銅合金熱型連鑄的研究及其數(shù)值模擬.pdf

1、本文研究的重點如下：首先把現(xiàn)有的水平連鑄設(shè)備設(shè)計改造為熱型連鑄設(shè)備，其次在此設(shè)備上進(jìn)行純銅熱型連鑄試驗的研究，最后運(yùn)用ProCAST軟件采用非穩(wěn)態(tài)算法模擬純Cu熱型連鑄過程的溫度場和凝固場，采用穩(wěn)態(tài)算法模擬Cu-10％Al合金熱型連鑄過程的溫度場、凝固場以及晶粒結(jié)構(gòu)。 加熱的鑄型是熱型連鑄區(qū)別于傳統(tǒng)連鑄設(shè)備的主要特征，因此設(shè)計鑄型和鑄型加熱爐成為研究的重點，包括加熱爐內(nèi)核心部件材質(zhì)的選擇、加熱功率以及核心部件的布置分配。此外，對

2、水冷系統(tǒng)以及其它的輔助設(shè)備也做了研究和說明。 鑄型出口溫度、拉鑄速度和冷卻距離是熱型連鑄的重要工藝參數(shù)。在純銅熱型連鑄試驗中，當(dāng)鑄型出口溫度為1135℃、拉鑄速度為74mm/s、冷卻距離為20mm時，能夠拉鑄出表面良好的準(zhǔn)單晶銅棒材。 試驗后對準(zhǔn)單晶銅的電阻率和力學(xué)性能進(jìn)行了測試分析，并對準(zhǔn)單晶銅橫截面進(jìn)行XRD衍射分析。結(jié)果表明：與國家標(biāo)準(zhǔn)純銅線T2M相比，準(zhǔn)單晶銅的電阻率與國家標(biāo)準(zhǔn)相當(dāng)；準(zhǔn)單晶銅的抗拉強(qiáng)度與國家標(biāo)準(zhǔn)相

3、比降低了26.6％，伸長率最大增加了76％，在晶體演化過程中逐漸淘汰的晶面為(311)、(220)和(111)，準(zhǔn)單晶生長的晶面為(100)，連鑄銅單晶的晶體生長方向為[100]晶向。因此，準(zhǔn)單晶銅具有較為優(yōu)異的塑性加工性能和較低電阻率，并且生產(chǎn)率較高。 ProCAST模擬連鑄的過程有兩種方法，穩(wěn)態(tài)算法和非穩(wěn)態(tài)算法。本文采用非穩(wěn)態(tài)模型和穩(wěn)態(tài)模型分別模擬純Cu和Cu-10％Al合金的熱型連鑄過程，主要包括：模型的建立，初始條件、