[發(fā)明專利]環(huán)狀錠及其制造方法以及管狀型材的制造方法

在審

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• 申請日: 2016-07-05
• 公開（公告）號: CN107570672A
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姚力軍;潘杰;李桂鵬;王學(xué)澤;鄭東升
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波江豐電子材料股份有限公司
• 主分類號: B22D7/04
• 分類號: B22D7/04;B22D7/06;B21C23/02
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11227
• 代理人: 高靜,吳敏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬熔煉方法，特別涉及一種環(huán)狀錠及其制造方法以及管狀型材的制造方法。

背景技術(shù)

電子束熔煉爐(Electron Beam Refine Furnace，EB爐)，是利用高速運動電子的動能轉(zhuǎn)換成熱能作為熱源，將金屬熔化成鑄錠的一種真空熔煉設(shè)備。由于EB爐真空度高，提純效果好，可以同時去除高密度與低密度雜質(zhì)，因此廣泛用于生產(chǎn)潔凈金屬，對于高純金屬以及耐高溫合金生產(chǎn)領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。

電子束熔煉爐在較高真空條件下用一個或多個電子槍陰極發(fā)射的高速電子束轟擊高溫難熔金屬，由電子束動能轉(zhuǎn)化為熱能來加熱熔化金屬形成流動性的金屬液滴，金屬液滴落入水冷結(jié)晶器或鑄錠的模具內(nèi)，聚集成熔池，然后冷凝成錠坯。

錠坯被廣泛應(yīng)用于制造金屬型材，例如對錠坯進(jìn)行壓力加工或擠壓以形成金屬型材。其中，錠坯中的空心錠(或稱為環(huán)狀錠)主要應(yīng)用于金屬管狀型材材料的加工，所述金屬管狀型材可應(yīng)用于電子、化工或軍工等領(lǐng)域。

然而，現(xiàn)有技術(shù)制造的金屬管狀型材的成材率低，且制造金屬管狀型材工藝對擠壓設(shè)備的要求精度高，造成設(shè)備成本高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的問題是提供一種環(huán)狀錠及其制造方法以及管狀型材的制造方法，提高將金屬錠擠壓成管狀型材的成材率。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種環(huán)狀錠的制造方法，包括：提供金屬坯料；對所述金屬坯料進(jìn)行熔煉形成熔池，所述熔池內(nèi)具有熔融金屬；將所述熔池內(nèi)的熔融金屬注入至中空環(huán)狀結(jié)晶器內(nèi)；對位于所述中空環(huán)狀結(jié)晶器內(nèi)的熔融金屬進(jìn)行冷凝處理，形成環(huán)狀錠。

可選的，所述中空環(huán)狀結(jié)晶器具有中空環(huán)狀器皿區(qū)；注入至所述中空環(huán)狀結(jié)晶器內(nèi)的熔融金屬位于所述中空環(huán)狀器皿區(qū)內(nèi)。

可選的，所述中空環(huán)狀器皿區(qū)具有兩個相對側(cè)壁；通過調(diào)節(jié)所述中空環(huán)狀器皿區(qū)兩個相對側(cè)壁之間的距離，以制造具有不同壁厚的環(huán)狀錠。

可選的，采用電子束熔煉工藝進(jìn)行所述熔煉。

可選的，所述冷凝處理包括：對位于所述中空環(huán)狀結(jié)晶器內(nèi)的熔融金屬進(jìn)行第一冷凝處理，形成初始環(huán)狀錠；將所述初始環(huán)狀錠從所述中空環(huán)狀結(jié)晶器內(nèi)拉出，且在拉出所述初始環(huán)狀錠的過程中，對所述初始環(huán)狀錠進(jìn)行第二冷凝處理，所述初始環(huán)狀錠轉(zhuǎn)化為所述環(huán)狀錠。

可選的，所述中空環(huán)狀結(jié)晶器為水冷坩堝。

可選的，所述中空環(huán)狀結(jié)晶器底部具有拉錠裝置；通過所述拉錠裝置將所述初始環(huán)狀錠從所述中空環(huán)狀結(jié)晶器內(nèi)拉出。

可選的，對所述金屬坯料進(jìn)行熔煉的步驟包括：采用第一電子束轟擊所述金屬坯料，使所述金屬坯料熔化形成金屬液滴，所述金屬液滴落入所述中空環(huán)狀結(jié)晶器內(nèi)；采用第二電子束轟擊位于所述中空環(huán)狀結(jié)晶器內(nèi)的金屬液滴，在所述中空環(huán)狀結(jié)晶器內(nèi)形成熔池。

可選的，所述中空環(huán)狀結(jié)晶器的外徑尺寸越大，所述第一電子束的功率以及第二電子束的功率越大。

可選的，所述中空環(huán)狀結(jié)晶器的外徑為100mm時，所述第一電子束的功率為40kw～45kw，所述第二電子束的功率為40kw～50kw；所述中空環(huán)狀結(jié)晶器的外徑為200mm時，所述第一電子束的功率為220kw～265kw，所述第二電子束的功率為220kw～280kw；所述中空環(huán)狀結(jié)晶器的外徑為300mm時，所述第一電子束的功率為460kw～550kw，所述第二電子束的功率為475kw～575kw。

可選的，對所述金屬坯料進(jìn)行熔煉的步驟包括：提供冷床，將所述金屬坯料鋪設(shè)于所述冷床內(nèi)；對位于所述冷床內(nèi)的金屬坯料進(jìn)行熔煉形成熔池。

可選的，所述冷床側(cè)壁上具有流料口；所述熔池內(nèi)的熔融金屬注入至中空環(huán)狀結(jié)晶器內(nèi)的方法包括：通過所述流料口使所述熔融金屬注入至中空環(huán) 狀結(jié)晶器內(nèi)。

可選的，采用第一電子束對位于所述冷床內(nèi)的金屬坯料進(jìn)行熔煉形成熔池；且采用第二電子束對注入至中空環(huán)狀結(jié)晶器內(nèi)的熔融金屬進(jìn)行熔煉，所述第二電子束的功率大于第一電子束的功率。

可選的，所述金屬坯料的材料包括鎢、鋯、鉻、鉿、銅、鉬、鉭、鈦或鈮中的一種或多種。

可選的，所述金屬坯料的形成步驟包括：提供金屬粉末；對所述金屬粉末進(jìn)行成型處理，形成初始金屬坯料；對所述初始金屬坯料進(jìn)行燒結(jié)處理，形成所述金屬坯料。

可選的，采用冷等靜壓成型工藝進(jìn)行所述成型處理，冷等靜壓成型工藝的工藝參數(shù)包括：處理壓強為150Mpa～250Mpa，保壓時長為8min～12min，處理溫度為20℃～60℃。

本發(fā)明還提供采用上述方法制造的環(huán)狀錠。

可選的，所述環(huán)狀錠的剖面形狀為圓環(huán)形、橢圓型環(huán)形、方形環(huán)形或不規(guī)則形狀環(huán)形。