CN107570672A - 环状锭及其制造方法以及管状型材的制造方法 - Google Patents

Abstract

一种环状锭及其制造方法以及管状型材的制造方法，环状锭的制造方法包括：提供金属坯料；对所述金属坯料进行熔炼形成熔池，所述熔池内具有熔融金属；将所述熔池内的熔融金属注入至中空环状结晶器内；对位于所述中空环状结晶器内的熔融金属进行冷凝处理，形成环状锭。本发明降低了制造管状型材的操作难度以及对挤压设备的要求，且提高了材料的成材率。

Description

环状锭及其制造方法以及管状型材的制造方法

技术领域

本发明涉及金属熔炼方法，特别涉及一种环状锭及其制造方法以及管状型材的制造方法。

背景技术

电子束熔炼炉(Electron Beam Refine Furnace，EB炉)，是利用高速运动电子的动能转换成热能作为热源，将金属熔化成铸锭的一种真空熔炼设备。由于EB炉真空度高，提纯效果好，可以同时去除高密度与低密度杂质，因此广泛用于生产洁净金属，对于高纯金属以及耐高温合金生产领域发挥着重要作用。

电子束熔炼炉在较高真空条件下用一个或多个电子枪阴极发射的高速电子束轰击高温难熔金属，由电子束动能转化为热能来加热熔化金属形成流动性的金属液滴，金属液滴落入水冷结晶器或铸锭的模具内，聚集成熔池，然后冷凝成锭坯。

锭坯被广泛应用于制造金属型材，例如对锭坯进行压力加工或挤压以形成金属型材。其中，锭坯中的空心锭(或称为环状锭)主要应用于金属管状型材材料的加工，所述金属管状型材可应用于电子、化工或军工等领域。

然而，现有技术制造的金属管状型材的成材率低，且制造金属管状型材工艺对挤压设备的要求精度高，造成设备成本高。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种环状锭及其制造方法以及管状型材的制造方法，提高将金属锭挤压成管状型材的成材率。

为解决上述问题，本发明提供一种环状锭的制造方法，包括：提供金属坯料；对所述金属坯料进行熔炼形成熔池，所述熔池内具有熔融金属；将所述熔池内的熔融金属注入至中空环状结晶器内；对位于所述中空环状结晶器内的熔融金属进行冷凝处理，形成环状锭。

可选的，所述中空环状结晶器具有中空环状器皿区；注入至所述中空环状结晶器内的熔融金属位于所述中空环状器皿区内。

可选的，所述中空环状器皿区具有两个相对侧壁；通过调节所述中空环状器皿区两个相对侧壁之间的距离，以制造具有不同壁厚的环状锭。

可选的，采用电子束熔炼工艺进行所述熔炼。

可选的，所述冷凝处理包括：对位于所述中空环状结晶器内的熔融金属进行第一冷凝处理，形成初始环状锭；将所述初始环状锭从所述中空环状结晶器内拉出，且在拉出所述初始环状锭的过程中，对所述初始环状锭进行第二冷凝处理，所述初始环状锭转化为所述环状锭。

可选的，所述中空环状结晶器为水冷坩埚。

可选的，所述中空环状结晶器底部具有拉锭装置；通过所述拉锭装置将所述初始环状锭从所述中空环状结晶器内拉出。

可选的，对所述金属坯料进行熔炼的步骤包括：采用第一电子束轰击所述金属坯料，使所述金属坯料熔化形成金属液滴，所述金属液滴落入所述中空环状结晶器内；采用第二电子束轰击位于所述中空环状结晶器内的金属液滴，在所述中空环状结晶器内形成熔池。

可选的，所述中空环状结晶器的外径尺寸越大，所述第一电子束的功率以及第二电子束的功率越大。

可选的，所述中空环状结晶器的外径为100mm时，所述第一电子束的功率为40kw～45kw，所述第二电子束的功率为40kw～50kw；所述中空环状结晶器的外径为200mm时，所述第一电子束的功率为220kw～265kw，所述第二电子束的功率为220kw～280kw；所述中空环状结晶器的外径为300mm时，所述第一电子束的功率为460kw～550kw，所述第二电子束的功率为475kw～575kw。

