上引式熱型連鑄記憶合金管接頭研制.pdf

1、為克服水平熱型連鑄制備管接頭容易出現(xiàn)裂紋、拉漏和彎曲等不足，課題研究了上引熱型連鑄工藝。石墨坩堝連接水平管，鑄型垂直安裝在水平管上，合金液被引管向上拉出，定向凝固成鑄管。冷卻裝置安裝在鑄型上方，使鑄管冷卻。為了防止冷卻器中的水流入鑄型，在冷卻器底部安裝了真空室。真空室和真空泵相連，真空室外部的空氣將流入真空室和管的間隙中，使沿著管向下流的水吸入真空泵中。為了防止管因擺動(dòng)而產(chǎn)生彎曲，在沿管方向安裝了三個(gè)管支架。
　　CuAlBe合金

2、易在熔融狀態(tài)下氧化。厚的氧化膜覆蓋在合金液表面，會(huì)阻礙液位探測(cè)器與合金液的接觸。此外，氧化物緊緊粘附在探測(cè)器上，當(dāng)液位下降，探測(cè)器仍然能接觸到合金液，直到液位進(jìn)一步下降到一定距離才與合金液脫離接觸。在上述情況下，探測(cè)器不能準(zhǔn)確顯示液位。本課題中，在合金液表面和探測(cè)器下方放置了一塊薄的石墨片。探測(cè)器通過石墨片間接接觸合金液，這樣可以精確的測(cè)量液位的高度。
　　上引熱型連鑄制備外徑Φ10mm的CuAlBe合金管。連鑄工藝參數(shù)包括:壓頭

3、、冷卻距離、連鑄速度。研究結(jié)果表明:在壓頭為2mm、鑄型溫度為1050℃、冷卻距離為5mm、連鑄速度為40/min時(shí)，能連鑄出筆直且表面質(zhì)量完好的合金管。壓頭低會(huì)造成液體流動(dòng)性差，導(dǎo)致管材局部缺失。壓頭過高，導(dǎo)致合金液漏出。短的冷卻距離和低的連鑄速度，導(dǎo)致管材局部產(chǎn)生裂紋。而長(zhǎng)的冷卻距離和高的連鑄速度將導(dǎo)致拉漏。
　　將CuAlBe合金管制備成管接頭，然后對(duì)管接頭進(jìn)行性能檢測(cè)。CuAlBe合金管被切割成15mm的段，然后加熱到85

4、0℃，保溫30min后水淬，以消除γ2相。將合金管接頭內(nèi)孔鉸成約Φ7.5mm，然后將管接頭在-30℃(Ms)、20℃(Ms～As)、80℃(＞Af)三種溫度下分別擴(kuò)徑到Φ8.04mm、Φ8.26mm和Φ8.56mm。結(jié)果表明:在＜Ms溫度，擴(kuò)徑率最大為11.3％，管接頭回復(fù)率仍達(dá)92.75％。隨著溫度升高到Ms-As和＞As，擴(kuò)徑率和回復(fù)率都逐漸降低。在Ms-As溫度擴(kuò)徑最大擴(kuò)徑率為9.98％，回復(fù)率為91.8％。在＞As擴(kuò)徑，最大擴(kuò)徑

5、率只有7.97％，回復(fù)率只有87.27％。隨著擴(kuò)徑率的增加，As和Af溫度明顯升高，Ms變化不大，Mf則降低;在最大擴(kuò)徑率為11.3％時(shí)，最大相變滯后達(dá)74℃。
　　對(duì)管材進(jìn)行連接實(shí)驗(yàn)。在管接頭內(nèi)表面涂上一層薄薄的環(huán)氧樹脂。將外徑Φ8的兩根銅管插入管接頭兩端，輕輕旋轉(zhuǎn)管接頭以保證環(huán)氧樹脂均勻涂在銅管上。用熱風(fēng)機(jī)對(duì)管接頭加熱至200℃并保溫1分鐘，管接頭回復(fù)包住銅管，完成連接。對(duì)連接后的管接頭通入3.0MPa的氮?dú)?，浸入水中保?m