专利名称：一种制造金属铱坯及其异形线材的方法
技术领域：
本发明涉及一种铸造铱坯及其异形线材的方法，属于金属加工领域。
背景技术：
制造铱异形线材的现有技术中，第一类是先对铸态锭进行热挤压加工后直接拉拔 加工。第二类是对空心铸态异形线材坯通过行星斜辊轧制，再进行各种方式的拉拔加工。第 三类是连铸异形线材坯直接拉拔，在加工过程中需中间热处理，但由于在传统金属连铸中， 金属在凝固区的偏析、缩松、析出型气孔、反应型气孔、非金属夹杂物，导致了铸造异形线材 材的冷加工延展性能不良。传统连铸铱异形线材在冷加工前都需先经过热加工以改善性 能，再适应继续的冷加工工艺要求，热加工过程的缺点是直接成本提高、成材率下降、高额 设备投资、场地占用、能耗增加，现在已基本淘汰。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术中存在的问题，提供一种制造铱坯及其异形 线材的方法，在异形线材的制作过程中没有加热工序。其坯的性能良好。本发明的制造铱合金及其异形线材的制作方法，包括如下工艺步骤首先，使液相铱进入结晶器的内腔中，在液相铱的凝固过程中，对结晶器内腔中的 铱金属液施加旋转磁场，液相铱凝固后成为异形线材坯。其次，在结晶器内的铱的固-液界面区域，所述的旋转电磁场的转速为5504800 转/分，最大电磁转矩为130-490牛顿·米。最后，对所述的异形线材坯直接冷轧或冷拉拔成为所需要的铱异形线材，使得电 磁结晶器出来的异形线材坯可直接冷加工至# 9. 5毫米X0. 5毫米的铱异形线材规格。将结晶器内制造出# 85毫米X 15毫米的异形线材坯，其晶粒度0. 15 3. 12，密 度9. 25克/立方厘米，其截面金相呈独有的沿周向盘旋的组织，尤其适合径向加工，冷轧至 # 32毫米X 4毫米规格，继续直拉拔或盘拉至# 9. 5毫米X0. 5毫米，冷加工异形线材材 表面无桔皮现象。软态晶粒度0.02-0. 03，延伸率48%。本发明的优点效果如下通过磁场下的铸造过程，消除了通常必须经过热加工过程才能消除或减少的材料 组织缺陷，使铸态的铱及铱合金性能达到甚至超过热挤压或行星斜轧时的物理性能通过 电磁铸造后的铸态异形线材坯密度可达9. 78克/立方厘米，而热挤压的异形线材坯由于普 通铸造的缺陷，一般在8. 9 9. 0克/立方厘米，而行星斜轧的加工过程的应力状态(二向 压应力)劣于热挤压(三向压应力)，因此行星斜轧的异形线材坯密度仅为8. 7 8. 9克/ 立方厘米。除此之外，通过电磁铸造的坯异形线材的杂质总量及分布低于普通铸造方法生 产的用于热挤压或斜轧的铸锭，这是通过热挤压或PSW行星斜轧所不能改善的。电磁铸造 异形线材坯具有可与热挤压异形线材坯媲美，并优于行星斜轧异形线材坯的力学性能
电磁铸造异形线材坯延伸率42 56 %，热挤压延伸率41 52 %，行星斜轧异形线材坯延伸率33 46%。这是电磁铸坯能够承受达到的冷加工延伸系数215的物理及力 学性能基础。利用旋转磁场所产生的磁力使连铸中的液态铱沿铸造轴向单向旋转并周期收缩 振荡产生以下效果1、在固-液界面上因液相金属的定向流动引起固相组织生长方向由传统的异形 线材截面径向转变为具有圆周向生长的倾向，使铸造缺陷在冷加工中继续扩展的趋势减 少，而从组织上改善了冷加工性能。2、液相在固-液界面上的强烈单向冲涮，加强了枝晶间的对流，使晶界及枝晶偏 析程度降低。3、磁场导致固-液界面上及液相内的磁致伸缩，降低了液相金属的气体的在析出 时对过饱合度的要求，使金属液中的气体更充分地析出，使液相金属在凝固前与传统连铸 方法相比气体溶解量相对下降。
具体实施例方式一种制造铱坯的方法，使液相铱进入结晶器的内腔中，在液相铱的凝固过程中，对 结晶器内腔中的铱金属液施加旋转磁场，液相铱凝固后成为异形线材坯。在结晶器内的铱 的固-液界面区域，所述的旋转电磁场的转速为5504800转/分，最大电磁转矩为130-490 牛顿·米。最后对所述的异形线材坯直接冷轧或冷拉拔成为所需要的铱异形线材，使得电 磁结晶器出来的异形线材坯可直接冷加工至# 9. 5毫米X0. 5毫米的铱异形线材规格。具体地说是将结晶器内制造出# 85毫米X15毫米的异形线材坯，其晶粒度 0. 15 3. 12，密度9. 25克/立方厘米，其截面金相呈独有的沿周向盘旋的组织，尤其适合 径向加工，冷轧至# 32毫米X 4毫米规格，继续直拉拔或盘拉至# 9. 5毫米X0. 5毫米，冷 加工异形线材材表面无桔皮现象。软态晶粒度0. 02-0. 03，延伸率48%。
权利要求
1.一种制造金属铱坯及其异形线材的方法，其特征在于在液相铱的凝固过程中，对 结晶器内腔中的铱施加旋转磁场，液相铱或铱合金凝固后成为异形线材坯。
2.根据权利要求1所述的一种制造金属铱坯及其异形线材的方法，其特征在于在结 晶器内的铱的固-液界面区域，所述的旋转电磁场的转速为5504800转/分，最大电磁转 矩为130-490牛顿·米。
3.根据权利要求1所述的一种制造金属铱坯及其异形线材的方法，其特征在于所述 的异形线材坯直接冷轧或冷拉拔成为铱异形线材。
全文摘要
本发明涉及一种制造金属铱坯及其异形线材的方法，其制作工艺包括如下步骤首先，使液相铱进入结晶器的内腔中，在液相铱的凝固过程中，对结晶器内腔中的铱金属液施加旋转磁场，液相铱凝固后成为异形线材坯并对所述的异形线材坯直接冷轧或冷拉拔成为所需要的铱异形线材。本发明的一种制造金属铱坯及其异形线材的方法，通过磁场下的铸造过程，消除了通常必须经过热加工过程才能消除或减少的材料组织缺陷，使铸态的铱及铱合金性能达到甚至超过热挤压或行星斜轧时的物理性能，其坯的性能良好。
文档编号B22D27/02GK102078954SQ200910220218
公开日2011年6月1日 申请日期2009年11月27日 优先权日2009年11月27日
发明者曹传新 申请人:曹传新