專利名稱：：制備易氧化難變形合金線桿的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種制備易氧化難變形合金線桿的設(shè)備，特別涉及一種可獲得超長(zhǎng)Cu-Cr-Zr、Cu-Ti合金線桿的短流程制備的設(shè)備，屬于有色金屬加工
技術(shù)領(lǐng)域：
。
背景技術(shù)：
：Cu-Cr-Zr合金由于具有較高的強(qiáng)度及導(dǎo)電性能，其棒型線產(chǎn)品在電子、電力、汽車、輕工、交通等行業(yè)中有廣泛應(yīng)用，尤其超長(zhǎng)Cu-Cr-Zr合金棒線生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)，使其更具市場(chǎng)應(yīng)用前景。但由于Zr在大氣中很容易氧化燒損，所以非真空生產(chǎn)Cu-Cr-Zr合金線桿較為困難。Cu-Ti合金也由于Ti在空氣中極容易氧化燒損，且Cu-Ti合金由于Ti的加入使合金的強(qiáng)度很高(尤其Ti含量》5wt^后合金強(qiáng)度較高)，高溫及冷變形都較為困難。Cu-Ti合金作為很好的彈性材料，很多應(yīng)用材為合金線桿，傳統(tǒng)擠壓拉拔生產(chǎn)方法極為困難。合金短流程的生產(chǎn)方法可達(dá)到節(jié)能、降耗、保護(hù)環(huán)境，具有極好的社會(huì)效益。Cu-Cr-Zr、Cu-Ti合金線桿在非真空條件下生產(chǎn)，具有較高附加值。Cu-Cr-Zr、Cu-Ti合金由于Zr、Ti等元素極易氧化，在大氣條件下熔煉很難將其加入合金中，Cu-Cr-Zr、Cu-Ti合金材料的生產(chǎn)通常在真空爐中進(jìn)行。目前，該類合金線桿的生產(chǎn)工藝為將按比例配好的電解銅與其它合金裝入真空爐，在真空度小于10—spa條件下加熱熔煉，在調(diào)整到鑄造溫度后在真空爐內(nèi)直接澆鑄擠壓合金錠坯，錠坯經(jīng)扒皮后擠壓一定規(guī)格的合金棒材，棒材經(jīng)熱處理和拉拔至線桿成品規(guī)格。這種生產(chǎn)工藝可以歸結(jié)為真空熔煉——真空鑄造——扒皮——擠壓——熱處理——拉拔——成品。傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝存在以下缺點(diǎn)①真空熔煉與鑄造能耗較大，效率低，生產(chǎn)成本較高；②真空熔煉與鑄造不能實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，鑄錠尺寸與規(guī)格受到限制，所生產(chǎn)的Cu-Cr-Zr合金棒材長(zhǎng)度有限，不能生產(chǎn)超長(zhǎng)Cu-Cr-Zr合金線桿；③生產(chǎn)工藝工序較多，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，同時(shí)由于生產(chǎn)工序較多使得成材率降低；Cu-Ti合金由于強(qiáng)度較大，制備的錠坯擠壓較為困難，且擠壓棒材冷拉拔較為困難，需要進(jìn)行多次中間退火。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種制備易氧化難變形合金線桿的設(shè)備，實(shí)現(xiàn)超長(zhǎng)Cu-Cr-Zr、Cu-Ti合金線桿的短流程生產(chǎn)，可縮短傳統(tǒng)真空生產(chǎn)該類合金線桿材工藝流程，有效解決高強(qiáng)低塑性合金冷變形的困難。