可选的，对所述金属坯料进行熔炼的步骤包括：提供冷床，将所述金属坯料铺设于所述冷床内；对位于所述冷床内的金属坯料进行熔炼形成熔池。

可选的，所述冷床侧壁上具有流料口；所述熔池内的熔融金属注入至中空环状结晶器内的方法包括：通过所述流料口使所述熔融金属注入至中空环状结晶器内。

可选的，采用第一电子束对位于所述冷床内的金属坯料进行熔炼形成熔池；且采用第二电子束对注入至中空环状结晶器内的熔融金属进行熔炼，所述第二电子束的功率大于第一电子束的功率。

可选的，所述金属坯料的材料包括钨、锆、铬、铪、铜、钼、钽、钛或铌中的一种或多种。

可选的，所述金属坯料的形成步骤包括：提供金属粉末；对所述金属粉末进行成型处理，形成初始金属坯料；对所述初始金属坯料进行烧结处理，形成所述金属坯料。

可选的，采用冷等静压成型工艺进行所述成型处理，冷等静压成型工艺的工艺参数包括：处理压强为150Mpa～250Mpa，保压时长为8min～12min，处理温度为20℃～60℃。

本发明还提供采用上述方法制造的环状锭。

可选的，所述环状锭的剖面形状为圆环形、椭圆型环形、方形环形或不规则形状环形。

本发明还提供一种管状型材的制造方法，包括：采用上述方法制造环状锭；对所述环状锭进行挤压处理以形成管状型材。

可选的，所述挤压处理中，挤压温度为500℃～1200℃，挤压比为2～5。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本发明提供的环状锭的制造方法的技术方案中，对金属坯料进行熔炼形成熔池；且将熔池内的熔融金属注入至中空环状结晶器内，且对位于中空环状结晶器内的熔融金属进行冷凝处理，形成环状锭。由于本发明直接形成环状锭，当对所述环状锭进行挤压处理形成管状型材时，与挤压实心圆柱锭坯相比，采用本发明制造的环状锭在挤压过程中无需进行钻孔，因此对环状锭进行挤压形成管状型材的挤压设备的要求更低，因此从对设备的要求上降低了管状型材的制造成本，且工艺简化、操作简单。并与挤压实心圆柱锭坯相比，采用本发明制造的环状锭在挤压过程中无需钻孔，因此本发明减小了材料的废弃量，从而提高了管状型材的成材率，在材料用量上降低了管状型材的工艺成本。

可选方案中，通过调节中空环状结晶器的中空环状器皿区相对两个侧壁之间的距离，可以制造具有不同壁厚的环状锭。

附图说明

图1为本发明实施例提供的环状锭的制造过程的流程示意图；

图2为本发明一实施例提供的制造环状锭的结构示意图；

图3为本发明一实施例制造的环状锭的俯视结构示意图；

图4为本发明一实施例制造的环状锭的立体结构示意图；

图5为本发明另一实施例提供的制造环状锭的结构示意图；

图6为本发明另一实施例制造的环状锭的俯视结构示意图；

图7为本发明一实施例提供的对环状锭进行挤压以形成管状型材的结构示意图。

具体实施方式

根据背景技术，现有技术制造的金属管状型材的成材率低，且制造金属管状型材工艺对挤压设备的要求精度高，造成设备成本高。

现结合一种金属管状型材的制造方法进行分析，制造所述金属管状型材的步骤包括：采用电子束熔炉熔炼生产金属锭，所述金属锭为实心结构；将所述金属锭锻造成圆柱状坯料；对所述圆柱状坯料进行挤压，且在挤压的过程中在所述圆柱状坯料中心钻孔，挤压后获得金属管状型材。

