CN107761000A - 一种高散热电缆桥架的生产工艺 - Google Patents

一种高散热电缆桥架的生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高散热电缆桥架的生产工艺，具体步骤为：原料前处理、高低温熔炼、电渣重熔处理、电子束提纯处理、热处理、热等静压处理、冷轧退火处理和质量检验。本发明的有益效果是：采用高低温熔炼，提高工人劳动环境和公司形象、无污染、低耗能；采用电渣重熔处理，可以减少合金液的硫磷含量，提高合金液纯净度，改善合金的低倍组织；通过电子束熔炼合金，极从降低有害元素的含量角度提高合金的纯净度，不仅有利于提高精炼提纯的效果，而且可用于熔炼高熔点金属。

Description

一种高散热电缆桥架的生产工艺
技术领域
本发明涉及电缆桥架技术领域，特别是涉及一种高散热电缆桥架的生产工艺。
背景技术
电缆桥架分为槽式、托盘式和梯架式、网格式等结构,由支架、托臂和安装附件等组成。建筑物内桥架可以独立架设,也可以附设在各种建(构)筑物和管廊支架上,应体现结构简单,造型美观、配置灵活和维修方便等特点,全部零件均需进行镀锌处理,安装在建筑物外露天的桥架。电缆在高负荷工作时会产生大量热量，此时的电缆桥架就承担着一定的散热作用，以保证电缆的正常运作。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是如何提高电缆桥架的散热性，保证电缆的工作稳定性，克服现有技术的缺点，提供一种高散热电缆桥架的生产工艺。
为了解决以上技术问题，本发明提供一种高散热电缆桥架的生产工艺。
一种高散热电缆桥架的生产工艺，其特征在于：具体步骤为：
S1：原料前处理：将普通废钢、生铁、铬铁、钨铁、钼铁、铌铁和金属镍进行打磨，并放入电解超声清洗机中清洗5～8min；然后将原料从电解超声波清洗机中取出，用纯氮气进行高压气吹干燥、备用；
S2：高低温熔炼：将经过前处理的原料放入真空炉坩埚底部，然后向真空炉坩埚内添加Si、 Ti，接着将真空炉坩埚抽内真空度1.5Mpa，升温至1500～1550℃，进行高温精炼；再保持温度1250～1300℃，进行低温精炼；最后降温冷却至1000～1130℃，出坩埚，浇注成合金棒；
S3：电渣重熔处理：将CaF2、CaO2制成电渣重熔的渣料，并加热至熔融状态，倒入结晶器中，并向结晶器的壳体壁内通入低温冷却水，然后将制备的圆棒缓慢下降到熔融的电渣重熔的渣料中，并通电起弧，调整重熔电压至60～70V、电流3000～4000A；圆棒受电阻热缓慢熔化，熔化后的圆棒液滴穿过熔融的渣料层与渣料发生反应而得到提纯，并在结晶器的底部重新结晶，得到组织致密、均匀、纯净，表面光洁的合金锭；
S4：电子束提纯处理：将合金棒放置在电子束熔炼炉体内，调节电子束熔炼炉体内的真空度 0.03～0.04Pa，电子枪体以1.5mA/s速度增加束流至120mA，使其轰击到合金圆棒上直至完全熔化、并熔炼15～20min后扒渣，随后出炉浇注呈合金锭；
S5：热处理：将合金锭在180～200℃的条件下进行1～1.5h的固溶处理；随后将固溶处理后的合金锭随后放入盐浴淬火槽内与熔盐进行中温盐浴淬火，控制温度为150～160℃，保温2～ 3h；
S6：热等静压处理：将热处理后的合金锭放入热等静压机内，控制温度400～450℃，压力100～ 150Mpa，保持30～50min，然后用纯氩气进行高压气吹冷却至室温；
