一种锡青铜铸锭的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种锡青铜铸锭的制备方法，将铜水引入结晶器的铸造腔后拉铸出铸锭；其特征在于：所述结晶器包括本体，开设有沿上下方向延伸的冷却水槽，所述冷却水槽具有朝上的第二出水口；所述铸造腔设置在本体上并上下贯通，所述铸造腔的数量至少为两个，并沿冷却水槽的周向间隔设置。一方面，增加了过冷度，使得结晶势能增加，利于获得更加细小的晶粒，另一方面，减少了枝晶，使得锡偏析问题得到改善，获得的铸锭组织整体均匀，塑性高且性能一致性高，消除了后道拉丝开裂、断线问题。铸坯的延伸率≥40％，抗拉强度≥450MPa。抗拉强度≥450MPa。

【技术实现步骤摘要】
一种锡青铜铸锭的制备方法


[0001]本专利技术属于铜合金
，具体涉及一种锡青铜铸锭的制备方法。

技术介绍

[0002]铜及铜合金的铸造技术有水平连铸、下引半连铸、上引连铸、浇铸等工艺，水平连铸工艺具有灵活度高、生产效率高、产品品质相对稳定等优势，因此被广泛应用到黄铜、青铜、白铜等线材、棒材、带材的铸造，其中锡青铜线材的制备通常采用水平连铸工艺铸造铸锭。
[0003]锡青铜QSn6.5
‑
0.1、C54400在采用水平连铸时，为追求更高的效率，通过使用多孔结晶器进行铸造，但导致水平连铸的铸锭出现诸多质量问题，如组织偏析、开裂、气孔、夹渣、延伸率低，抗拉强度和硬度一致性低等，造成产品加工不良率提高。通过对造成质量问题进行分析，核心原因就是铸造过程中铸锭的冷却性能不均，冷却强度不够，导致铸锭晶粒粗大、枝晶发达，导致铸锭局部组织偏析严重，直接表现为铸锭的延伸率低于38％，抗拉强度低于450MPa，在后道的拉丝过程中易断线、直度差、直径波动大，成品存在中空、夹渣、开裂等问题。
[0004]如何提高铸造的冷却均匀性和冷却强度，细化组织晶粒，优化组织性能是当前需要解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种铸锭成分偏析小、晶粒细小、塑性高且性能一致性高的锡青铜铸锭的制备方法。
[0006]本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种锡青铜铸锭的制备方法，将铜水引入结晶器的铸造腔后拉铸出铸锭；其特征在于：所述结晶器包括/>[0007]本体，开设有沿上下方向延伸的冷却水槽，所述冷却水槽具有朝上的第二出水口；所述铸造腔设置在本体上并上下贯通，所述铸造腔的数量至少为两个，并沿冷却水槽的周向间隔设置；
[0008]冷却水套，套设在本体外围，并与本体之间存在间隙，所述本体与冷却水套共同限定出冷却腔，所述冷却水套上开设有与冷却腔流体连通的进水口和第一出水口，所述冷却水槽与冷却腔流体连通。
[0009]作为优选，所述本体与冷却水套之间设置有套置在本体外围的第一隔水板，所述第一隔水板沿上下方向延伸，该第一隔水板将冷却腔分隔为位于第一隔水板与本体之间的内冷却腔以及位于第一隔水板与冷却水套之间的外冷却腔，所述第一隔水板与冷却腔的顶壁、底壁之间均存在供水流通过的间隙；所述第一隔水板与冷却水套之间设置有套置在第一隔水板外围的第二隔水板，该第二隔水板将外冷却腔分割为上冷却腔以及下冷却腔，所述进水口位于第二隔水板的上方，所述第一出水口位于第二隔水板的下方。
[0010]通过设置第一隔水板将冷却腔分隔为内冷却腔、外冷却腔，避免水流直接冲击铜
套，造成铸坯的冷却速度不均，第二隔水板将外冷却腔分割为上冷却腔以及下冷却腔，冷却水从进水口进入上冷却腔，环形水流逐渐向上均匀流到内冷却腔内，同时，水流进入冷却水槽，实现铸坯中间以及外部的均匀冷却。
[0011]作为优选，所述第一隔水板与本体之间的间距为1～3mm。在水流总压不变的情况下，通过控制第一隔水板与本体之间的间距可以实现水流快速通过，确保高效换热效率的同时保证水流顺利通过。
[0012]作为优选，所述进水口邻近第二隔水板的底部，所述第一出水口高于第一隔水板的底壁。通过该方式使得水流向下后再向上，利于保持内冷却腔内的水压，一定的压力可以提高水流的蓄热量，同时可以确保窄水缝均匀压力，使得内冷却腔内整体充满水，实现均匀冷却的同时，提高过冷度。
[0013]作为优选，所述本体上设置有连通冷却腔与冷却水槽的水流通道，所述水流通道沿水平方向设置，并邻近冷却水槽的底部。水流从冷却水槽的底部自下而上流动，更利于实现对铸锭的均匀冷却。
[0014]作为优选，所述铸造腔的数量为4个，所述水流通道的数量为四条，分别布置在相邻铸造腔之间。
[0015]作为优选，所述进水口和第一出水口的水温温差控制在35℃以上。更高的温差，可以获得更高的换热效率，低于35℃，降低整体铸造效率，拉速无法保证。
