上引连铸工艺参数对无氧铜杆坯凝固行为影响研究

作     者：徐勇 郑莲宝 王松伟 梅伟 聂艳春 Xu Yong;Zheng Lianbao;Wang Songwei;Mei Wei;Nie Yanchun

作者机构：中国科学院金属研究所沈阳110016 华北理工大学冶金与能源学院唐山063210 江西铜业集团铜板带有限公司南昌330096 

出 版 物：《特种铸造及有色合金》 (Special Casting & Nonferrous Alloys)

年 卷 期：2024年第44卷第3期

页      面：364-371页

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：中国科学院青年创新促进会专项基金资助项目(2019195) 

主　　题：无氧铜 上引连铸 CA-FE法 牵引速度 凝固 

摘      要：针对φ30 mm无氧铜杆坯,建立了温度场计算理论模型,采用CA-FE法分析了上引连铸工艺参数对无氧铜杆坯铸态组织的影响。结果表明,当冷却强度和铸造温度不变时,随着杆坯牵引速度提高,结晶器内部铜液凝固位置向出口方向移动,液穴深度增加,导致杆坯出口温度不断升高,并且牵引速度与出口温度满足二次函数关系;当冷却强度和牵引速度不变时,随着铸造温度升高,结晶器内铜液面高度增加,凝固位置上移,而液穴深度无明显变化。CA-FE铸坯组织模拟发现,以牵引速度为变量时,较低的牵引速度使得凝固组织几乎全部为粗大的柱状晶且数量较少,柱状晶沿牵引方向生长,随着牵引速度增大,表层出现了细晶区,柱状晶变得细长且数量增加,柱状晶与牵引方向的夹角减小,当牵引速度增大到5.5 mm/s时,芯部开始出现少量等轴晶;以铸造温度为变量时,铸造温度升高使得柱状晶数量、尺寸和生长方向无明显变化,而芯部等轴晶数量减少,逐渐被柱状晶取代。