本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)制備易氧化難變形合金線桿的設(shè)備，包括熔煉爐爐體和爐蓋，其特征在于所述熔煉爐是帶有氣氛保護(hù)的非真空感應(yīng)熔煉爐，熔煉爐爐體的側(cè)面開(kāi)有孔，側(cè)孔部位安裝有不同截面規(guī)格的水平連鑄結(jié)晶器，水平連鑄結(jié)晶器的流道與熔煉爐爐體相通，在水平連鑄結(jié)晶器的出口設(shè)有牽引機(jī)構(gòu)，巻曲機(jī)構(gòu)與牽引機(jī)構(gòu)相銜接。進(jìn)一步地，上述的制備易氧化難變形合金線桿的設(shè)備，其特征在于所述爐蓋上設(shè)有一個(gè)進(jìn)氣口、一個(gè)觀察窗和一個(gè)加料口，并附帶有冷卻機(jī)構(gòu)。更進(jìn)一步地，上述的制備易氧化難變形合金線桿的設(shè)備，其特征在于在熔煉爐爐體側(cè)面的下部靠爐體底部位置開(kāi)有孔，在所述側(cè)孔部位安裝不同截面規(guī)格的水平連鑄結(jié)晶器，所述巻曲機(jī)構(gòu)、牽引機(jī)構(gòu)與水平連鑄結(jié)晶器流道呈水平直線布置。本發(fā)明技術(shù)方案突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步主要體現(xiàn)在①本發(fā)明采用氣氛保護(hù)的非真空感應(yīng)熔煉爐，爐體側(cè)面開(kāi)孔，通過(guò)在側(cè)孔安裝不同截面規(guī)格水平連鑄結(jié)晶器實(shí)現(xiàn)水平連鑄合金線桿，水平連鑄結(jié)晶器的尺寸根據(jù)產(chǎn)品要求制定不同規(guī)格、不同截面，牽引機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)線桿按照規(guī)定拉鑄速度前進(jìn)，巻曲機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)拉鑄線桿的收集，使線桿長(zhǎng)度可以延伸；②通過(guò)氣氛保護(hù)，可制備各種易氧化金屬及難變形合金線桿，避免真空生產(chǎn)工藝的各種問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)金屬及合金線桿，且能極大地縮短工藝流程；通過(guò)改變水平連鑄結(jié)晶器可實(shí)現(xiàn)各種不同截面的線桿材的生產(chǎn)；通過(guò)增加爐體噸位或者多次添加熔體能夠?qū)崿F(xiàn)易氧化、難變形合金超長(zhǎng)線桿的制備，能制備出高質(zhì)量Cu-Cr-Zr、Cu-Ti等合金線桿；③本發(fā)明設(shè)備制備的連鑄棒線材組織較好，具有優(yōu)異的塑性加工性能，有利于提高道次加工率，減少拉拔道次，而且可減少甚至不用進(jìn)行中間退火工序，大幅度提高線桿、線材的生產(chǎn)效率，合金棒材、線材工藝成品率較高，廣泛適用于Cu-Cr-Zr、Cu-Ti等易氧化合金、Cu-Ti等變形較為困難的合金線桿的生產(chǎn)制備，且長(zhǎng)度上不受限制。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步說(shuō)明圖l:本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中各附圖標(biāo)記的含義見(jiàn)下表<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>具體實(shí)施方式如圖1，制備易氧化難變形合金線桿的設(shè)備，包括熔煉爐爐體1和爐蓋3，爐蓋3上設(shè)有一個(gè)進(jìn)氣口2、一個(gè)觀察窗4和一個(gè)加料口5，并附帶有冷卻機(jī)構(gòu)6用于避免感應(yīng)發(fā)熱而帶來(lái)爐溫度的升高；熔煉爐采用氣氛保護(hù)的非真