专利名称：：制备易氧化难变形合金线杆的设备的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种制备易氧化难变形合金线杆的设备，特别涉及一种可获得超长Cu-Cr-Zr、Cu-Ti合金线杆的短流程制备的设备，属于有色金属加工
技术领域：
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背景技术：
：Cu-Cr-Zr合金由于具有较高的强度及导电性能，其棒型线产品在电子、电力、汽车、轻工、交通等行业中有广泛应用，尤其超长Cu-Cr-Zr合金棒线生产的实现，使其更具市场应用前景。但由于Zr在大气中很容易氧化烧损，所以非真空生产Cu-Cr-Zr合金线杆较为困难。Cu-Ti合金也由于Ti在空气中极容易氧化烧损，且Cu-Ti合金由于Ti的加入使合金的强度很高(尤其Ti含量》5wt^后合金强度较高)，高温及冷变形都较为困难。Cu-Ti合金作为很好的弹性材料，很多应用材为合金线杆，传统挤压拉拔生产方法极为困难。合金短流程的生产方法可达到节能、降耗、保护环境，具有极好的社会效益。Cu-Cr-Zr、Cu-Ti合金线杆在非真空条件下生产，具有较高附加值。Cu-Cr-Zr、Cu-Ti合金由于Zr、Ti等元素极易氧化，在大气条件下熔炼很难将其加入合金中，Cu-Cr-Zr、Cu-Ti合金材料的生产通常在真空炉中进行。目前，该类合金线杆的生产工艺为将按比例配好的电解铜与其它合金装入真空炉，在真空度小于10—spa条件下加热熔炼，在调整到铸造温度后在真空炉内直接浇铸挤压合金锭坯，锭坯经扒皮后挤压一定规格的合金棒材，棒材经热处理和拉拔至线杆成品规格。这种生产工艺可以归结为真空熔炼——真空铸造——扒皮——挤压——热处理——拉拔——成品。传统生产工艺存在以下缺点①真空熔炼与铸造能耗较大，效率低，生产成本较高；②真空熔炼与铸造不能实现连续生产，铸锭尺寸与规格受到限制，所生产的Cu-Cr-Zr合金棒材长度有限，不能生产超长Cu-Cr-Zr合金线杆；③生产工艺工序较多，生产周期长，同时由于生产工序较多使得成材率降低；Cu-Ti合金由于强度较大，制备的锭坯挤压较为困难，且挤压棒材冷拉拔较为困难，需要进行多次中间退火。
发明内容本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种制备易氧化难变形合金线杆的设备，实现超长Cu-Cr-Zr、Cu-Ti合金线杆的短流程生产，可縮短传统真空生产该类合金线杆材工艺流程，有效解决高强低塑性合金冷变形的困难。本发明的目的通过以下技术方案来实现制备易氧化难变形合金线杆的设备，包括熔炼炉炉体和炉盖，其特征在于所述熔炼炉是带有气氛保护的非真空感应熔炼炉，熔炼炉炉体的侧面开有孔，侧孔部位安装有不同截面规格的水平连铸结晶器，水平连铸结晶器的流道与熔炼炉炉体相通，在水平连铸结晶器的出口设有牵引机构，巻曲机构与牵引机构相衔接。进一步地，上述的制备易氧化难变形合金线杆的设备，其特征在于所述炉盖上设有一个进气口、一个观察窗和一个加料口，并附带有冷却机构。更进一步地，上述的制备易氧化难变形合金线杆的设备，其特征在于在熔炼炉炉体侧面的下部靠炉体底部位置开有孔，在所述侧孔部位安装不同截面规格的水平连铸结晶器，所述巻曲机构、牵引机构与水平连铸结晶器流道呈水平直线布置。本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在①本发明采用气氛保护的非真空感应熔炼炉，炉体侧面开孔，通过在侧孔安装不同截面规格水平连铸结晶器实现水平连铸合金线杆，水平连铸结晶器的尺寸根据产品要求制定不同规格、不同截面，牵引机构实现线杆按照规定拉铸速度前进，巻曲机构实现对拉铸线杆的收集，使线杆长度可以延伸；②通过气氛保护，可制备各种易氧化金属及难变形合金线杆，避免真空生产工艺的各种问题，实现连续生产金属及合金线杆，且能极大地縮短工艺流程；通过改变水平连铸结晶器可实现各种不同截面的线杆材的生产；通过增加炉体吨位或者多次添加熔体能够实现易氧化、难变形合金超长线杆的制备，能制备出高质量Cu-Cr-Zr、Cu-Ti等合金线杆；③本发明设备制备的连铸棒线材组织较好，具有优异的塑性加工性能，有利于提高道次加工率，减少拉拔道次，而且可减少甚至不用进行中间退火工序，大幅度提高线杆、线材的生产效率，合金棒材、线材工艺成品率较高，广泛适用于Cu-Cr-Zr、Cu-Ti等易氧化合金、Cu-Ti等变形较为困难的合金线杆的生产制备，且长度上不受限制。