CN102220512A - 一种冷却辊套及其快速凝固的制造方法 - Google Patents

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王永
章仲禹
颜华
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Abstract

本发明公开了一种冷却辊套及其快速凝固的制造方法，其组分按照重量百分比为：铍含量0.2~2.75%，其余为铜或铜合金。该方法包括以下步骤，a、按照重量百分比准备一定量的铜或铜合金，以及铍合金；铍含量0.2~2.75%，其余为铜或铜合金；b、在真空熔炼炉内先将铜或铜合金熔化，再加入铍合金，使铍的含量占总量的0.20~2.75%；c、然后离心浇注成铍铜套；d、浇注成形后，采用快速冷却方式进行冷却，冷却速度为10~300℃/s；e、机械加工成合格的冷却辊套。使用本发明制造方法得到的冷却辊套，提高了材料的力学性能，提高了耐磨性和耐腐性。

Description

一种冷却辊套及其快速凝固的制造方法
技术领域
本发明涉及薄带制造领域，特别适用于非晶纳米晶、薄带连铸等快速凝固。
背景技术
金属快速凝固技术将材料的冷却速度可达103~106℃/s，可以显著改善现有合金的微观组织结构和提高其性能，而且还可以研制在常规铸造条件下无法获得的具有优异性能的新型合金。
薄带铸轧是在冷却速度达到100～2000℃/s的条件下形成的，二次枝晶间距仅为2-5μm，显微组织均质细晶，且具有遗传性，沿带厚成份偏析很小。这对高合金材料的生产十分有益，特别是在难以轧制的高合金薄带钢生产方面有着巨大发展潜力。例如,目前国外在开发的TWIP钢、INVAR合金、铁素体不锈、镁合金带、高硅钢等。
非晶合金材料是20世纪70年代问世的新型合金材料，它采用国际先进的超急冷技术将液态金属以1×106℃/s冷却速度直接冷却形成厚度20~40μm的固体薄带，得到原子排列组合上具有短程有序，长程无序特点的非晶合金组织。这种合金具有许多独特性能特点，如优异的磁性、耐蚀性、耐磨性、高硬度、高强度以及高电阻率等。
薄带铸轧辊和非晶甩带辊，即薄带铸轧和非晶甩带所用的冷却辊，成为生产过程的关键部件，其导热性、强度、硬度等成为关键性参数。
目前，上述冷却辊所用的材料主要有铜套或钢套，主要性能参数如下表：
Figure 2011101423705100002DEST_PATH_IMAGE001
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种快速凝固冷却辊的方法，提高冷却辊的导热、抗拉以及硬度等力学性能。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样实现的：一种冷却辊套，其组分按照重量百分比为：铍含量0.2~2.75%，其余为铜或铜合金。
进一步，铍含量为0.3~2.3%。
进一步，铍含量为0.75~2%。
一种快速凝固制造冷却辊套的方法，该方法包括以下步骤：
a、按照重量百分比准备一定量的铜或铜合金，以及铍合金；
b、在真空熔炼炉内先将铜或铜合金熔化，再加入铍合金，使铍的含量占总量的0.20~2.75% ；
c、然后离心浇注成铍铜套；
d、浇注成形后，采用快速冷却方式进行冷却，冷却速度为10~300℃/s；
e、机械加工成合格的冷却辊套。
本发明达到的技术效果如下：本发明的冷却辊套，为一种具有高的导热性、高的高温强度和高硬度的合金材料，具制造方法具有以下优点：
（1）提高材料的力学性能
凝固速度快，有效地细化了晶粒、显微组织，以及形成高度弥散的第二相，这对提高材料的室温高温强度，改善疲劳性能是有益的。
（2）提高耐磨性
快速凝固合金的硬度大幅度提高，从而提高其耐磨性。
（3）提高耐蚀性
快速凝固可获得成分组织均匀和高度弥散的第二相，抑制了合金元素的偏聚，改善了耐蚀性。
具体实施方式
为了进一步提高冷却速度，开发高的导热性、高温强度和硬度的合金材料，申请人二十多年对水平连铸结晶器铜套材质的研究，比较了铬铜（Cr-Cu）、铬锆铜（Cr-Zr-Cu）与铍钴铜（Be-Co-Cu）的使用性能，证明铍铜最好。采用离心浇注，本实施例中制造出的铍铜套其性能可达如下指标：
Figure 2011101423705100002DEST_PATH_IMAGE002
本发明一种冷却辊套，其组分按照重量百分比为：铍含量0.2~2.75%，其余为铜或铜合金。其中，铍含量为0.3~2.3%，进一步，铍含量为0.75~2%。性能最佳。
本发明冷却辊套采用一种快速凝固制造的方法，该方法包括以下步骤：
a、按照重量百分比准备一定量的铜或铜合金，以及铍合金；铍含量0.2~2.75%，其余为铜或铜合金；
b、在真空熔炼炉内先将铜或铜合金熔化，再加入铍合金，使铍的含量占总量的0.20~2.75% ；
c、然后离心浇注成铍铜套；
d、浇注成形后，采用快速冷却方式进行冷却，冷却速度为10~300℃/s；
e、机械加工成合格的冷却辊套。
采用了上述方法制造的冷却辊套，铍含量与机械性能的关系如下表所示：
Figure 2011101423705100002DEST_PATH_IMAGE003
从上表中可以得出，铍铜合金的冷却辊套优良的力学性能。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种冷却辊套，其特征是，其组分按照重量百分比为：铍含量0.2~2.75%，其余为铜或铜合金。
2.如权利要求1所述的冷却辊套，其特征是，铍含量为0.3~2.3%。
3.如权利要求1所述的冷却辊套，其特征是，铍含量为0.75~2%。
4.一种快速凝固制造如权利要求1所述冷却辊套的方法，其特征是，该方法包括以下步骤，
a、按照重量百分比准备一定量的铜或铜合金，以及铍合金；铍含量0.2~2.75%，其余为铜或铜合金；
b、在真空熔炼炉内先将铜或铜合金熔化，再加入铍合金，使铍的含量占总量的0.20~2.75% ；
c、然后离心浇注成铍铜套；
d、浇注成形后，采用快速冷却方式进行冷却，冷却速度为10~300℃/s；
e、机械加工成合格的冷却辊套。
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