S7：冷轧退火处理：将热等静压后的合金锭在600℃保温1～2h后进行淬火；然后进行冷轧和退火，在冷轧变形后，于730～800℃下保温2～3小时，随后停止加热，炉冷至300℃，最后出炉空冷至室温获得具有一定机械性能、形状和尺寸的电缆桥架；
S7：质量检验：检验电缆桥架质量，对不合格的重新加工，然后用超声波无损探伤仪检测电缆桥架内部是否有裂痕，如有裂痕则为废品，检验合格的为成品，入库。
进一步的，所述S1中原料中各组成成分以及各成分所占的重量份数分别为：C：0.15～ 0.25份，Al：0.68～0.75份，Zn：0.25～0.35份，Cu：0.42～0.45份，Si：0.15～0.21份，W： 0.15～0.23份，Nb：0.12～0.18份，Mn：0.14～0.17份，余量为Fe。
进一步的，所述S2中Si和Ti所占的重量份数分别为：Si：0.37～0.86份，Ti：0.55～0.63份。
进一步的，所述S3中渣料的组成成分以及各成分所占的重量份数分别为：CaF2 40～ 60份、CaO2 10～20份。
进一步的，所述S6中纯氩气进行高压气吹，分4～7次气吹，每次1～3s，气吹次数越多，每次气吹时间越短。
进一步的，所述S7中超声波无损探伤仪检为EUT-101A/B高性能超声探伤仪。
本发明的有益效果是：
(1)本发明中，首先采用的原料前处理，使得随后的处理得到的电缆桥架尺寸稳定性好，加工性能好、硬度高、耐磨性好，高温热硬度得到提高，物理机械性能高度各向同性，淬火变形小，耐磨性能提高。
(2)本发明中，随后采用高低温熔炼，其中的真空炉坩埚有加热速度快、生产效率高、节省材料的特点，并且，真空炉坩埚的工作环境优越、提高工人劳动环境和公司形象、无污染、低耗能，工人不会再受炎炎烈日下煤炉的烘烤与烟熏，大大节省人力物力。
(3)本发明中，还采用电渣重熔处理，可以减少合金液的硫磷含量，提高合金液纯净度，改善合金的低倍组织，使得合金中碳化物分布更加均匀，组织的改善也提高了合金的热塑性。
(4)本发明中；通过电子束熔炼合金，极大地降低合金熔炼过程中O、N、S等有害杂质元素，从降低有害元素的含量角度提高合金的纯净度，进而提高合金中Ni、Ti的纯度与含量，保证合金的抗压性、耐磨性和耐腐蚀性；同时，电子束能量集中，使得熔池可以达到很高的温度，不仅有利于提高精炼提纯的效果，而且可用于熔炼高熔点金属。
具体实施方式
为使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施方式，对本发明作出进一步详细的说明。
实施例1
一种高散热电缆桥架的生产工艺，其特征在于：具体步骤为：
S1：原料前处理：将普通废钢、生铁、铬铁、钨铁、钼铁、铌铁和金属镍进行打磨，并放入电解超声清洗机中清洗5min；然后将原料从电解超声波清洗机中取出，用纯氮气进行高压气吹干燥、备用；其中，原料中各组成成分以及各成分所占的重量份数分别为：C：0.25份，Al：0.68份，Zn：0.35份，Cu：0.42份，Si：0.21份，W：0.15份，Nb：0.18份，Mn：0.14 份，余量为Fe；
S2：高低温熔炼：将经过前处理的原料放入真空炉坩埚底部，然后向真空炉坩埚内添加Si、 Ti，接着将真空炉坩埚抽内真空度1.5Mpa，升温至1500℃，进行高温精炼；再保持温度1300 ℃，进行低温精炼；最后降温冷却至1000℃，出坩埚，浇注成合金棒；其中，Si和Ti所占的重量份数分别为：Si：0.86份，Ti：0.55份；