空感應(yīng)熔煉爐，爐體帶有感應(yīng)加熱器IO，給熔煉過(guò)程提供熱量，爐體內(nèi)部設(shè)有坩堝內(nèi)襯8，坩堝內(nèi)襯8外圍填充有填沙9，易氧化金屬及合金在坩堝內(nèi)襯8中進(jìn)行熔煉；爐蓋3很好的與熔煉爐爐體1密封；熔煉爐爐體1的側(cè)面開(kāi)有孔，側(cè)孔部位安裝有不同截面規(guī)格的水平連鑄結(jié)晶器11，水平連鑄結(jié)晶器11的流道與熔煉爐爐體1相通，水平連鑄結(jié)晶器11中帶有冷卻水口14，以便鑄造過(guò)程快速降低鑄錠溫度；在水平連鑄結(jié)晶器11的出口設(shè)有牽引機(jī)構(gòu)12，巻曲機(jī)構(gòu)15與牽引機(jī)構(gòu)12相銜接。通常在熔煉爐爐體1側(cè)面的下部靠爐體底部位置開(kāi)有孔安裝水平連鑄結(jié)晶器11，巻曲機(jī)構(gòu)15、牽引機(jī)構(gòu)12與水平連鑄結(jié)晶器11流道呈水平直線布置。水平連鑄結(jié)晶器11的尺寸根據(jù)產(chǎn)品要求制定不同規(guī)格，牽引機(jī)構(gòu)12實(shí)現(xiàn)線桿按照規(guī)定拉鑄速度前進(jìn)，巻曲機(jī)構(gòu)15實(shí)現(xiàn)對(duì)拉鑄線桿的收集，使線桿長(zhǎng)度可以延伸。本發(fā)明設(shè)備可以成功地的將傳統(tǒng)真空爐生產(chǎn)工藝真空熔煉——真空鑄造——扒皮一一擠壓一一熱處理——拉拔——成品，極大的縮短為合金熔煉——連續(xù)拉鑄——拉拔——線桿成品。通過(guò)氣氛保護(hù)，適用于制備各種易氧化金屬及難變形合金線桿，避免真空生產(chǎn)工藝的各種問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)金屬及合金線桿，且能極大地縮短工藝流程。通過(guò)改變水平連鑄結(jié)晶器實(shí)現(xiàn)各種不同截面的線桿材的生產(chǎn)。通過(guò)增加爐體噸位或者多次添加熔體，能夠?qū)崿F(xiàn)易氧化、難變形合金超長(zhǎng)線桿的制備，可制備高質(zhì)量Cu-Cr-Zr、Cu-Ti合金線桿。本發(fā)明設(shè)備在應(yīng)用于制備Cu-Cr-Zr合金線桿時(shí)其步驟為——(1)熔煉熔煉合金前安裝好連鑄結(jié)晶器，使連鑄結(jié)晶器在熔煉過(guò)程中處于閉合狀態(tài)；連鑄結(jié)晶器安裝完成后，將按比例配好的電解銅與其它合金裝入非真空感應(yīng)熔煉爐，閉合爐蓋通氣升溫熔化；熔煉好后調(diào)整溫度至鑄造溫度，打開(kāi)連鑄結(jié)晶器開(kāi)始拉鑄線桿。(2)連續(xù)拉鑄根據(jù)Cu-Cr-Zr合金線桿的使用要求，線桿的直徑為O)520mm，且可按要求拉鑄各種不同形狀的異型截面；連鑄線桿材在伺服電機(jī)的帶動(dòng)下前進(jìn)，達(dá)一定長(zhǎng)度后在巻曲機(jī)上打巻；拉鑄直至爐內(nèi)熔體完畢，多次添加熔體的情況下，使拉鑄過(guò)程不斷點(diǎn)，一直進(jìn)行達(dá)到需要的線桿長(zhǎng)度，實(shí)現(xiàn)超長(zhǎng)Cu-Cr-Zr合金線桿的制備。(3)拉拔本發(fā)明工藝制備的線桿均為光亮桿，不必對(duì)表面進(jìn)行扒皮處理可直接進(jìn)行拉拔；而且本發(fā)明工藝得到的連鑄線桿材組織較好，具有優(yōu)異的塑性加工性能，有利于提高道次加工率，減少拉拔道次，而且可減少甚至不用進(jìn)行中間退火工序，大幅度提高線桿的生產(chǎn)效率。(4)線桿成品獲得成品規(guī)格的合金線桿。