在上述管状型材制造方法中，由于在挤压的过程中需要在圆柱状坯料中心钻孔，使得对挤压设备的要求精度高，因此挤压设备成本高；并且，圆柱状坯料中心钻孔后，去除的部分坯料将被浪费，所述圆柱状坯料的成材率低。

为解决上述问题，本发明提供一种环状锭的制造方法，提供金属坯料；对所述金属坯料进行熔炼形成熔池，所述熔池内具有熔融金属；将所述熔池内的熔融金属注入至中空环状结晶器内；对位于所述中空环状结晶器内的熔融金属进行冷凝处理，形成环状锭。

本发明减小了挤压金属锭形成管状型材的挤压工艺难度，降低了对挤压设备精确度的要求，且提高了管状型材的成材率。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

图1为本发明实施例提供的环状锭的制造过程的流程示意图，本发明实施例提供的环状锭的制造过程包括以下步骤：

步骤S1、提供金属坯料；

步骤S2、对所述金属坯料进行熔炼形成熔池，所述熔池内具有熔融金属；

步骤S3、将所述熔池内的熔融金属注入至中空环状结晶器内；

步骤S4、对位于所述中空环状结晶器内的熔融金属进行冷凝处理，形成环状锭。

以下将结合附图对本实施提供的环状锭的制造方法进行详细说明，图2为本发明一实施例提供的制造环状锭的结构示意图。

结合参考图1和图2，执行步骤S1，提供金属坯料10。

本实施例中，所述金属坯料10为金属棒材。在对金属坯料10进行熔炼过程中，采用横向进料或者垂直进料的方式，移动所述金属棒材，以完成对所述金属棒材的熔炼。

本实施例中，在对所述金属坯料10进行熔炼过程中采用横向进料的方式，相应的，所述金属棒材水平放置，即所述金属棒材与水平面平行。在其他实施例中，对所述金属坯料进行熔炼过程中采用垂直进料的方式时，所述金属棒材垂直放置，即所述金属棒材与水平面垂直。

所述金属坯料10的材料包括钨、锆、铬、铪、铜、钼、钽、钛或铌中的一种或多种。所述金属坯料10的纯度较低，因此后续会对所述金属坯料10进行熔炼形成环状锭，所述环状锭的纯度高于金属坯料10的纯度。

本实施例中，形成所述金属坯料10的工艺步骤包括：提供金属粉末，所述金属粉末包括钨、锆、铬、铪、铜、钼、钽、钛或铌中的一种或多种；对所述金属粉末进行成型处理，形成初始金属棒材；对所述初始金属棒材进行烧结处理，形成所述金属坯料10，所述金属坯料10的材料致密度大于所述初始金属棒材的材料致密度。

本实施例中，采用冷等静压成型工艺进行所述成型处理，所述冷等静压成型工艺有利于提高成型坯体密度，且坯体密度较均匀。在所述冷静压成型工艺过程中，若处理压强过低，则形成的初始金属棒材中的气体排出量有限；若处理压强过大，金属粉末颗粒之间的位移量以及颗粒本身的变形量过大，造成初始金属棒材内部的产生的应力过大，易造成初始金属棒材破裂或坍塌的问题。且保压时长也影响着金属坯料10中气体的排出以及内部压力的传递，在成型期间，金属坯料10内部气体的排出，粉料颗粒之间的位移和颗粒本身的变形均需要一定的时间，而且金属坯料10内的应力是从最外层逐渐向内部传递，为保证应力传递进行充分、气体充分排出，所述保压时长不宜过短。

为此，本实施例中，所述冷等静压成型工艺的工艺参数包括：处理压强为150Mpa～250Mpa，保压时长为10min～30min，处理温度为20℃～60℃。

本实施例中，在真空烧结炉中进行所述烧结处理，工艺参数包括：烧结温度为1300℃～2000℃，保温时间为5h～10h。所述烧结处理有利于进一步提高金属坯料10的致密度。