S3：电渣重熔处理：将CaF2、CaO2制成电渣重熔的渣料，并加热至熔融状态，倒入结晶器中，并向结晶器的壳体壁内通入低温冷却水，然后将制备的圆棒缓慢下降到熔融的电渣重熔的渣料中，并通电起弧，调整重熔电压至60V、电流4000A；圆棒受电阻热缓慢熔化，熔化后的圆棒液滴穿过熔融的渣料层与渣料发生反应而得到提纯，并在结晶器的底部重新结晶，得到组织致密、均匀、纯净，表面光洁的合金锭；其中，渣料的组成成分以及各成分所占的重量份数分别为：CaF2 40份、CaO220份；
S4：电子束提纯处理：将合金棒放置在电子束熔炼炉体内，调节电子束熔炼炉体内的真空度 0.03Pa，电子枪体以1.5mA/s速度增加束流至120mA，使其轰击到合金圆棒上直至完全熔化、并熔炼20min后扒渣，随后出炉浇注呈合金锭；
S5：热处理：将合金锭在180℃的条件下进行1.5h的固溶处理；随后将固溶处理后的合金锭随后放入盐浴淬火槽内与熔盐进行中温盐浴淬火，控制温度为150℃，保温3h；
S6：热等静压处理：将热处理后的合金锭放入热等静压机内，控制温度400℃，压力150Mpa，保持30min，然后用纯氩气进行高压气吹冷却至室温；其中，纯氩气进行高压气吹，分7次气吹，每次1s，气吹次数越多，每次气吹时间越短。
S7：冷轧退火处理：将热等静压后的合金锭在600℃保温1h后进行淬火；然后进行冷轧和退火，在冷轧变形后，于800℃下保温2小时，随后停止加热，炉冷至300℃，最后出炉空冷至室温获得具有一定机械性能、形状和尺寸的电缆桥架；
实施例2
一种高散热电缆桥架的生产工艺，其特征在于：具体步骤为：
S1：原料前处理：将普通废钢、生铁、铬铁、钨铁、钼铁、铌铁和金属镍进行打磨，并放入电解超声清洗机中清洗5～8min；然后将原料从电解超声波清洗机中取出，用纯氮气进行高压气吹干燥、备用；其中，原料中各组成成分以及各成分所占的重量份数分别为：C：0.25份，Al：0.68份，Zn：0.35份，Cu：0.42份，Si：0.21份，W：0.15份，Nb：0.18份，Mn： 0.14份，余量为Fe；
S2：高低温熔炼：将经过前处理的原料放入真空炉坩埚底部，然后向真空炉坩埚内添加Si、 Ti，接着将真空炉坩埚抽内真空度1.5Mpa，升温至1550℃，进行高温精炼；再保持温度1250 ℃，进行低温精炼；最后降温冷却至1130℃，出坩埚，浇注成合金棒；其中，Si和Ti所占的重量份数分别为：Si：0.37份，Ti：0.63份；
S3：电渣重熔处理：将CaF2、CaO2制成电渣重熔的渣料，并加热至熔融状态，倒入结晶器中，并向结晶器的壳体壁内通入低温冷却水，然后将制备的圆棒缓慢下降到熔融的电渣重熔的渣料中，并通电起弧，调整重熔电压至70V、电流3000A；圆棒受电阻热缓慢熔化，熔化后的圆棒液滴穿过熔融的渣料层与渣料发生反应而得到提纯，并在结晶器的底部重新结晶，得到组织致密、均匀、纯净，表面光洁的合金锭；其中，渣料的组成成分以及各成分所占的重量份数分别为：CaF2 60份、CaO2 10份；
S4：电子束提纯处理：将合金棒放置在电子束熔炼炉体内，调节电子束熔炼炉体内的真空度 0.04Pa，电子枪体以1.5mA/s速度增加束流至120mA，使其轰击到合金圆棒上直至完全熔化、并熔炼15min后扒渣，随后出炉浇注呈合金锭；
S5：热处理：将合金锭在200℃的条件下进行1h的固溶处理；随后将固溶处理后的合金锭随后放入盐浴淬火槽内与熔盐进行中温盐浴淬火，控制温度为160℃，保温2h；
