金属连续铸挤技术研究进展与发展趋势

金属连续铸挤技术(CASTEX)是金属连续挤压技术(CONFORM)的进一步发展。较详细地介绍了国内外金属连续铸挤技术的发展历史、现状、趋势以及应用状况。介绍了金属连续铸挤原理及铸挤力能参数的计算公式,并指出连续铸挤过程所形成的金属动态结晶-半固态加工-挤压塑性变形3个阶段及内、外摩擦转换机制,使金属由铸态组织逐渐变为细小的变形组织;简述了连续铸挤机的结构及各部件的作用,并列出了国内外部分铸挤机设备的型号与参数,分析了连续铸挤过程铸挤温度、运转间隙、设备转数及冷却条件等工艺参数对实现连续铸挤工艺控制的影响;讨论了连续铸挤技术同常规挤压比较所具备的特点,实现了铝及其合金,锡及其合金的管、棒、型、线材等的连续铸挤加工成形,在工业生产上得到了应用;最后指出了连续铸挤新技术的发展方向。

金属连续铸挤包覆成型技术

连续铸挤包覆成型是在连续挤压、连续铸挤及连续挤压包覆技术的基础上发展起来的一项集成技术,是以有色金属为主的新型材料提供一种成形加工工艺和装备。文章阐述了金属连续铸挤包覆成形工艺及设备研究,其中工艺参数有运转间隙、挤压轮转速、挤压温度、液态金属流量、浇注温度、挤压比、包角等,连续铸挤包覆设备由熔化炉、保温炉、流量控制装置及导流管、主机、冷却智能控制系统、成品冷却槽、卷起机等组成。

连续铸挤成形技术的发展及应用

连续铸挤技术(Castex)是连续挤压技术(Conform)的进一步发展,它将液态金属连续铸造与加工合为一体,实现液态金属直接加工成形,属短流程,高效节能的先进工艺。论述了连续铸挤技术的先进性及其发展现状,介绍了连续铸挤的设备结构、工艺以及其产品。并且总结了20年来东北大学对连续铸挤理论、工艺及设备研究与开发的成果,现已成功地设计与制造了DZJ 300、350、460、500、1100型等连续铸挤机,可连续铸挤铝及其合金的管、棒、线、型材,在国内得到应用。

连续铸挤Al-5Ti-1B合金线的组织与晶粒细化效果

采用连续铸挤成形Al-5Ti-1B合金线,采用光学显微镜和扫描电镜分析了Al-5Ti-1B合金线的显微组织和晶粒细化效果,并与Al-5Ti-1B合金锭进行了比较。结果表明,连续铸挤Al-5Ti-1B合金线中TiAl3相呈细小圆块状,分布均匀,TiB2粒子弥散分布于铝基体;而Al-5Ti-1B合金锭中TiAl3相呈粗大板条状,TiB2粒子偏聚于铝晶界呈粗大团块状。Al-5Ti-1B合金线对纯铝的晶粒细化效果优于Al-5Ti-1B合金锭,纯铝加入Al-5Ti-1B合金线5 min后,晶粒尺寸达到最小。

连续铸挤Al-Mg-Sc合金线材工艺

采用连续铸挤工艺生产Al-Mg-Sc合金线材.对Al-Mg-Sc合金线材质量的影响因素:合金化工艺、铸挤轮转速、浇注温度、冷却水流量等进行了研究.结果表明:采用合理的熔炼工艺,在铸挤轮速度15 r/min,冷却水流量5L/min,熔体浇注温度720～730℃的情况下,线材表面质量好,气孔少.320℃人工时效3h,细小析出相Al3Sc粒子弥散分布在铝基体中.