结合参考图1和图2，执行步骤S2、对所述金属坯料10进行熔炼形成熔池，所述熔池内具有熔融金属；执行步骤S3、所述熔池内的熔融金属注入至中空环状结晶器104内。

本实施例中，采用电子束熔炼技术，对所述金属坯料10进行熔炼。

具体的，提供电子束熔炼炉，对所述金属坯料10进行熔炼。所述电子束熔炼炉包括：用于提供第一加热源的第一电子枪101；用于提供第二加热源的第二电子枪102；供料系统103，所述供料系统103用于移动所述金属坯料10，以在熔炼过程中完成进料；中空环状结晶器104，在对金属坯料10进行熔炼后形成的熔融金属将注入所述中空环状结晶器104内。本实施例中，所述熔炼在真空环境下进行，相应的，所述第一电子枪101、第二电子枪102、供料系统103以及中空环状结晶器104位于真空腔(未图示)内。

本实施例中，对金属坯料10进行熔炼形成的熔池位于所述中环状结晶器内104内，也就是说，将熔融金属注入至中空环状结晶器104内的步骤为在形成熔池的过程中同时进行的。

所述中空环状结晶器104具有中空环状器皿区；其中，注入所述中空环状结晶器104内的熔融金属位于所述中空环状器皿区内，从而使得中空环状结晶器104的熔融金属冷凝后形成环状锭，所述环状锭也相应的为中空环状。

此外，所述中空环状器皿区具有两个相对侧壁；通过调节所述中空环状器皿区两个相对侧壁之间的距离，可以制造具有不同壁厚的环状锭。根据所需的环状锭的壁厚，调整所述中空环状结晶器104的中空环状器皿区的相对两个侧壁之间的距离。

具体的，对所述金属坯料10进行熔炼的步骤包括：

采用第一电子束110轰击所述金属坯料10，使所述金属坯料10熔化形成金属液滴，所述金属液滴落入所述中空环状结晶器104内；

采用电子束熔炼技术进行所述熔炼。所述第一电子枪101发射第一电子束110；所述第一电子束110轰击所述金属坯料10，利用第一电子束110中的高能量电子对所述金属坯料10的冲击所产生的热量使金属坯料10熔化，金属坯料10中熔化的部分形成金属液滴，所述金属液滴落入至中空环状结晶器104内。在所述熔炼过程中，通过控制供料系统103使所述金属坯料10沿水平方向移动，以实现水平供料。

所述第一电子束110的功率与所述中空环状结晶器104的外径尺寸有关，所述中空环状结晶器104的外径尺寸越大，所述第一电子束110的功率越大。具体的，所述中空环状结晶器104的外径为100mm时，所述第一电子束110的功率为40kw～45kw；所述中空环状结晶器104的外径为200mm时，所述第一电子束110的功率为220kw～265kw；所述中空环状结晶器104的外径为300mm时，所述第一电子束110的功率为460kw～550kw。

对所述金属坯料10进行熔炼的步骤还包括，采用第二电子束120轰击位于所述中空环状结晶器104内的金属液滴，在所述中空环状结晶器104内形成熔池，所述熔池内具有熔融金属。

具体的，提供用于提供第二加热源的第二电子枪102，所述第二电子枪102发射第二电子束120；所述第二电子枪120轰击位于所述中空环状结晶器104内的金属液滴，对位于所述中空环状结晶器104内的金属液滴进行轰击形成熔池，所述熔池内具有熔融金属。

本实施例中，所述第二电子束120的功率大于第一电子束110的功率。所述熔炼程度还与中空环状结晶器104的外径有关，所述中空环状结晶器104的外径尺寸越大，熔炼位于所述中空环状结晶器104内的金属液滴所需的第二电子束120的功率越大，因此所述第二电子束120的功率与所述中空环状结晶器104的外径有关，所述中空环状结晶器104的外径越大，所述第二电子束120的功率越大。

