专利名称：一种制造金属锌坯及其管的方法
技术领域：
本发明涉及一种铸造锌坯及其管的方法，属于金属加工领域。
背景技术：
制造锌管的现有技术中，第一类是先对铸态锭进行热挤压加工后直接拉拔加工。 第二类是对空心铸态管坯通过行星斜辊轧制，再进行各种方式的拉拔加工。第三类是连铸 管坯直接拉拔，在加工过程中需中间热处理，但由于其无法消除连铸管坯的缺陷且晶粒、金 相组织有明显的加工织构，产品性能不良，现在已基本淘汰。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术中存在的问题，提供一种制造锌坯及其管的 方法，在管的制作过程中没有加热工序。其坯的性能良好。本发明的制造锌合金及其管的制作方法，包括如下工艺步骤首先，使液相锌进入结晶器的内腔中，在液相锌的凝固过程中，对结晶器内腔中的 锌金属液施加旋转磁场，液相锌凝固后成为管坯。其次，在结晶器内的锌的固-液界面区域，所述的旋转电磁场的转速为600-2500 转/分，最大电磁转矩为150-480牛顿·米。最后，对所述的管坯直接冷轧或冷拉拔成为所需要的锌管，使得电磁结晶器出来 的管坯可直接冷加工至# 8. 5毫米X0. 6毫米(直径*壁厚)的锌管规格。将结晶器内制造出# 75毫米X14毫米的管坯，其晶粒度0.2 3，密度7.25克 /立方厘米，其截面金相呈独有的沿周向盘旋的组织，尤其适合径向加工，冷轧至# 36毫 米X 5毫米规格，继续直拉拔或盘拉至# 8. 5毫米X0. 6毫米，冷加工管材表面无桔皮现 象。软态晶粒度0.02-0. 03，延伸率50%。本发明的优点效果通过磁场下的铸造过程，消除了通常必须经过热加工过程才能消除或减少的材料 组织缺陷，使铸态的锌及锌合金性能达到甚至超过热挤压或行星斜轧时的物理性能通过 电磁铸造后的铸态管坯密度可达7. 1克/立方厘米，而热挤压的管坯由于普通铸造的缺陷， 一般在6. 9 7. 0克/立方厘米，而行星斜轧的加工过程的应力状态(二向压应力)劣于 热挤压(三向压应力)，因此行星斜轧的管坯密度仅为6. 7 6. 9克/立方厘米。除此之 外，通过电磁铸造的坯管的杂质总量及分布低于普通铸造方法生产的用于热挤压或斜轧的 铸锭，这是通过热挤压或PSW行星斜轧所不能改善的。电磁铸造管坯具有可与热挤压管坯 媲美，并优于行星斜轧管坯的力学性能电磁铸造管坯延伸率45 55%，热挤压延伸率40 50 %，行星斜轧管坯延伸率 35 45%。这是电磁铸坯能够承受达到的冷加工延伸系数220的物理及力学性能基础。在传统金属连铸中，金属在凝固区的偏析、缩松、析出型气孔、反应型气孔、非金属 夹杂物，导致了铸造管材的冷加工延展性能不良。传统连铸锌管在冷加工前都需先经过热加工以改善性能，再适应继续的冷加工工艺要求，热加工过程的缺点是直接成本提高、成材 率下降、高额设备投资、场地占用、能耗增加。利用旋转磁场所产生的磁力使连铸中的液态锌沿铸造轴向单向旋转并周期收缩 振荡产生以下效果1、在固-液界面上因液相金属的定向流动引起固相组织生长方向由传统的管截 面径向转变为具有圆周向生长的倾向，使铸造缺陷在冷加工中继续扩展的趋势减少，而从 组织上改善了冷加工性能。2、液相在固-液界面上的强烈单向冲涮，加强了枝晶间的对流，使晶界及枝晶偏 析程度降低。3、磁场导致固_液界面上及液相内的磁致伸缩，降低了液相金属的气体的在析出 时对过饱合度的要求，使金属液中的气体更充分地析出，使液相金属在凝固前与传统连铸 方法相比气体溶解量相对下降。
具体实施例方式一种制造锌坯的方法，使液相锌进入结晶器的内腔中，在液相锌的凝固过程中， 对结晶器内腔中的锌金属液施加旋转磁场，液相锌凝固后成为管坯。在结晶器内的锌的 固-液界面区域，所述的旋转电磁场的转速为600-2500转/分，最大电磁转矩为150-480 牛顿·米。最后对所述的管坯直接冷轧或冷拉拔成为所需要的锌管，使得电磁结晶器出来 的管坯可直接冷加工至# 8. 5毫米X0. 6毫米(直径*壁厚)的锌管规格。具体地说是将结晶器内制造出f 75毫米X 14毫米的管坯，其晶粒度0.2 3，密 度7. 25克/立方厘米，其截面金相呈独有的沿周向盘旋的组织，尤其适合径向加工，冷轧至 # 36毫米X 5毫米规格，继续直拉拔或盘拉至# 8. 5毫米X0. 6毫米，冷加工管材表面无 桔皮现象。软态晶粒度0.02-0. 03，延伸率50%。
权利要求
一种铸造锌坯的方法，使液相锌进入结晶器的内腔中，其特征在于在液相锌的凝固过程中，对结晶器内腔中的锌施加旋转磁场，液相锌或锌合金凝固后成为管坯。
2.根据权利要求1所述的一种制造锌坯的方法，其特征在于在结晶器内的锌的 固-液界面区域，所述的旋转电磁场的转速为600-2500转/分，最大电磁转矩为150-480 牛顿.米。
3.—种制造锌管的方法，其特征在于对所述的管坯直接冷轧或冷拉拔成为锌管。
全文摘要
本发明涉及一种制造金属锌坯及其管的方法，其制作方法包括如下工艺步骤首先，使液相锌进入结晶器的内腔中，在液相锌的凝固过程中，对结晶器内腔中的锌金属液施加旋转磁场，液相锌凝固后成为管坯并对所述的管坯直接冷轧或冷拉拔成为所需要的锌管。本发明的一种制造金属锌坯及其管的方法，在管的制作过程中没有加热工序，其坯的性能良好。
文档编号B22D27/02GK101992288SQ20091001338
公开日2011年3月30日 申请日期2009年8月25日 优先权日2009年8月25日
发明者赵宏伟 申请人:赵宏伟