钛镍合金连续铸造装置.pdf

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开发研究 DEVELOPNG RESEARCH
钛镍合金连续铸造裝置
Continuous Casting Device for TINI Alloy
康迪毛协民(上海大学材料科学与工程学院,上海市200072
摘要:在自行研制的钛合金连铸装置上进行钛镍合金的连续铸造实验,在感应加热下使用氧化钙坩埚和
氨化硼结晶器内衬,通过调整各项工艺参数,实现连续铸造。结果表明:在氩气保护气氣下,高频感应加热器保
温输出功率为8kW,钛镍合金熔体温度为1400℃,引锭杆位置在感应线圈以下40m处,引锭杆的牽引速度
为8 ritt/ria,冷却水温度为室温,钛镍连铸棒坯的直径为10m可以拉出表面光洁的连铸棒坯
关键词:钛镍合金,连縯铸造
中图分类号:T6149.7;文献标识码:A:文章编号:1006-9658(2008)06-2
Abstract: Continuous cast of TINI alloy has been realized with homemade equipment consisting of an
induction eating with ao crucible and BN lining of crystallizer It is found that the TIN alloy continuous
ingot can be got when the system is in argon shield, the output of the high frequency generator is 8kw
the temperature of the alloy fusant is 1400, the dummy sketch is on 40mm below induction coils, the
drawing velocity of dummy bar is 8mm/mmin, the ameter of the ingot is 10mm
eywords: TINI alloy, continuous casting device
钛镍合金因为其优良的性能,如优良的形状记的连续铸造
乙和超弹性,比较好的力学性能以及很好的抗腐蚀
性和生物相容性,越来越广泛地应用于各个须域
实验
由于钛镍合金的化学性能活泼在高温下与大多数的1.1实验装置
耐火材料反应难于熔炼和成型,日前国内外生产钛
实验采用了白行研制的钛合金连续铸造装置。
镍合金大多采用模锛一剥皮一轧制工艺。模铸后的如图1所示,该装置主要分为熔炼系统、成型系统、
铸锭必须要去除其冒口和表层有缺陷部分,因此金真空系统、观测系统、牵引系统和二次加料系统。熔
属的损耗大,且加工繁琐,大大增加了钛镍合金的成炼系统主要由外接高频电源、感应线圈和氧化钙坩
本。通过连续铸造来代替传统模铸是当前钛镍合金埚组成。成型系统主要由结晶器和外部牵引装置组
研究的一个重点
成。为了保证实验在氩气气氛下进行,真空系统能具
钛镍合金的熔炼在现阶段多采用电磁感应熔有多次抽真空和反神氬气的功能。实验的主要观测
炼,使用水冷铜坩埚或特殊的耐火材料坩埚?。使用手段为热电偶和红外测温仪。为了能模拟连铸的工
水冷铜坩埚进行钛镍合金熔炼可以避免污染,保证业生产该装置还具有二次加料系统。
合金的质量。但是水冷铜坩埚制造比较复杂,工艺要
求高阻热利用率极低,一般只能到20%左右,。在
红外测温仪
工业生产上一般采用耐火材料坩埚进行熔炼,现今
二次加料系统
氧化钙坩埚在钛镍合金的熔炼中普遍使用
现象
连续铐造的成形过程主要在结品器中完成。结
品器是连特系统的核心部件、其作用是形成有确定电被」
指板
形状、有一定强度的连铸坯売
本实验在感应加热条件下,使用氧化钙坩埚,通
8L/感线
过白行设计的结品器,考察工艺参数,实现钛镍合金
结晶器
收稿目期:2008-04-20
文章编号:2008-064
体冰冷接口
作者简介:康迪(1982-),男,硕土研究牛
图1钛合金连续铸造置简图
cT中国铸造装备与技术6/2008
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开发研究 D=LOPING RESEAR
作为连续锛造中最重要的部件,结晶器直接影
率、石墨结晶器外套的位置以
响连铸实验的成败,本实验使用的是自行研制的钛
及铸坯的牵引速度等。
镍合金连铸用复合结晶器
1.3实验绪果
如图2所示,结晶器由石鞶结晶器外套和氮化
在氩气保护气氛下,高频
硼内衬组成。结晶器11
感应加热器保温输出功率为
外侧设置有围绕于
8kW,钛镍合金熔体温度为
其四周的冷却水套,O
1400℃,引锭位置在感应线
冷却水套的内周壁
圈以下40mm处,引锭杆的牵
设有水冷铜壁,水冷
7
引速度为8 mm/min,冷却水温
铜壁与石器结晶器3-
度为室温,钛镍连锛棒坯的直
外套紧密连接成
径为10mn可以拉出表面光洁
体。氮化硼内衬位于
的连铸棒坯(图3)。棒坯的表
石墨结晶器外套的
面光洁无明显的裂纹,棒坯长
上部位置,并靠近加
约150mm,在棒坯的上部残留
热感应线圈下方的
有未完全拉出的钛镍合金。在
感应加热区,形成
本次实验中未进行二次加料
个稳定的热端。石墨
在钛镍被拉出“…部分后,为了
结晶器外套的下部图2钛镍合念边用复合结品器
保证熔体的温度需要降低输出
与冷却水套的内侧品器外套4密封图は盖5封图
功率,使石墨套的发热量减
水冷铜壁紧密连接6冷却水进出口7.氮化硼内衬8
图3连铸棒坯固液界面向熔体方向移动,当
接触,在石墨结晶器加热感应线圈9引绽杆10.合金熔固液界面进人坩埚内部,连铸过程被迫终止,得到图
外套的下部形成一体11氧化钙坩樊12.铸坯
3形状的锈坯。
个冷端。使樫个石墨结晶器空间中形成一个稳定的
温度梯度场。合金熔体盛放于熔解合金的坩埚内,坩
2结论
埚四周设置有加热感应线圈。结晶器下部的铜壁部
本文设计制造了一套钛镍合金连续铸造装置,
分的下端开有槽口并放置有威尔逊封圈,并加以使用了氧化钙坩埚和氮化硼结晶器内衬,通过对工
压紧密封圈的密封圈压盖,这样使引锭杆拉引锛坯艺参数的选择成功得到了表面光洁的钛镍合金连铸
时构成一个动密封系统。在冷却水套的底部设有冷棒还。
却水进出口;在冷却水食的坏形空间,纵向对称设置
参考文献
半高的隔水挡板,冷却水套的左右两半空问上部相
谢成不,张武城,等,钛及钛合金锛造[Ml北京:机械工业出版社
互连通,使冷却水通过冷却水进出口进行循环冷却。
2004.
该装置工作时真空度可以达到103Pa,能在微正
唐卫胜TNi形状记忆合金的特性及应用铽工业进展,20006
压的条件下下作。外接高频电源最大输出功率为
3刘蜕勇,宙永超,蔡伟,赵连城.钛線形状记忆合金的研究进展
材料岍究与应用,2007,1(2)
60kW,工作频率为80kHz-150kHza。冷却水的温度为4施水奎,丁雨用,段望春定向凝固制备TN形状记忆合金的研究
室温,最大