S6：热等静压处理：将热处理后的合金锭放入热等静压机内，控制温度450℃，压力100Mpa，保持50min，然后用纯氩气进行高压气吹冷却至室温；其中，纯氩气进行高压气吹，分4次气吹，每次3s，气吹次数越多，每次气吹时间越短。
S7：冷轧退火处理：将热等静压后的合金锭在600℃保温2h后进行淬火；然后进行冷轧和退火，在冷轧变形后，于730℃下保温3小时，随后停止加热，炉冷至300℃，最后出炉空冷至室温获得具有一定机械性能、形状和尺寸的电缆桥架；
实施例3
一种高散热电缆桥架的生产工艺，其特征在于：具体步骤为：
S1：原料前处理：将普通废钢、生铁、铬铁、钨铁、钼铁、铌铁和金属镍进行打磨，并放入电解超声清洗机中清洗5～8min；然后将原料从电解超声波清洗机中取出，用纯氮气进行高压气吹干燥、备用；其中，原料中各组成成分以及各成分所占的重量份数分别为：C：0.22份，Al：0.72份，Zn：0.28份，Cu：0.43份，Si：0.17份，W：0.17份，Nb：0.16份，Mn： 0.15份，余量为Fe；
S2：高低温熔炼：将经过前处理的原料放入真空炉坩埚底部，然后向真空炉坩埚内添加Si、 Ti，接着将真空炉坩埚抽内真空度1.5Mpa，升温至1540℃，进行高温精炼；再保持温度1280 ℃，进行低温精炼；最后降温冷却至1030℃，出坩埚，浇注成合金棒；其中，Si和Ti所占的重量份数分别为：Si：0.56份，Ti：0.58份；
S3：电渣重熔处理：将CaF2、CaO2制成电渣重熔的渣料，并加热至熔融状态，倒入结晶器中，并向结晶器的壳体壁内通入低温冷却水，然后将制备的圆棒缓慢下降到熔融的电渣重熔的渣料中，并通电起弧，调整重熔电压至65V、电流3500A；圆棒受电阻热缓慢熔化，熔化后的圆棒液滴穿过熔融的渣料层与渣料发生反应而得到提纯，并在结晶器的底部重新结晶，得到组织致密、均匀、纯净，表面光洁的合金锭；其中，渣料的组成成分以及各成分所占的重量份数分别为：CaF2 45份、CaO2 15份；
S4：电子束提纯处理：将合金棒放置在电子束熔炼炉体内，调节电子束熔炼炉体内的真空度 0.035Pa，电子枪体以1.5mA/s速度增加束流至120mA，使其轰击到合金圆棒上直至完全熔化、并熔炼17min后扒渣，随后出炉浇注呈合金锭；
S5：热处理：将合金锭在190℃的条件下进行1.2h的固溶处理；随后将固溶处理后的合金锭随后放入盐浴淬火槽内与熔盐进行中温盐浴淬火，控制温度为155℃，保温2.5h；
S6：热等静压处理：将热处理后的合金锭放入热等静压机内，控制温度420℃，压力120Mpa，保持35min，然后用纯氩气进行高压气吹冷却至室温；其中，纯氩气进行高压气吹，分5次气吹，每次2s，气吹次数越多，每次气吹时间越短。
S7：冷轧退火处理：将热等静压后的合金锭在600℃保温1.5h后进行淬火；然后进行冷轧和退火，在冷轧变形后，于770℃下保温2.5小时，随后停止加热，炉冷至300℃，最后出炉空冷至室温获得具有一定机械性能、形状和尺寸的电缆桥架；
将实施例1～实施例3与对比例进行性能对比试验，各项性能按国标进行测定，试验条件及其他实验材料均相同，测试结果如表1所示：
表1
由表1可以看出，与对比例相比，本发明制备的电缆桥架，在相同环境下进行散热时，散热效率是对比例的近1.5倍，同时，不管是硬度、抗拉强度还是耐腐蚀性能，均更为优越，。本发明制备的电缆桥架，显著提高了散热性能。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种高散热电缆桥架的生产工艺，其特征在于：具体步骤为：
