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        鑄造技術

        2017/7/5 16:06:16

        銅及銅合金的鑄造一般分為:立式半連續鑄造、立式全連續鑄造、水平連續鑄造、上引連續鑄造以及其他鑄造技術等。

        銅及銅合金的鑄造一般分為:立式半連續鑄造、立式全連續鑄造、水平連續鑄造、上引連續鑄造以及其他鑄造技術等。


        A  立式半連續鑄造

        立式半連續鑄造具有設備簡單、生產靈活的特點,適宜鑄造各種銅及銅合金的圓、扁錠。立式半連續鑄造機傳動方式分為液壓、絲杠和鋼絲繩,由于液壓傳動比較平穩,已被更多地采用。結晶器可以根據需要以不同的振幅和頻率進行振動。目前,銅及銅合金的鑄錠生產廣泛采用半連續鑄造方法。


        B  立式全連續鑄造

        立式全連續鑄造具有產量大、成品率高(98%左右)的特點,適宜大規模、連續生產品種和規格單一的鑄錠,正成為現代大型銅板帶生產線上熔鑄工序的主要選擇方式之一。立式全連續鑄造結晶器采用非接觸式激光液面自動控制,鑄造機一般采用液壓夾持、機械傳動、在線油冷干屑鋸切和收屑、自動打號、傾斜出錠的方式,設備結構復雜、自動化程度高。


        C  水平連續鑄造

        水平連續鑄造可以生產帶坯和管棒線坯。

        帶坯水平連續鑄造可以生產出厚度為l4~20mm 的銅及銅合金帶坯,這種厚度范圍的帶坯可以不經熱軋直接冷軋,因此常用于生產熱軋困難的合金品種(如錫磷青銅、鉛黃銅等),也可生產黃銅、白銅以及生產低合金化銅合金帶坯。根據鑄造帶坯寬度不同,水平連續鑄造同時可鑄l~4條帶坯。常用水平連鑄機可同時鑄造2條、每條寬度為450 mm以下,或鑄造1條、帶坯寬度650~900 mm。水平連鑄帶坯一般采用拉 - 停 - 反推的鑄造工藝,表面有周期性結晶線,一般應經銑面加以消除。國內已有經過工藝優化,拉鑄帶坯無需銑面可生產高表面紫銅帶的實例。


        管棒線坯水平連續鑄造根據不同的合金和規格可以同時鑄造1~20根錠坯。一般規格棒坯或線坯直徑在6~400 mm,管坯外徑為25~300 mm。壁厚為5~50 mm,方錠邊長為20~300 mm。


        水平連續鑄造方法的優點在于其工序短,制造成本低,生產效率高。同時也是一些熱加工性能不佳的合金材料所必須的生產方式。日前是錫磷青銅帶、鋅白銅帶、磷脫氧銅空調管等常用銅產品制坯的主要方式,也是鉛黃銅棒、錫磷青銅棒、錫鋅鉛銅棒、硅青銅棒等產品的主要生產方式。


        水平連續鑄造生產方法的缺點是:適于的合金品種比較單一,結晶器內套——石墨材料的消耗較大,錠坯橫斷面的結晶組織上下均勻性不易控制。錠坯下部因重力作用緊貼結晶器內壁受到持續的冷卻,晶粒較細;上部因氣隙的形成以及由于熔體溫度較高而造成錠坯凝固滯后現象,使冷卻速度減慢,而使結晶組織較粗,這一點對于大規格的錠坯尤為明顯。針對上述缺點,目前人們正在開發帶坯立彎鑄造法。德國一公司用立彎連鑄機以600 mm/min的速度試鑄出了(16~18) mm × 680 mm的DHP和CuSn6等錫青銅帶坯。


        D  上引連續鑄造

        上引連續鑄造是近二三十年迅速發展起來的鑄造技術,被廣泛用于光亮銅線桿的線坯生產。它利用真空吸鑄原理,采用停 - 拉技術實現連續多頭鑄造。具有設備簡單、投資小、金屬損耗少、環境污染程序低等特點。上引連鑄一般適宜于紫銅、無氧銅線坯的生產。近年來發展的新成就是其在大直徑管坯和黃銅、白銅方面的推廣應用。目前已開發出年產5000 t、直徑Φl00 mm以上管坯的上引連鑄機組;已經生產出二元普通黃銅和鋅白銅三元合金線坯,線坯的成品率可達90%以上。


        E  其他鑄造技術

        引連續鑄造管坯技術正在開發之中。它克服了上引連續鑄造由于停 - 拉過程在鑄坯外表面形成的竹節痕等缺陷,表面質量優良。而且由于其近乎定向凝固的特點,內部組織更加均勻純凈,因而產品的性能也更加優異。


        輪帶式連續鑄紫銅線坯的生產技術已經在3噸級以上的大型生產線上普遍采用。鑄坯截面積一般大于2000 mm2以上,后接孔型連軋機組,生產效率極高。

        電磁鑄造早在20世紀70年代我國就有嘗試,但并未實現工業化生產。近年來電磁鑄造技術得到了長足的發展,目前已經成功地鑄造出Φ200 mm的無氧銅圓錠,表面光潔。同時電磁場對熔體的攪拌作用可促進排氣、除渣,可獲得含氧量低于0.001%的無氧銅。


        銅合金鑄造新技術的方向是根據凝固理論通過定向凝固、快速凝固、半固態成形、電磁攪拌、變質處理、液面自動控制等多種技術手段和改進結晶器結構,使鑄坯組織更加細化、致密化、純凈化,并實現連續作業和近終成形。


        從長遠來看,銅及銅合金的鑄造將會是半連續鑄造技術與全連續鑄造技術共存,并且連續鑄造技術的應用比重將會不斷增加。

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