并且，对于具有固定外径的中空环状结晶器104而言，所述第二电子束120的功率不宜过大，也不宜过小。如果所述第二电子束120的功率过小，则对位于所述中空环状结晶器104内的金属液滴进行熔炼的程度低，使得获得的环状锭的纯度较低；若所述第二电子束120的功率过大，则所述第二电子束120对位于中空环状结晶器104内的金属液滴轰击的能量过大，容易造成金属液滴飞溅。

综合上述因素，所述中空环状结晶器104的外径为100mm时，所述第二电子束120的功率为45kw～50kw；所述中空环状结晶器104的外径为200mm时，所述第二电子束120的功率为220kw～280kw；所述中空环状结晶器104的外径为300mm时，所述第二电子束120的功率为475kw～575kw。

本实施例中，所述第一电子束110除轰击金属坯料10外，还轰击位于所述中空环状结晶器104内的熔融金属。因此，前述提供的第一电子束110的功率选取也遵循第二电子束120的功率选取原则。

参考图1至图4，图3及图4为本实施例制造的环状锭的结构示意图，其中，图3为环状锭的俯视结构示意图，图4为环状锭的立体结构示意图，执行步骤S4、对位于所述中空环状结晶器104内的熔融金属进行冷凝处理，形成环状锭130。

所述冷凝处理包括：对位于所述中空环状结晶器104内的熔融金属进行第一冷凝处理，形成初始环状锭。

本实施例中，所述中空环状结晶器104为中空环状的水冷坩埚，在第一冷凝处理过程中，利用水冷坩埚进行所述第一冷凝处理。

所述冷凝处理还包括，将所述初始环状锭从所述中空环状结晶器104内拉出，且在拉出所述初始环状锭的过程中，对所述初始环状锭进行第二冷凝处理，将所述初始环状锭转化为所述环状锭130。

具体的，所述中空环状结晶器104底部具有拉锭装置105；通过所述拉锭装置105将所述初始环状锭从所述中空环状结晶器104内拉出。在拉出所述初始环状锭的过程中，脱离所述中空环状结晶器104的初始环状锭进入拉锭腔室内，在所述拉锭腔室内进一步冷凝完成铸锭，例如，可以在拉锭腔室内的真空环境下进行冷却。

参考图3及图4，所述环状锭130具有贯穿所述环状锭130的中空区域131。本实施例中，所述环状锭130的剖面形状为圆环状，所述中空区域131的剖面形状为圆形。在其他实施例中，形成的所述环状锭的剖面形状还可以为椭圆环状、方形环状或不规则形状环状，通过调节所述中空环状结晶器104的中空环状器皿区的形状，以获得具有不同剖面形状的环状锭。

本实施例中提供的制造方法，将金属坯料10熔炼制造形成环状锭130，所述环状锭130具有贯穿所述环状锭130的中空区域131；当对所述环状锭130进行挤压形成管状型材时，无需再对所述环状锭130进行挤压形成中空区域，因此对环状锭130进行挤压形成管状型材的挤压设备的要求较低，从对设备的要求上降低了管状型材的工艺成本。此外，由于环状锭130具有中空区域131，因此在利用所述环状锭130形成管状型材时，能够充分的利用所述环状锭130的材料，使得将环状锭130挤压形成管状型材的过程中材料废弃量显著减少，从而提高了管状型材的成材率，因此在材料用量上降低了管状型材的工艺成本。

相应的，本实施例还提供一种采用上述制造方法形成的环状锭，参考图3及图4，所述环状锭130具有贯穿所述环状锭130的中空区域131。

本实施例中，所述环状锭130的剖面形状为圆环状，所述中空区域131的剖面形状为圆形。在其他实施例中，所述环状锭的剖面形状还可以为椭圆环状、方形环状或不规则形状环状。