S1：原料前处理：将普通废钢、生铁、铬铁、钨铁、钼铁、铌铁和金属镍进行打磨，并放入电解超声清洗机中清洗5～8min；然后将原料从电解超声波清洗机中取出，用纯氮气进行高压气吹干燥、备用；
S2：高低温熔炼：将经过前处理的原料放入真空炉坩埚底部，然后向真空炉坩埚内添加Si、Ti，接着将真空炉坩埚抽内真空度1.5Mpa，升温至1500～1550℃，进行高温精炼；再保持温度1250～1300℃，进行低温精炼；最后降温冷却至1000～1130℃，出坩埚，浇注成合金棒；
S3：电渣重熔处理：将CaF2、CaO2制成电渣重熔的渣料，并加热至熔融状态，倒入结晶器中，并向结晶器的壳体壁内通入低温冷却水，然后将制备的圆棒缓慢下降到熔融的电渣重熔的渣料中，并通电起弧，调整重熔电压至60～70V、电流3000～4000A；圆棒受电阻热缓慢熔化，熔化后的圆棒液滴穿过熔融的渣料层与渣料发生反应而得到提纯，并在结晶器的底部重新结晶，得到组织致密、均匀、纯净，表面光洁的合金锭；
S4：电子束提纯处理：将合金棒放置在电子束熔炼炉体内，调节电子束熔炼炉体内的真空度0.03～0.04Pa，电子枪体以1.5mA/s速度增加束流至120mA，使其轰击到合金圆棒上直至完全熔化、并熔炼15～20min后扒渣，随后出炉浇注呈合金锭；
S5：热处理：将合金锭在180～200℃的条件下进行1～1.5h的固溶处理；随后将固溶处理后的合金锭随后放入盐浴淬火槽内与熔盐进行中温盐浴淬火，控制温度为150～160℃，保温2～3h；
S6：热等静压处理：将热处理后的合金锭放入热等静压机内，控制温度400～450℃，压力100～150Mpa，保持30～50min，然后用纯氩气进行高压气吹冷却至室温；
S7：冷轧退火处理：将热等静压后的合金锭在600℃保温1～2h后进行淬火；然后进行冷轧和退火，在冷轧变形后，于730～800℃下保温2～3小时，随后停止加热，炉冷至300℃，最后出炉空冷至室温获得具有一定机械性能、形状和尺寸的电缆桥架；
S7：质量检验：检验电缆桥架质量，对不合格的重新加工，然后用超声波无损探伤仪检测电缆桥架内部是否有裂痕，如有裂痕则为废品，检验合格的为成品，入库。
2.根据权利要求1所述的一种高散热电缆桥架的生产工艺，其特征在于：所述S1中原料中各组成成分以及各成分所占的重量份数分别为：C：0.15～0.25份，Al：0.68～0.75份，Zn：0.25～0.35份，Cu：0.42～0.45份，Si：0.15～0.21份，W：0.15～0.23份，Nb：0.12～0.18份，Mn：0.14～0.17份，余量为Fe。
3.根据权利要求1所述的一种高散热电缆桥架的生产工艺，其特征在于：所述S2中Si和Ti所占的重量份数分别为：Si：0.37～0.86份，Ti：0.55～0.63份。
4.根据权利要求1所述的一种高散热电缆桥架的生产工艺，其特征在于：所述S3中渣料的组成成分以及各成分所占的重量份数分别为：CaF2 40～60份、CaO2 10～20份。
5.根据权利要求1所述的一种高散热电缆桥架的生产工艺，其特征在于：所述S6中纯氩气进行高压气吹，分4～7次气吹，每次1～3s，气吹次数越多，每次气吹时间越短。
6.根据权利要求1所述的一种高散热电缆桥架的生产工艺，其特征在于：所述S7中超声波无损探伤仪检为EUT-101A/B 高性能超声探伤仪。
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