TP2铜管坯水平连铸表面裂纹研究

通过光谱分析仪、测氧仪、扫描电镜对水平连铸TP2铜管坯裂纹试样进行了分析。结果表明,裂纹主要位于管坯上部,沿圆周方向分布,裂纹属于热裂纹,沿晶界开裂;裂纹断口严重氧化,氧含量为3.15%,裂纹长度为5～15mm,裂纹深度为0.1～1.5mm。控制冷却水的水压和流量、增加牵引速度可以减少裂纹的产生。

电磁场作用下铜板带水平连铸熔体的流动和凝固特征

为了消除铜板带水平连铸中的微气孔、夹杂和柱状晶对接等凝固问题,提出一种基于正交磁场和直流电流相互作用的结晶器内水平电磁搅拌,并在实验室物理模拟实验的基础上,进行现场工业实验。在模拟实验中,用超声波多普勒测速仪测量该电磁搅拌下水平连铸结晶器内金属液的流动规律,并与生产实验中锌白铜板带的凝固特征相互印证,发现搅拌电流达到400 A时,板带内部气孔消失,电流达到500 A时板带出现等轴晶带,电流达到800 A时板带坯偏析率趋于零。

废杂铜再生黄铜水平连铸坯的表面裂纹

对以废杂铜为原材料生产的水平连铸黄铜铸坯的表面裂纹及其形成机理进行了研究。结果表明,随着铸坯直径的减小,铸坯表面裂纹增多。表面裂纹大多位于铸坯的上部,且大部分裂纹的深度在0.3～0.5mm之间,最深处可达4mm。另外,大部分裂纹的尖端比较圆钝,只有少量裂纹尖端比较尖锐,并且裂纹尖端附近有晶间开裂的现象;裂纹内部有SiO2、Al2O3等夹杂物存在。从凝固的角度分析了铸坯形成表面裂纹的原因。分析认为,不正确的二冷方式是铸坯产生表面裂纹的主要原因。采用环形喷水器的二次冷却方式后,铸坯表面裂纹基本消失,铸坯表面质量得到显著改善。

废杂铜再生水平连铸黄铜铸坯的宏观偏析

以废杂铜再生生产的水平连铸黄铜铸坯为研究对象,研究铸坯中元素的宏观偏析,以及铸坯直径对宏观偏析的影响。结果表明,铸坯下表面处铜含量最低,从下到上其含量逐渐增加,在距离铸坯底部约30 mm处,铜含量有一个明显的增加,而后一直到铸坯的顶部,其变化幅度很小。铸坯下表面处铅含量最高,而后呈快速下降的变化规律,在20 mm内下降了约1.1%,再向铸坯的顶部变化时,总体上分布比较均匀,在130 mm内,最大波动约为0.21%。在同样的连铸条件下,减小铸坯直径,可以部分的降低宏观偏析的幅度,但是宏观偏析区域所占比例不会明显的减小。铜的分布不均匀主要是由于铅的分布不均匀造成的,并提出了解决铅偏析的方法。

FA6502与SP1铜合金显微组织及力学性能的研究

采用水平连铸生产的FA6502铜合金管材内壁出现缩孔,而与其成分接近的SP1铜合金生产的管材质量却好很多。因此,针对这两种铜合金做了一系列对比实验,找出了产品出现质量问题的原因:由于FA6502铜合金中Mn、Fe两种合金元素的含量较高,铸件凝固过程中受糊状凝固影响较为严重,导致铜液的流动性变差,浇注时有些位置不能很好的填充,凝固时有些位置不能很好的得到补缩,造成内壁缩孔的缺陷。

BZn15-24-1.5铅锌白铜水平连铸时铸坯开裂、断裂原因探讨

对BZn15-24-1 5铅锌白铜在水平连铸时铸坯的周期凝固过程进行了分析,并测定了铸坯中元素的纵向分布;分析了铸坯凝壳在结晶器内的受力情况以及铸坯的引锭阻力与节距、结晶器内表面的摩擦系数之间的关系;结合BZn15-24-1 5铅锌白铜本身特点(即Pb相在α相晶界析出,降低了材料的中高温强度),分析了该材料水平连铸时铸坯开裂、断裂的原因,并提出了改进措施。

定向凝固水平连铸多晶铜的动态本构方程

以带有同步组装技术的分离式Hopkinson压杆装置作为热模拟装置,采用基于MTS(MechanicalThresholdStress)模型建立的FCC晶体结构的动态本构方程,确定了定向凝固水平连铸多晶铜动态本构方程参数,研究了其动态冲击特性,获得高温段(685K^1085K)的理论应力-应变曲线与实验曲线相当吻合,而在低温段(低于685K)的理论曲线与实验曲线出入较大。结果也表明定向凝固水平连铸多晶铜在485K和685K之间有一温度能使其回复能达到阀值。

废杂铜再生铅黄铜水平连铸异型管材及其显微组织分析

再生废杂铜在结晶器冷却水为40℃左右、950℃保温、以180～350mm/min连铸得到无裂纹的十二边形、最小壁厚为5mm的HPb58-2A异型管材;经金相、扫描电镜观察和能谱成分分析,结果表明,当相成分中w(Si)/w(Fe)为0.100以下时,初生相Fe基固溶体具有择优生长方向,形成树枝晶;当w(Si)/w(Fe)为0.178时,Fe-Si相形貌为多边形;α和β相先后凝固析出,两者同时向熔液中析出Pb,因此在后凝固的β相中Pb浓度较大,在α和β相交界处Pb浓度最大。在冷却过程中,Pb在α和β相中弥散长大,且在α和β相中Pb粒尺寸分别小于0.5μm和0.75μm,在两相交界处的β相中,Pb呈花瓣状,尺寸最大为2.5μm;细小的Pb粒使连铸异型管材在具有高的切削性能的同时还具有更高的力学性能。

电磁搅拌电流对连铸紫铜管组织和性能的影响

水平连铸管材常产生晶粒粗大、壁厚不均匀、表面裂纹、气孔等缺陷。为改善连铸铜管的质量,在水平连铸装置中配置了电磁搅拌器,并在连铸外径80 mm、壁厚12 mm的紫铜管的过程中向电磁搅拌器通入80~190 A工频电流对熔体进行电磁搅拌。检验了铜管的组织、表面质量、壁厚均匀性和电导率,并与未施加电磁搅拌连铸的紫铜管进行了比较。结果表明:由于施加了电磁搅拌,紫铜管中的气孔等缺陷明显减少从而致密度提高,表面裂纹消除,壁厚差不超过±0.5 mm。随着电磁搅拌电流的提高,紫铜管组织由粗大的柱状晶转变为细小的等轴晶。未施加电磁搅拌连铸的紫铜管氧含量为0.0291‰,而施加由190 A电流产生的电磁搅拌连铸的管坯氧含量下降到了0.0060‰,电导率则从98.214%IACS提高到了100.72%IACS。

水平连铸TP2铜管表面裂纹产生原因及控制措施

研究了水平连铸生产中TP2铜管表面裂纹缺陷,采用化学成分分析、组织分析、扫描电镜断口分析和能谱分析等方法,分析了表面裂纹形成的原因并提出裂纹控制的措施。根据裂纹产生原因,分别从熔炉纯净度、铸造模具和铸造工艺等方面进行严格控制,明显减少了铜管表面裂纹。