所述环状锭130的材料包括钨、锆、铬、铪、铜、钼、钽、钛或铌中的一种或多种。

本发明另一实施例还提供一种环状锭的制造方法，图5为本发明另一实施例提供的制造环状锭的结构示意图。

结合参考图1和图5，执行步骤S1、提供金属坯料20。

本实施例中，所述金属坯料20为块状物料，在对所述金属坯料20进行熔炼之前，将所述金属坯料20置于熔炼设备中的冷床中。

所述金属坯料20的材料包括钨、锆、铬、铪、铜、钼、钽、钛或铌中的一种或多种。有关所述金属坯料20的形成方法可参考前一实施例的说明，与前一实施例不同的是，前一实施例中金属坯料为金属棒材，本实施例中，所述金属坯料20为块状物料。

结合参考图1和图5，执行步骤S2、对所述金属坯料20进行熔炼形成熔池，所述熔池内具有熔融金属。

本实施例中，采用电子束冷床熔炼技术，对所述金属坯料20进行熔炼。

具体的，提供电子束熔炼炉，对所述金属坯料20进行熔炼。所述电子束熔炼炉包括：用于提供加热源的第一电子枪201；冷床202，所述冷床202用于放置所述金属坯料20，且所述冷床202用于对金属坯料20进行熔炼提供平台；中空环状结晶器204，在所述冷床202内完成熔炼后，位于冷床202内的熔融金属流入所述中空环状结晶器204中。

对所述金属坯料20进行熔炼的步骤包括：提供冷床202，将所述金属坯料20铺设于所述冷床202内，可以采用人工铺设的方式在所述冷床202底部铺设金属坯料20；采用电子束熔炼技术，对位于所述冷床202内的金属坯料20进行熔炼形成熔池。

具体的，提供第一电子枪201，所述第一电子枪201发射第一电子束210，所述第一电子束210轰击所述金属坯料20，利用所述第一电子束210的高能量电子对所述金属坯料20的冲击所产生的热量使所述金属坯料20熔化，并且对熔化后的金属坯料20进行熔炼形成熔池。

本实施例中，所述熔炼包括对金属坯料20的粗炼以及精炼，且所述粗炼和精炼均在所述冷床202中进行。

本实施例中，采用区域熔炼的方法进行熔炼使所述金属坯料20全部熔化。所述区域熔炼的方法是指，通过电磁聚集透镜和偏转磁场的作用，使第一电子束210在一个较小的区域内轰击所述金属坯料20，以提高金属坯料20表面受到第一电子束210轰击的能量密度，提高所述金属坯料20的温度，提高熔炼效率，节省熔炼时间。本实施例中，所述第一电子束210轰击所述金属坯料210的区域为熔炼区域。

本实施例中，还可以对流入中空环状结晶器204内的熔融金属进行进一步精炼。具体的，提供第二电子枪21，所述第二电子枪21发射第二电子束22，所述第二电子束22轰击位于所述中空环状结晶器204内的熔融金属，利用所述第二电子束22的高能量电子对所述熔融金属的轰击，完成对所述熔融金属的进一步精炼。所述第二电子束22的功率大于第一电子束210的功能。

结合参考图1和图5，执行步骤S3、将所述熔池内的熔融金属注入至中空环状结晶器204内。

具体的，所述冷床202侧壁上具有流料口220，当位于所述冷床202内的熔池顶部高于所述流料口220时，熔融状态的金属就会通过所述流料口220溢出注入至中空环状结晶器204内，有关中空环状结晶器204的描述可参考前一实施例的相应描述，在此不再赘述。

需要说明的是，所述熔融状态的金属表面与所述流料口220最低处齐平或高于所述流料口220最低处，使得熔融状态的金属经由所述流料口220流入中空环状结晶器204内。

结合参考图1、图5以及图6，图6为本实施例制造的环状锭的俯视结构示意图，对位于所述中空环状结晶器204内的熔融金属进行冷凝处理形成环状锭230。

本实施例中，所述中空环状结晶器204为中空环状的水冷坩埚，有关冷凝处理的过程可参考前一实施例的相应说明。

本实施例中，所述中空环状结晶器204底部具有拉锭装置205，通过所述拉锭装置使位于中空环状结晶器204内的初始环状锭被拉出。

参考图6，所述环状锭230具有贯穿所述环状锭230的中空区域231。本实施例中，所述环状锭230的剖面形状为椭圆环形，且所述中空区域231的剖面形状为椭圆形，其中，所述剖面指的是水平面方向的剖面。在其他实施例中，形成的所述环状锭的剖面形状还可以为圆环状、方形环状或不规则形状环状。