下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明图l:本发明的结构示意图。图中各附图标记的含义见下表<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>具体实施方式如图1，制备易氧化难变形合金线杆的设备，包括熔炼炉炉体1和炉盖3，炉盖3上设有一个进气口2、一个观察窗4和一个加料口5，并附带有冷却机构6用于避免感应发热而带来炉温度的升高；熔炼炉采用气氛保护的非真空感应熔炼炉，炉体带有感应加热器IO，给熔炼过程提供热量，炉体内部设有坩埚内衬8，坩埚内衬8外围填充有填沙9，易氧化金属及合金在坩埚内衬8中进行熔炼；炉盖3很好的与熔炼炉炉体1密封；熔炼炉炉体1的侧面开有孔，侧孔部位安装有不同截面规格的水平连铸结晶器11，水平连铸结晶器11的流道与熔炼炉炉体1相通，水平连铸结晶器11中带有冷却水口14，以便铸造过程快速降低铸锭温度；在水平连铸结晶器11的出口设有牵引机构12，巻曲机构15与牵引机构12相衔接。通常在熔炼炉炉体1侧面的下部靠炉体底部位置开有孔安装水平连铸结晶器11，巻曲机构15、牵引机构12与水平连铸结晶器11流道呈水平直线布置。水平连铸结晶器11的尺寸根据产品要求制定不同规格，牵引机构12实现线杆按照规定拉铸速度前进，巻曲机构15实现对拉铸线杆的收集，使线杆长度可以延伸。本发明设备可以成功地的将传统真空炉生产工艺真空熔炼——真空铸造——扒皮一一挤压一一热处理——拉拔——成品，极大的縮短为合金熔炼——连续拉铸——拉拔——线杆成品。通过气氛保护，适用于制备各种易氧化金属及难变形合金线杆，避免真空生产工艺的各种问题，实现连续生产金属及合金线杆，且能极大地縮短工艺流程。通过改变水平连铸结晶器实现各种不同截面的线杆材的生产。通过增加炉体吨位或者多次添加熔体，能够实现易氧化、难变形合金超长线杆的制备，可制备高质量Cu-Cr-Zr、Cu-Ti合金线杆。本发明设备在应用于制备Cu-Cr-Zr合金线杆时其步骤为——(1)熔炼熔炼合金前安装好连铸结晶器，使连铸结晶器在熔炼过程中处于闭合状态；连铸结晶器安装完成后，将按比例配好的电解铜与其它合金装入非真空感应熔炼炉，闭合炉盖通气升温熔化；熔炼好后调整温度至铸造温度，打开连铸结晶器开始拉铸线杆。(2)连续拉铸根据Cu-Cr-Zr合金线杆的使用要求，线杆的直径为O)520mm，且可按要求拉铸各种不同形状的异型截面；连铸线杆材在伺服电机的带动下前进，达一定长度后在巻曲机上打巻；拉铸直至炉内熔体完毕，多次添加熔体的情况下，使拉铸过程不断点，一直进行达到需要的线杆长度，实现超长Cu-Cr-Zr合金线杆的制备。(3)拉拔本发明工艺制备的线杆均为光亮杆，不必对表面进行扒皮处理可直接进行拉拔；而且本发明工艺得到的连铸线杆材组织较好，具有优异的塑性加工性能，有利于提高道次加工率，减少拉拔道次，而且可减少甚至不用进行中间退火工序，大幅度提高线杆的生产效率。(4)线杆成品获得成品规格的合金线杆。本发明设备在非真空条件下进行，通过气氛保护的方式实现对易氧化元素的保护，获得满足合金成分要求的合金线杆，且本方法生产的线杆材料均为光亮杆，不必对表面进行扒皮处理。本发明设备对超长棒线材生产的实现有两种方式一种是适当的增加炉体的吨位，使熔炼的一炉熔体足够生产所需要的棒材或线材的长度；一种是多次向熔炼炉内添加合金熔体实现棒线材的连续拉铸生产，直至达到需要的长度。