扩展组合模连续铸挤铝管材的挤压力分析(英文)

为了确定管材扩展组合模连续铸挤过程的变形力,将金属扩展组合模的模腔划分为导流区、扩展区、分流区、焊合区和定径区,分析各区金属的受力状态;用切块法建立各区应力计算公式。将金属连续铸挤型腔划分为液相区与半固态区、固态初始夹紧区和固态夹紧区,建立管材连续铸挤挤压力计算公式。在自行设计的连续铸挤机上进行铝管扩展组合模连续铸挤实验并测量其挤压力,获得的径向挤压力实验结果与理论计算结果吻合。

Al-Ti-B线材连续铸挤的研究

通过试验研究了连续铸挤法生产Al-Ti-B线材的组织形态,确认合金中TiAl_3化合物呈细小块状分布,TiB2化合物不集聚、呈颗粒状;试验研究了连续铸挤温度、浇注流量等工艺参数的控制,表明Al-Ti-B线材生产采用连续铸挤法是可行的,是高效节能的先进技术。

铝材连续铸挤工艺的研究

本文研究了铝材连续铸挤过程中,工艺参数对建立稳定连续铸挤条件的影响,试验结果表明,铝材连续铸技采用90°—180°挤压轮槽包角的结构形式,均可实现连续铸挤,而稳定连续铸挤过程的建立取决于挤压温度、挤压轮转速及运转间隙。分析了连续铸挤时熔融金属结晶-变形过程,提出连续铸挤的金属动态结晶、半熔融挤压、挤压塑性变形三个阶段及内外摩擦转换理论。

连续铸挤技术研究现状及发展

连续铸挤技术(CASTEX)是在金属连续挤压技术(CONFORM)上进一步发展的金属成型技术。介绍了连续铸挤技术的发展历史、基本原理、工艺特点和连续铸挤装备的结构,并分析了连续铸挤过程中不同工艺参数对制品性能的影响。重点介绍了连续铸挤现阶段在实际生产中的应用,并对连续铸挤技术的发展方向做了进一步的分析。

6201电工铝合金线材连续铸挤工艺研究

采用连续铸挤工艺生产6201电工铝合金线材。对成形影响因素:熔炼工艺,铸挤轮转速,浇注温度,冷却水流量等进行了研究。结果表明:采用合理的熔炼工艺,在铸挤轮转速为15r/min,冷却水流量为10～15L/min,浇注温度为740～780℃的情况下,6201电工铝合金线材表面质量好,气孔少,内部无氧化夹杂,强化相元素镁和硅完全固溶,合金线材显微组织为合适的淬火组织。

铝钛硼线材连续铸挤的分区与显微组织的研究

本文对连续铸挤进行了分区，确定了各区长度．建立的铸挤力公式计算值与实测值十分吻合．对铸挤的Φ９．５ｍｍ铝钛硼线材组织观察表明，化合物形态符合技术要求．

连续铸挤生产Al-Sr中间合金线材工艺研究

采用连续铸挤工艺生产Al-Sr中间合金线材,对Al-Sr中间合金质量的影响因素:合金化工艺、铸挤轮速度、合金液浇注温度、冷却水流量等进行研究。试验表明,采用合理的合金化工艺和N2精炼除气技术,在铸挤轮速度为15r/min,冷却水流量5L/min,合金液浇注温度为780～800℃的情况下,Al-Sr中间合金线材表面质量好,气孔少,Al4Sr晶粒细小均匀,呈弥散分布。

CASTEX连续铸挤的侧向扩展挤压挤压力计算

以金属铅为坯料进行侧向扩展挤压模拟CASTEX机的径向扩展挤压.由变形流动规律建立简化力学模型推导挤压力计算公式并进行验证.

