一種製造金屬銥坯及其異形線材的方法

2023-09-13 16:36:00 1

專利名稱：一種製造金屬銥坯及其異形線材的方法
技術領域：
本發明涉及一種鑄造銥坯及其異形線材的方法，屬於金屬加工領域。
背景技術：
製造銥異形線材的現有技術中，第一類是先對鑄態錠進行熱擠壓加工後直接拉拔 加工。第二類是對空心鑄態異形線材坯通過行星斜輥軋制，再進行各種方式的拉拔加工。第 三類是連鑄異形線材坯直接拉拔，在加工過程中需中間熱處理，但由於在傳統金屬連鑄中， 金屬在凝固區的偏析、縮松、析出型氣孔、反應型氣孔、非金屬夾雜物，導致了鑄造異形線材 材的冷加工延展性能不良。傳統連鑄銥異形線材在冷加工前都需先經過熱加工以改善性 能，再適應繼續的冷加工工藝要求，熱加工過程的缺點是直接成本提高、成材率下降、高額 設備投資、場地佔用、能耗增加，現在已基本淘汰。

發明內容
本發明的目的在於針對上述現有技術中存在的問題，提供一種製造銥坯及其異形 線材的方法，在異形線材的製作過程中沒有加熱工序。其坯的性能良好。本發明的製造銥合金及其異形線材的製作方法，包括如下工藝步驟首先，使液相銥進入結晶器的內腔中，在液相銥的凝固過程中，對結晶器內腔中的 銥金屬液施加旋轉磁場，液相銥凝固後成為異形線材坯。其次，在結晶器內的銥的固-液界面區域，所述的旋轉電磁場的轉速為5504800 轉/分，最大電磁轉矩為130-490牛頓·米。最後，對所述的異形線材坯直接冷軋或冷拉拔成為所需要的銥異形線材，使得電 磁結晶器出來的異形線材坯可直接冷加工至# 9. 5毫米X0. 5毫米的銥異形線材規格。將結晶器內製造出# 85毫米X 15毫米的異形線材坯，其晶粒度0. 15 3. 12，密 度9. 25克/立方釐米，其截面金相呈獨有的沿周向盤旋的組織，尤其適合徑向加工，冷軋至 # 32毫米X 4毫米規格，繼續直拉拔或盤拉至# 9. 5毫米X0. 5毫米，冷加工異形線材材 表面無桔皮現象。軟態晶粒度0.02-0. 03，延伸率48%。本發明的優點效果如下通過磁場下的鑄造過程，消除了通常必須經過熱加工過程才能消除或減少的材料 組織缺陷，使鑄態的銥及銥合金性能達到甚至超過熱擠壓或行星斜軋時的物理性能通過 電磁鑄造後的鑄態異形線材坯密度可達9. 78克/立方釐米，而熱擠壓的異形線材坯由於普 通鑄造的缺陷，一般在8. 9 9. 0克/立方釐米，而行星斜軋的加工過程的應力狀態(二向 壓應力)劣於熱擠壓(三向壓應力)，因此行星斜軋的異形線材坯密度僅為8. 7 8. 9克/ 立方釐米。除此之外，通過電磁鑄造的坯異形線材的雜質總量及分布低於普通鑄造方法生 產的用於熱擠壓或斜軋的鑄錠，這是通過熱擠壓或PSW行星斜軋所不能改善的。電磁鑄造 異形線材坯具有可與熱擠壓異形線材坯媲美，並優於行星斜軋異形線材坯的力學性能
電磁鑄造異形線材坯延伸率42 56 %，熱擠壓延伸率41 52 %，行星斜軋異形線材坯延伸率33 46%。這是電磁鑄坯能夠承受達到的冷加工延伸係數215的物理及力 學性能基礎。利用旋轉磁場所產生的磁力使連鑄中的液態銥沿鑄造軸向單向旋轉並周期收縮 振蕩產生以下效果1、在固-液界面上因液相金屬的定向流動引起固相組織生長方向由傳統的異形 線材截面徑向轉變為具有圓周向生長的傾向，使鑄造缺陷在冷加工中繼續擴展的趨勢減 少，而從組織上改善了冷加工性能。2、液相在固-液界面上的強烈單向衝涮，加強了枝晶間的對流，使晶界及枝晶偏 析程度降低。3、磁場導致固-液界面上及液相內的磁致伸縮，降低了液相金屬的氣體的在析出 時對過飽合度的要求，使金屬液中的氣體更充分地析出，使液相金屬在凝固前與傳統連鑄 方法相比氣體溶解量相對下降。
具體實施例方式一種製造銥坯的方法，使液相銥進入結晶器的內腔中，在液相銥的凝固過程中，對 結晶器內腔中的銥金屬液施加旋轉磁場，液相銥凝固後成為異形線材坯。在結晶器內的銥 的固-液界面區域，所述的旋轉電磁場的轉速為5504800轉/分，最大電磁轉矩為130-490 牛頓·米。最後對所述的異形線材坯直接冷軋或冷拉拔成為所需要的銥異形線材，使得電 磁結晶器出來的異形線材坯可直接冷加工至# 9. 5毫米X0. 5毫米的銥異形線材規格。具體地說是將結晶器內製造出# 85毫米X15毫米的異形線材坯，其晶粒度 0. 15 3. 12，密度9. 25克/立方釐米，其截面金相呈獨有的沿周向盤旋的組織，尤其適合 徑向加工，冷軋至# 32毫米X 4毫米規格，繼續直拉拔或盤拉至# 9. 5毫米X0. 5毫米，冷 加工異形線材材表面無桔皮現象。軟態晶粒度0. 02-0. 03，延伸率48%。
權利要求
1.一種製造金屬銥坯及其異形線材的方法，其特徵在於在液相銥的凝固過程中，對 結晶器內腔中的銥施加旋轉磁場，液相銥或銥合金凝固後成為異形線材坯。
2.根據權利要求1所述的一種製造金屬銥坯及其異形線材的方法，其特徵在於在結 晶器內的銥的固-液界面區域，所述的旋轉電磁場的轉速為5504800轉/分，最大電磁轉 矩為130-490牛頓·米。
3.根據權利要求1所述的一種製造金屬銥坯及其異形線材的方法，其特徵在於所述 的異形線材坯直接冷軋或冷拉拔成為銥異形線材。
全文摘要
本發明涉及一種製造金屬銥坯及其異形線材的方法，其製作工藝包括如下步驟首先，使液相銥進入結晶器的內腔中，在液相銥的凝固過程中，對結晶器內腔中的銥金屬液施加旋轉磁場，液相銥凝固後成為異形線材坯並對所述的異形線材坯直接冷軋或冷拉拔成為所需要的銥異形線材。本發明的一種製造金屬銥坯及其異形線材的方法，通過磁場下的鑄造過程，消除了通常必須經過熱加工過程才能消除或減少的材料組織缺陷，使鑄態的銥及銥合金性能達到甚至超過熱擠壓或行星斜軋時的物理性能，其坯的性能良好。
文檔編號B22D27/02GK102078954SQ200910220218
公開日2011年6月1日 申請日期2009年11月27日 優先權日2009年11月27日
發明者曹傳新 申請人:曹傳新