鋼的軟接觸電磁連鑄結(jié)晶器用銅基復(fù)合材料的制備.pdf

1、鋼的軟接觸電磁連鑄工藝可以減輕鑄坯表面振痕,大幅提高連鑄坯表面質(zhì)量,具有很強(qiáng)的應(yīng)用前景.但是這種工藝對(duì)結(jié)晶器要求很高.對(duì)兩段式無(wú)縫結(jié)晶器而言,軟接觸電磁連鑄工藝要求結(jié)晶器的上段具有良好的透磁性能而下段必須具有良好的導(dǎo)熱性,以同時(shí)滿足軟接觸電磁連鑄的目的.該研究旨在用粉末冶金法研制透磁性能良好的銅基復(fù)合材料,對(duì)復(fù)合材料與純銅進(jìn)行了梯度連接的探索,以期促進(jìn)鋼的軟接觸電磁連鑄技術(shù)的發(fā)展和工業(yè)化應(yīng)用.(1)在用粉末冶金工藝制備銅合金材料的過(guò)程中

2、,考察了鋁、鋅、鐵、鎳、錳、硅、鈦等合金元素對(duì)復(fù)合材料性能的影響.研究發(fā)現(xiàn)低熔點(diǎn)的鋁、鋅合金組元的加入損害了材料強(qiáng)度,而材料中呈鐵磁性的鐵、鎳合金組元對(duì)材料的透磁性能有不良影響.最終采用鈦、硅、錳等合金元素研制出組成為5Mn3Si0.5Ti91.5Cu的相對(duì)電導(dǎo)率為10.2％IACS、抗拉強(qiáng)度為101.84MPa且磁導(dǎo)率較低的合金材料;并確定出用粉末冶金工藝制備這種合金材料的最佳工藝參數(shù):900MPa壓制壓力、950℃燒結(jié)溫度、3小時(shí)保

3、溫?zé)Y(jié)時(shí)間.(2)在用粉末冶金法制備A1<,2>O<,3>/Cu復(fù)合材料的研究中,探索了絕緣、無(wú)磁性的A1<,2>O<,3>陶瓷顆粒含量對(duì)復(fù)合材料性能的影響,實(shí)驗(yàn)制備了綜合性能較好的體積含量為10％的A1<,2>O<,3>/Cu復(fù)合材料,材料的抗拉強(qiáng)度達(dá)124.72MPa,相對(duì)電導(dǎo)率14.21％IACS且磁導(dǎo)率較低.并確定出粉末冶金法制備A1<,2>O<,3>/Cu復(fù)合材料的最佳工藝參數(shù):600MPa壓制壓力、950℃燒結(jié)溫度、3小時(shí)的

4、燒結(jié)保溫時(shí)間.(3)對(duì)復(fù)合材料與純銅之間進(jìn)行了梯度連接的嘗試,并分析了兩段式無(wú)縫結(jié)晶器中透磁段與銅基體間的梯度連接的可行性與存在的問(wèn)題.綜上所述,該研究在分析了鋼的軟接觸電磁連鑄結(jié)晶器銅板用復(fù)合材料性能要求的基礎(chǔ)上,采用粉末冶金工藝實(shí)驗(yàn)研制出了強(qiáng)度較高、電導(dǎo)率較低的銅合金材料和A1<,2>O<,3>/Cu復(fù)合材料,確定了兩種復(fù)合材料的成分配比和最佳工藝參數(shù);對(duì)復(fù)合材料與純銅的梯度連接進(jìn)行了初步的探索,為開(kāi)發(fā)適用于鋼的軟接觸電磁連鑄結(jié)晶銅