu-15Ni-8Sn合金的连续铸造成形研究,主要包括Cu-15Ni-8Sn合金水平连续铸造的结晶器结构优化研究、Cu-15Ni-8Sn合金立式连续铸造的工艺参数优化研究两个部分。采用光谱仪、金相显微镜等分析了不同结晶器结构和不同工艺参数对Cu-15Ni-8Sn合金组织和成分的影响。主要结论如下:(1)针对尺寸(37)65 mm的Cu-15Ni-8Sn合金圆形铸锭,水平连续铸造的制备参数为:浇注温度1270°C,拉坯速度169 mm/min,冷却水量都为350 L/h。在上述工艺参数下优化了结晶器结构,当结晶器的底部开设开槽角度180°,开槽长度144 mm,开槽厚度5 mm的圆弧槽时,铸锭凝固的固液界面上部和下部的相对水平距离缩短为0.6mm,为底部未开槽铸锭的7%,轴向夹角θ趋于90°,铸锭上下温度场的均匀性明显提高,组织和成分均匀性显著改善。(2)针对尺寸(37)160 mm的Cu-15Ni-8Sn合金圆形铸锭,立式连续铸造的最佳制备参数为:浇注温度1235°C,拉坯速度60 mm/min,冷却水量都为600 L/h。在上述工艺参数下,低液面高度浇注时,Sn元素相对偏析度仅为3.70%,宏观偏析显著改善。(3)立式连续铸造合金的宏观组织由表层激冷区、中间柱状晶区、心部等轴晶区组成;合金微观组织为发达的树枝晶,包含基体组织和偏析组织。基体组织方面,二次枝晶间距由铸锭表层至心部逐渐增大,基体组织的周长由铸锭表层至心部逐渐减小,基体组织的分形维数由铸锭表层至心部呈增大趋势;二次枝晶间距的降低或者基体组织周长的增大或者基体组织分形维数的增大,有助于提高Sn元素成分分布的均匀性,改善宏观偏析。偏析组织方面,主要以Ⅰ级偏析点和Ⅱ级偏析点为主,且偏析程度主要受大偏析点(Ⅰ级偏析点)体积影响,同时偏析组织分形维数由铸锭表层至心部呈减小趋势。