本發(fā)明設(shè)備在非真空條件下進(jìn)行，通過(guò)氣氛保護(hù)的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)易氧化元素的保護(hù)，獲得滿足合金成分要求的合金線桿，且本方法生產(chǎn)的線桿材料均為光亮桿，不必對(duì)表面進(jìn)行扒皮處理。本發(fā)明設(shè)備對(duì)超長(zhǎng)棒線材生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)有兩種方式一種是適當(dāng)?shù)脑黾訝t體的噸位，使熔煉的一爐熔體足夠生產(chǎn)所需要的棒材或線材的長(zhǎng)度；一種是多次向熔煉爐內(nèi)添加合金熔體實(shí)現(xiàn)棒線材的連續(xù)拉鑄生產(chǎn)，直至達(dá)到需要的長(zhǎng)度。實(shí)施例l分別按表l取工業(yè)電解銅、銅鉻中間合金、鋯絲等合金原料，其具體的制備工藝為①熔煉熔煉合金前安裝好水平連鑄結(jié)晶器11,使水平連鑄結(jié)晶器11在熔煉過(guò)程中處于閉合狀態(tài)，水平連鑄結(jié)晶器11安裝完成后，將按比例配好的電解銅與其它合金裝入感應(yīng)爐，從加料口5投入爐膛7，使其盛于坩堝內(nèi)襯8當(dāng)中，也可以打開(kāi)爐蓋3直接加入原料；蓋好蓋子和觀察窗4，打開(kāi)保護(hù)氣閥，從上部進(jìn)氣孔2通入氬氣，直到空氣從上部加料口5排出、保護(hù)氣體充滿爐膛7，打開(kāi)感應(yīng)加熱器IO對(duì)感應(yīng)爐體進(jìn)行加熱，整個(gè)加熱過(guò)程可通過(guò)觀察窗4進(jìn)行觀察，通保護(hù)氣升溫至130(TC熔化，熔煉好后調(diào)整溫度至11501250'C的鑄造溫度，打開(kāi)水平連鑄結(jié)晶器11開(kāi)始拉鑄線桿；②連續(xù)拉鑄根據(jù)Cu-Cr-Zr合金線桿的使用要求，線桿的直徑為0)15mm圓桿，拉鑄速度200mm/min,線桿達(dá)一定長(zhǎng)度后打巻；③拉拔將制備的光亮桿直接進(jìn)行拉拔，不必對(duì)表面進(jìn)行扒皮處理。經(jīng)36個(gè)道次的孔型拉拔，得到成品規(guī)格的Cu-Cr-Zr合金線桿，大幅度地縮短流程、提高線桿的生產(chǎn)效率。本發(fā)明設(shè)備在氣氛保護(hù)下熔煉，可以很好的保護(hù)易氧化金屬元素，如本實(shí)施例中各元素的熔損率見(jiàn)表1。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>分別按表2取工業(yè)電解銅、海綿鈦等合金原料，同實(shí)施例l的工藝步驟制備Cu-Ti合金線桿，各元素的熔損率見(jiàn)表2。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>綜上可見(jiàn)，本發(fā)明設(shè)備成功實(shí)現(xiàn)將傳統(tǒng)真空爐生產(chǎn)工藝真空熔煉一一真空鑄造——扒皮——擠壓——熱處理——拉拔——成品，縮短為合金熔煉——連續(xù)拉鑄——拉拔——線桿成品。廣泛用于Cu-Cr-Zr、Cu-Ti等易氧化合金、Cu-Ti等變形較為困難的合金線桿的生產(chǎn)制備，且長(zhǎng)度上不受限制。不采用真空爐熔煉，使生產(chǎn)能夠連續(xù)生產(chǎn)，顯著提高合金材料的成材率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，極大降低生產(chǎn)成本。連續(xù)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了合金線桿材料長(zhǎng)度上的擴(kuò)展，理論上可以生產(chǎn)任意長(zhǎng)度的棒材或線材。