铝材连续铸挤动态凝固过程有限元分析

利用有限元法研究了连续铸挤工艺中液态金属的动态凝固过程。数值计算和实测结果表明 ,摩擦热和变形热对铝材连续铸挤凝固区的温度场有较大影响 ,采用等价比热法处理凝固潜热问题是切实可行的。通过速度场与温度场的耦合计算 ,得到了凝固区的温度场分布情况。

高导电率圆铝杆连续铸挤成形技术实验研究

为制备高导电率电工圆铝杆,采用连续铸挤技术制备了直径9mm圆满铝杆,借助光学显微镜、材料电子拉伸试验机和双臂直流电桥研究了连续铸挤成形圆铝杆的微观组织、力学性能和导电性能.结果表明,连续铸挤成形技术可制备组织、性能优良的高性能电工圆铝杆.当浇注温度为730℃,铸挤轮转速为15r/min,挤压出口杆温度为500℃,成盘杆空冷至室温时电工圆铝杆的力学性能和导电性能优良,拉伸强度为90.4～95.2MPa,伸长率为21.1%～22.1%,电阻率为27.09～27.20nΩm,为生产高导电率电式圆铝杆开辟了新途径.

连续铸挤铝包钢线复合机理

铝包钢线是一种性能优异的架空导线用材。为了改变我国铝包钢线国产化低的局面，探索铝包钢线的加工方法，开发了一种高效节能节材的半固态／固态复合加工工艺———连续铸挤工艺生产铝包钢线，并在实验基础上对该工艺的铝钢复合机理进行了深入细致的研究。研究表明，在铝钢焊合室存在３个复合阶段：压紧阶段，主要存在压合机制及较弱的铝热机制；复合阶段，主要存在压合机制、强烈的铝热机制和扩散机制；定径阶段，主要存在压合机制及较弱的铝热机制和扩散机制。其中铝热机制的作用尤为重要，当温度高于３５０℃时，该机制才能发生。

电磁搅拌连续铸挤Al-5Ti-1B合金晶粒细化剂的质量评价

采用电磁搅拌连续铸挤技术生产Al-5Ti-1B合金晶粒细化剂,研究了Al-5Ti-1B合金的化学成分、显微组织和晶粒细化效果,并与美国KBA、荷兰KBM、英国LSM公司生产的Al-5Ti-1B合金进行了比较,对电磁搅拌连续铸挤Al-5Ti-1B合金的质量进行了评价.结果表明:电磁搅拌连续铸挤Al-5Ti-1B合金中Ti和B元素含量分别为5.08%和1.02%.Fe,Si及V杂质元素含量分别为0.11%,0.087%和0.011%;TiAl3相呈块状,平均尺寸为15.7μm,而TiB2粒子呈颗粒状均匀分布于α-Al基体,平均尺寸为0.74μm;添加0.2%的Al-5Ti-1B合金,可使纯铝晶粒平均尺寸从2800μm细化到68μm.比较结果表明:电磁搅拌连续铸挤Al-5Ti-1B合金的元素含量更稳定、杂质元素含量更低,TiAl3相和TiB2粒子更细小均匀,对铝晶粒的细化能力更强.

Al-Ti-C晶粒细化剂的连续铸挤组织与细化性能

采用液固反应法制备了Al-Ti-C中间合金,由常规铸造及连续铸挤成形,获得了不同组织形态的晶粒细化剂,并通过细化纯铝试验,研究了晶粒细化剂的组织形态与其细化效果间的关系。结果表明:熔体连续铸挤成形过程,对熔体的强烈剪切与热扰动作用,可分散细化TiAl3,使TiC粒子呈弥散分布,显著提高AlTi5C 0.25合金的组织细化活性,经连续铸挤成形的Al-Ti-C晶粒细化剂,特别适于对铝箔制品的细化处理。

连续铸挤生产铝管的力能计算与分析

分析了利用连续铸挤压法生产纯铝管时铸挤轮的受力情况,得到了适用于所采用试验机的摩擦力计算公式,与实际测量结果对比,吻合较好。

连续铸挤轮驱动功率上界解

应用塑性力学的上界定理建立了连续铸挤轮驱动功率表达式，计算与实践对比表明，该式可作为铸挤工艺与设备设计的参考公式。