[0016]作为优选，距离所述结晶器出口30～100mm处设置有二次冷却水。低于30mm影响组织晶粒粗大，高于100mm冷却效果降低，对于铸造熔体结晶影响效果降低明显。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：在本体开设有沿上下方向延伸的冷却水槽，冷却水槽具有朝上的第二出水口，铸造腔设置在本体上并上下贯通，铸造腔的数量至少为两个，并沿冷却水槽的周向间隔设置，冷却水槽与冷却腔流体连通，能够解决结晶器中间部位无法冷却的问题，实现铸锭均匀冷却，且加强了冷却强度，一方面，增加了过冷度，使得结晶势能增加，利于获得更加细小的晶粒，另一方面，减少了枝晶，使得锡偏析问题得到改善，获得的铸锭组织整体均匀，塑性高且性能一致性高，消除了后道拉丝开裂、断线问题。铸坯的延伸率≥40％，抗拉强度≥450MPa。
附图说明
[0018]图1为本专利技术实施例结晶器的结构示意图。
[0019]图2为本专利技术实施例结晶器的剖视图。
[0020]图3为本专利技术实施例结晶器的剖视图。
[0021]图4为本专利技术实施例1铸锭的金相组织照片(放大200倍)。
[0022]图5为本专利技术实施例2铸锭的金相组织照片(放大200倍)。
[0023]图6为本专利技术对比例2铸锭的金相组织照片(放大200倍)。
具体实施方式
[0024]以下结合附图实施例对本专利技术作进一步详细描述。
[0025]本专利技术提供5个实施例和5个对比例，实施例的成分见表1。实施例采用本专利技术的结晶器进行铸造，结晶器1包括本体11和冷却水套12。
[0026]本体11开设有沿上下方向延伸的冷却水槽14，冷却水槽14具有朝上的第二出水口142；铸造腔111设置在本体11上并上下贯通，铸造腔111的数量为四个，并沿冷却水槽14的周向间隔设置。冷却水套12套设在本体11外围，并与本体11之间存在间隙，本体11与冷却水套12共同限定出冷却腔，冷却水套12上开设有与冷却腔流体连通的进水口121和第一出水口122，本体11上设置有连通冷却腔与冷却水槽14的水流通道15，水流通道15沿水平方向设置，并邻近冷却水槽14的底部。水流通道15的数量为四条，分别布置在相邻铸造腔111之间。
[0027]本体11与冷却水套12之间设置有套置在本体11外围的第一隔水板16，第一隔水板16沿上下方向延伸，该第一隔水板16将冷却腔分隔为位于第一隔水板16与本体11之间的内冷却腔131以及位于第一隔水板16与冷却水套12之间的外冷却腔132，第一隔水板16与冷却腔的顶壁、底壁之间均存在供水流通过的间隙；第一隔水板16与冷却水套12之间设置有套置在第一隔水板16外围的第二隔水板17，该第二隔水板17将外冷却腔132分割为上冷却腔1321以及下冷却腔1322，进水口121位于第二隔水板17的上方，第一出水口122位于第二隔水板17的下方。第一隔水板16与本体11之间的间距为1～3mm。进水口121邻近第二隔水板17的底部，第一出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锡青铜铸锭的制备方法，将铜水引入结晶器(1)的铸造腔(111)后拉铸出铸锭；其特征在于：所述结晶器(1)包括本体(11)，开设有沿上下方向延伸的冷却水槽(14)，所述冷却水槽(14)具有朝上的第二出水口(142)；所述铸造腔(111)设置在本体(11)上并上下贯通，所述铸造腔(111)的数量至少为两个，并沿冷却水槽(14)的周向间隔设置；冷却水套(12)，套设在本体(11)外围，并与本体(11)之间存在间隙，所述本体(11)与冷却水套(12)共同限定出冷却腔，所述冷却水套(12)上开设有与冷却腔流体连通的进水口(121)和第一出水口(122)，所述冷却水槽(14)与冷却腔流体连通。2.根据权利要求1所述的锡青铜铸锭的制备方法，其特征在于：所述本体(11)与冷却水套(12)之间设置有套置在本体(11)外围的第一隔水板(16)，所述第一隔水板(16)沿上下方向延伸，该第一隔水板(16)将冷却腔分隔为位于第一隔水板(16)与本体(11)之间的内冷却腔(131)以及位于第一隔水板(16)与冷却水套(12)之间的外冷却腔(132)，所述第一隔水板(16)与冷却腔的顶壁、底壁之间均存在供水流通过的间隙；所述第一隔水板(16)与冷却水套(12)之间设置有套置在第一隔水板(16)外围的第二隔水板...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳好，张宝，张翼，项燕龙，蒋浩哲，华称文，
申请(专利权)人：宁波金田铜业集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：