本發(fā)明設(shè)備制備的連鑄棒線材組織較好，具有優(yōu)異的塑性加工性能，有利于提高道次加工率，減少拉拔道次，而且可減少甚至不用進(jìn)行中間退火工序，大幅度提高線桿、線材的生產(chǎn)效率，合金棒材、線材工藝成品率非常之高。以上僅是本發(fā)明的具體應(yīng)用范例，對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍不構(gòu)成任何限制。凡采用等同變換或者等效替換而形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明權(quán)利保護(hù)范圍之內(nèi)。權(quán)利要求1.制備易氧化難變形合金線桿的設(shè)備，包括熔煉爐爐體(1)和爐蓋(3)，其特征在于所述熔煉爐是帶有保護(hù)氣氛的非真空感應(yīng)熔煉爐，熔煉爐爐體(1)的側(cè)面開(kāi)有孔，側(cè)孔部位安裝有不同截面規(guī)格的水平連鑄結(jié)晶器(11)，水平連鑄結(jié)晶器(11)的流道與熔煉爐爐體(1)相通，在水平連鑄結(jié)晶器(11)的出口設(shè)有牽引機(jī)構(gòu)(12)，卷曲機(jī)構(gòu)(15)與牽引機(jī)構(gòu)(12)相銜接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備易氧化難變形合金線桿的設(shè)備，其特征在于所述爐蓋(3)上設(shè)有一個(gè)進(jìn)氣口(2)、一個(gè)觀察窗(4)和一個(gè)加料口(5)，并附帶有冷卻機(jī)構(gòu)(6)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備易氧化難變形合金線桿的設(shè)備，其特征在于在熔煉爐爐體(1)側(cè)面的下部靠爐體底部位置開(kāi)有孔，在所述側(cè)孔部位安裝不同截面規(guī)格的水平連鑄結(jié)晶器(11)，所述巻曲機(jī)構(gòu)(15)、牽引機(jī)構(gòu)(12)與水平連鑄結(jié)晶器(11)流道呈水平直線布置。全文摘要本發(fā)明涉及制備易氧化難變形合金線桿的設(shè)備，熔煉爐采用氣氛保護(hù)的非真空感應(yīng)熔煉爐，熔煉爐爐體的側(cè)面開(kāi)有孔，側(cè)孔部位安裝有不同截面規(guī)格的水平連鑄結(jié)晶器，水平連鑄結(jié)晶器的流道與熔煉爐爐體相通，在水平連鑄結(jié)晶器的出口設(shè)有牽引機(jī)構(gòu)，卷曲機(jī)構(gòu)與牽引機(jī)構(gòu)相銜接。通過(guò)在側(cè)孔安裝不同截面規(guī)格水平連鑄結(jié)晶器實(shí)現(xiàn)水平連鑄合金線桿，水平連鑄結(jié)晶器的尺寸根據(jù)產(chǎn)品要求制定不同規(guī)格、不同截面，牽引機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)線桿按照規(guī)定拉鑄速度前進(jìn)，卷曲機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)拉鑄線桿的收集，使線桿長(zhǎng)度可以延伸，廣泛適用于Cu-Cr-Zr、Cu-Ti等易氧化合金、Cu-Ti等變形較為困難的合金線桿的生產(chǎn)制備。文檔編號(hào)B22D11/045GK101157119SQ200710135258公開(kāi)日2008年4月9日申請(qǐng)日期2007年11月12日優(yōu)先權(quán)日2007年11月12日發(fā)明者向朝建,慕思國(guó),曹興民,朱永兵,李華清,楊春秀,郭富安申請(qǐng)人:蘇州有色金屬研究院有限公司