本实施例提供的制造方法，将金属坯料20熔炼制造形成环状锭230，所述环状锭230具有贯穿所述环状锭230的中空区域231；当对所述环状锭230进行挤压形成管状型材时，无需再对所述环状锭230挤压以形成中空区域，因此对环状锭230进行挤压形成管状型材的挤压设备的要求较低，从对设备的要求上降低了管状型材的工艺成本。此外，由于环状锭230具有中空区域231，因此在利用所述环状锭230形成管状型材时，能够充分的利用所述环状锭230的材料，使得将环状锭230挤压形成管状型材的过程中材料废弃量显著减少，从而提高了管状型材的成材率，因此在材料用量上降低了管状型材的工艺成本。

相应的，本实施例还提供一种采用上述制造方法形成的环状锭，参考图6，所述环状锭230具有贯穿所述环状锭230的中空区域231。

本实施例中，所述环状锭230的剖面形状为椭圆形环状，所述中空区域231的剖面形状为椭圆形。在其他实施例中，所述环状锭的剖面形状还可以为圆环形、方形环形或不规则形状环形。

本发明实施例还提供一种管状型材的制造方法，参考图7，图7为本实施例提供的对环状锭进行挤压以形成管状型材的结构示意图，所述管状型材的制造方法包括：采用前述提供的环状锭的制造方法，制造环状锭310；对所述环状锭310进行挤压处理300，以形成管状型材320。

对所述环状锭310进行挤压处理300的过程为：将所述环状锭310置于挤压装置的加压模中进行挤压成型，所述挤压装置包括锻压机、空气锤或者压延机，通过控制挤压温度以及挤压比，可以精确控制管状型材的成形尺寸精度，其中，挤压比是指挤压前的环状锭310的总横断面积与挤压后的管状型材320的总横断面积之比。

所述挤压处理300过程中向环状锭310提供三向压应力。本实施例中，所述挤压温度为500℃～1200℃，挤压比为2～5。

其中，所述环状锭310具有贯穿所述环状锭310的中空区域311，相应的，所述管状型材320也具有贯穿所述管状型材320的型材中空区域321。

由于在对所述环状锭310进行挤压处理300之前，所述环状锭310中具有中空区域311，因此所述挤压处理300过程中无需在环状锭310中进行钻孔工艺，使得对环状锭310进行挤压处理300的工艺难度显著下降，相应的所述挤压处理300采用的挤压设备的要求精度低，使得挤压设备成本降低。并且，本实施例在对环状锭310进行挤压处理300时对环状锭310的材料浪费率小，使得制造管状型材320的成材率高，因此降低了管状型材320的制造成本。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (20)

1.一种环状锭的制造方法，其特征在于，包括：

提供金属坯料；

对所述金属坯料进行熔炼形成熔池，所述熔池内具有熔融金属；

将所述熔池内的熔融金属注入至中空环状结晶器内；

对位于所述中空环状结晶器内的熔融金属进行冷凝处理，形成环状锭。

2.如权利要求1所述的环状锭的制造方法，其特征在于，所述中空环状结晶器具有中空环状器皿区；注入至所述中空环状结晶器内的熔融金属位于所述中空环状器皿区内。

3.如权利要求2所述的环状锭的制造方法，其特征在于，所述中空环状器皿区具有两个相对侧壁；通过调节所述中空环状器皿区两个相对侧壁之间的距离，以制造具有不同壁厚的环状锭。