实施例l分别按表l取工业电解铜、铜铬中间合金、锆丝等合金原料，其具体的制备工艺为①熔炼熔炼合金前安装好水平连铸结晶器11,使水平连铸结晶器11在熔炼过程中处于闭合状态，水平连铸结晶器11安装完成后，将按比例配好的电解铜与其它合金装入感应炉，从加料口5投入炉膛7，使其盛于坩埚内衬8当中，也可以打开炉盖3直接加入原料；盖好盖子和观察窗4，打开保护气阀，从上部进气孔2通入氩气，直到空气从上部加料口5排出、保护气体充满炉膛7，打开感应加热器IO对感应炉体进行加热，整个加热过程可通过观察窗4进行观察，通保护气升温至130(TC熔化，熔炼好后调整温度至11501250'C的铸造温度，打开水平连铸结晶器11开始拉铸线杆；②连续拉铸根据Cu-Cr-Zr合金线杆的使用要求，线杆的直径为0)15mm圆杆，拉铸速度200mm/min,线杆达一定长度后打巻；③拉拔将制备的光亮杆直接进行拉拔，不必对表面进行扒皮处理。经36个道次的孔型拉拔，得到成品规格的Cu-Cr-Zr合金线杆，大幅度地縮短流程、提高线杆的生产效率。本发明设备在气氛保护下熔炼，可以很好的保护易氧化金属元素，如本实施例中各元素的熔损率见表1。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>分别按表2取工业电解铜、海绵钛等合金原料，同实施例l的工艺步骤制备Cu-Ti合金线杆，各元素的熔损率见表2。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>综上可见，本发明设备成功实现将传统真空炉生产工艺真空熔炼一一真空铸造——扒皮——挤压——热处理——拉拔——成品，縮短为合金熔炼——连续拉铸——拉拔——线杆成品。广泛用于Cu-Cr-Zr、Cu-Ti等易氧化合金、Cu-Ti等变形较为困难的合金线杆的生产制备，且长度上不受限制。不采用真空炉熔炼，使生产能够连续生产，显著提高合金材料的成材率，实现节能降耗，极大降低生产成本。连续生产实现了合金线杆材料长度上的扩展，理论上可以生产任意长度的棒材或线材。本发明设备制备的连铸棒线材组织较好，具有优异的塑性加工性能，有利于提高道次加工率，减少拉拔道次，而且可减少甚至不用进行中间退火工序，大幅度提高线杆、线材的生产效率，合金棒材、线材工艺成品率非常之高。以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。权利要求1.制备易氧化难变形合金线杆的设备，包括熔炼炉炉体(1)和炉盖(3)，其特征在于所述熔炼炉是带有保护气氛的非真空感应熔炼炉，熔炼炉炉体(1)的侧面开有孔，侧孔部位安装有不同截面规格的水平连铸结晶器(11)，水平连铸结晶器(11)的流道与熔炼炉炉体(1)相通，在水平连铸结晶器(11)的出口设有牵引机构(12)，卷曲机构(15)与牵引机构(12)相衔接。2.根据权利要求1所述的制备易氧化难变形合金线杆的设备，其特征在于所述炉盖(3)上设有一个进气口(2)、一个观察窗(4)和一个加料口(5)，并附带有冷却机构(6)。3.根据权利要求1所述的制备易氧化难变形合金线杆的设备，其特征在于在熔炼炉炉体(1)侧面的下部靠炉体底部位置开有孔，在所述侧孔部位安装不同截面规格的水平连铸结晶器(11)，所述巻曲机构(15)、牵引机构(12)与水平连铸结晶器(11)流道呈水平直线布置。全文摘要本发明涉及制备易氧化难变形合金线杆的设备，熔炼炉采用气氛保护的非真空感应熔炼炉，熔炼炉炉体的侧面开有孔，侧孔部位安装有不同截面规格的水平连铸结晶器，水平连铸结晶器的流道与熔炼炉炉体相通，在水平连铸结晶器的出口设有牵引机构，卷曲机构与牵引机构相衔接。通过在侧孔安装不同截面规格水平连铸结晶器实现水平连铸合金线杆，水平连铸结晶器的尺寸根据产品要求制定不同规格、不同截面，牵引机构实现线杆按照规定拉铸速度前进，卷曲机构实现对拉铸线杆的收集，使线杆长度可以延伸，广泛适用于Cu-Cr-Zr、Cu-Ti等易氧化合金、Cu-Ti等变形较为困难的合金线杆的生产制备。文档编号B22D11/045GK101157119SQ200710135258公开日2008年4月9日申请日期2007年11月12日优先权日2007年11月12日发明者向朝建,慕思国,曹兴民,朱永兵,李华清,杨春秀,郭富安申请人:苏州有色金属研究院有限公司