制备工艺对Cu-11Ni-2W合金组织和导热性能的影响

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炼铁高炉内用于强化冶金的温度高达1500-1600°C,衬里受到强烈的侵蚀侵蚀。当前的解决方案是在砖之间嵌入纯铜冷却板或冷却壁以执行强制冷却。利用纯铜的高热导率,将炉衬充分冷却,并在炉衬表面上形成稳定的渣皮。炉渣皮抵抗高温气流的热冲刷和炉渣的侵蚀,从而有效地延长了炉衬的寿命。

然而,工业应用表明,纯铜的熔点低,并且在高炉纯铜冷却板中发生漏水事故。同时,工厂实践发现,水套的导热系数过高并产生负面影响,例如在炉子中吸收更多热量,导致管内水温过高甚至沸腾,导致“蒸汽锤”或非常危险的“无水部分”。其次,如果水温太高,则容易产生钙和镁离子垢,这将显着影响导热率。因此,开发具有高熔点和高导热率的铜合金已成为制备长寿命冷却元件的关键。意大利MTT公司使用金属管技术开发的MTT铜冷却板,以及内部铸造的铜镍合金管。由于铜和镍可以形成无限的互溶固溶体,因此该合金具有良好的机械性能和冶金性能,有利于埋管的制造和加工以及铸铜体和管壁的冶金结合。而且,铜-镍合金的熔点高于纯铜的熔点,这有效地克服了纯铜管铸造工艺的熔穿的缺点。尽管铜-镍合金的熔点高于纯铜的熔点,但是随着镍含量的增加,合金的热导率显着降低。铜-镍合金的高熔点和高导热率是相互矛盾的特性,只能以导热率为代价提高铜的熔点。如何解决这一矛盾,在保持高熔点的前提下,提高合金的导热系数是研究高熔点高导热系数铜合金的关键。本文采用真空非消耗电弧熔化和高频感应熔炼铸造Cu-11Ni-2W合金。研究了制备工艺对合金组织和导热性能的影响,以提供高熔点,高导热的铜合金。技术方法。实验材料是:铜粉(纯度99.95%,200目),镍粉(纯度99.97%,200目),钨粉(纯度99.95%,200目)。

使用QMW4L球磨机在真空下球磨所制备的金属粉末,并将混合的粉末冷压成Φ17mm×1-2mm的薄饼。通过真空非消耗电弧熔化工艺和高频感应熔化铸造工艺制备了铜合金。真空非消耗电弧熔化:将晶片样品放置在电弧炉中,并将熔化重复四次。整个过程在氩气保护下完成,铸锭为Φ30mm×10 mm。高频感应熔融注射成型:将样品破碎成小块,放在石英管中(石英管下端的直径为Φ0.6mm的喷嘴),通过高频感应将其熔化加热并在恒定的氩气压力下喷铜。在该模具中,获得1.5mm×12mm×60mm的片状样品,并且整个过程在氩气保护下完成。电弧熔化法制备的Cu-11Ni-2W合金的组织较粗,相组成为α固溶体,少量W相。高频感应熔铸工艺制备的合金样品组织良好,相组成为单相。 α固溶体。通过电弧熔化制备的Cu-11Ni-2W合金的热导率为67.2W /(mK),并且通过感应熔铸工艺制备的合金的热导率为47.8W /(mK)。通过电弧熔化法制备的Cu-11Ni-2W合金的熔点为1157.24℃。

标签Cu-11Ni-2W合金的导热系数

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