4.如权利要求1所述的环状锭的制造方法，其特征在于，采用电子束熔炼工艺进行所述熔炼。

5.如权利要求1所述的环状锭的制造方法，其特征在于，所述冷凝处理包括：

对位于所述中空环状结晶器内的熔融金属进行第一冷凝处理，形成初始环状锭；

将所述初始环状锭从所述中空环状结晶器内拉出，且在拉出所述初始环状锭的过程中，对所述初始环状锭进行第二冷凝处理，所述初始环状锭转化为所述环状锭。

6.如权利要求1或5所述的环状锭的制造方法，其特征在于，所述中空环状结晶器为水冷坩埚。

7.如权利要求5所述的环状锭的制造方法，其特征在于，所述中空环状结晶器底部具有拉锭装置；通过所述拉锭装置将所述初始环状锭从所述中空环状结晶器内拉出。

8.如权利要求1所述的环状锭的制造方法，其特征在于，对所述金属坯料进行熔炼的步骤包括：采用第一电子束轰击所述金属坯料，使所述金属坯料熔化形成金属液滴，所述金属液滴落入所述中空环状结晶器内；采用第二电子束轰击位于所述中空环状结晶器内的金属液滴，在所述中空环状结晶器内形成熔池。

9.如权利要求8所述的环状锭的制造方法，其特征在于，所述中空环状结晶器的外径尺寸越大，所述第一电子束的功率以及第二电子束的功率越大。

10.如权利要求9所述的环状锭的制造方法，其特征在于，所述中空环状结晶器的外径为100mm时，所述第一电子束的功率为40kw～45kw，所述第二电子束的功率为40kw～50kw；所述中空环状结晶器的外径为200mm时，所述第一电子束的功率为220kw～265kw，所述第二电子束的功率为220kw～280kw；所述中空环状结晶器的外径为300mm时，所述第一电子束的功率为460kw～550kw，所述第二电子束的功率为475kw～575kw。

11.如权利要求1所述的环状锭的制造方法，其特征在于，对所述金属坯料进行熔炼的步骤包括：

提供冷床，将所述金属坯料铺设于所述冷床内；

对位于所述冷床内的金属坯料进行熔炼形成熔池。

12.如权利要求11所述的环状锭的制造方法，其特征在于，所述冷床侧壁上具有流料口；所述熔池内的熔融金属注入至中空环状结晶器内的方法包括：通过所述流料口使所述熔融金属注入至中空环状结晶器内。

13.如权利要求12所述的环状锭的制造方法，其特征在于，采用第一电子束对位于所述冷床内的金属坯料进行熔炼形成熔池；且采用第二电子束对注入至中空环状结晶器内的熔融金属进行熔炼，所述第二电子束的功率大于第一电子束的功率。

14.如权利要求1所述的环状锭的制造方法，其特征在于，所述金属坯料的材料包括钨、锆、铬、铪、铜、钼、钽、钛或铌中的一种或多种。

15.如权利要求1所述的环状锭的制造方法，其特征在于，所述金属坯料的形成步骤包括：提供金属粉末；对所述金属粉末进行成型处理，形成初始金属坯料；对所述初始金属坯料进行烧结处理，形成所述金属坯料。

16.如权利要求15所述的环状锭的制造方法，其特征在于，采用冷等静压成型工艺进行所述成型处理，冷等静压成型工艺的工艺参数包括：处理压强为150Mpa～250Mpa，保压时长为8min～12min，处理温度为20℃～60℃。

17.一种环状锭，其特征在于，包括：

所述环状锭为采用如权利要求1～16任一项所述的制造方法制造的。

18.如权利要求17所述的环状锭，其特征在于，所述环状锭的剖面形状为圆环形、椭圆型环形、方形环形或不规则形状环形。

19.一种管状型材的制造方法，其特征在于，包括：

采用如权利要求1～16任一项所述的制造方法，制造环状锭；

对所述环状锭进行挤压处理以形成管状型材。

20.如权利要求19所述的制造方法，其特征在于，所述挤压处理中，挤压温度为500℃～1200℃，挤压比为2～5。