本文關鍵詞：上引式熱型連鑄記憶合金管接頭研制

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【摘要】：為克服水平熱型連鑄制備管接頭容易出現(xiàn)裂紋、拉漏和彎曲等不足,課題研究了上引熱型連鑄工藝。石墨坩堝連接水平管,鑄型垂直安裝在水平管上,合金液被引管向上拉出,定向凝固成鑄管。冷卻裝置安裝在鑄型上方,使鑄管冷卻。為了防止冷卻器中的水流入鑄型,在冷卻器底部安裝了真空室。真空室和真空泵相連,真空室外部的空氣將流入真空室和管的間隙中,使沿著管向下流的水吸入真空泵中。為了防止管因擺動而產生彎曲,在沿管方向安裝了三個管支架。CuAlBe合金易在熔融狀態(tài)下氧化。厚的氧化膜覆蓋在合金液表面,會阻礙液位探測器與合金液的接觸。此外,氧化物緊緊粘附在探測器上,當液位下降,探測器仍然能接觸到合金液,直到液位進一步下降到一定距離才與合金液脫離接觸。在上述情況下,探測器不能準確顯示液位。本課題中,在合金液表面和探測器下方放置了一塊薄的石墨片。探測器通過石墨片間接接觸合金液,這樣可以精確的測量液位的高度。上引熱型連鑄制備外徑Φ10mm的CuAlBe合金管。連鑄工藝參數(shù)包括：壓頭、冷卻距離、連鑄速度。研究結果表明：在壓頭為2mm、鑄型溫度為1050℃、冷卻距離為5mm、連鑄速度為40/min時,能連鑄出筆直且表面質量完好的合金管。壓頭低會造成液體流動性差,導致管材局部缺失。壓頭過高,導致合金液漏出。短的冷卻距離和低的連鑄速度,導致管材局部產生裂紋。而長的冷卻距離和高的連鑄速度將導致拉漏。將CuAlBe合金管制備成管接頭,然后對管接頭進行性能檢測。CuAlBe合金管被切割成15mm的段,然后加熱到850℃,保溫30min后水淬,以消除γ2相。將合金管接頭內孔鉸成約Φ7.5mm,然后將管接頭在-30℃ (MS)、20℃ (MS～AS)、80℃ (Af)三種溫度下分別擴徑到φ8.04mm、φ8.26mm和Φ8.56mm。結果表明：在Ms溫度,擴徑率最大為11.3%,管接頭回復率仍達92.75%。隨著溫度升高到Ms-A。和As,擴徑率和回復率都逐漸降低。在Ms-As溫度擴徑最大擴徑率為9.98%,回復率為91.8%。在As擴徑,最大擴徑率只有7.97%,回復率只有87.27%。隨著擴徑率的增加,As和Af溫度明顯升高,Ms變化不大,Mf則降低；在最大擴徑率為11.3%時,最大相變滯后達74℃。對管材進行連接實驗。在管接頭內表面涂上一層薄薄的環(huán)氧樹脂。將外徑Φ8的兩根銅管插入管接頭兩端,輕輕旋轉管接頭以保證環(huán)氧樹脂均勻涂在銅管上。用熱風機對管接頭加熱至200℃并保溫1分鐘,管接頭回復包住銅管,完成連接。對連接后的管接頭通入3.0MPa的氮氣,浸入水中保壓5min和液體壓力6.3MPa,保壓5min兩部分測試。連接后的管接頭均通過兩項測試。
【關鍵詞】：上引熱型連鑄 管接頭 相變滯后 擴徑率 馬氏體
【學位授予單位】：廣東工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG27
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-14
• 第一章 緒論14-21
• 1.1 引言14-15
• 1.2 記憶合金管接頭概述15-19
• 1.2.1 形狀記憶效應15-16
• 1.2.2 形狀記憶合金管接頭原理16-18
• 1.2.3 用于管接頭的記憶合金18-19
• 1.3 CuAlBe形狀記憶合金研究現(xiàn)狀19-20
• 1.4 選題的目的及研究內容20-21
• 第二章 上引式熱型連鑄的設備設計及連鑄工藝21-42
• 2.1 熱型連鑄原理及鑄件性能21-23
• 2.2 熱型連鑄的三種方式23-25
• 2.2.1 水平熱型連鑄裝置23-24
• 2.2.2 下引熱型連鑄裝置24
• 2.2.3 上引熱型連鑄裝置24-25
• 2.3 水平熱型連鑄分析25-29
• 2.3.1 水平連鑄管材產生裂紋25-27
• 2.3.2 水平連鑄管材內外圓偏心27-28
• 2.3.3 水平連鑄管材產生彎曲28-29
• 2.4 上引熱型連鑄設備29-36
• 2.4.1 上引熱型連鑄工藝設計方案29-30
• 2.4.2 管支架的結構設計30-31
• 2.4.3 冷卻裝置的結構設計31-32
• 2.4.4 液面控制機構的結構設計32-33
• 2.4.5 壓頭控制棒和探測棒的結構設計33-34
• 2.4.6 上引熱型連鑄鑄型的設計34-35
• 2.4.7 水平及豎直石墨管的設計35-36
• 2.5 上引熱型連鑄工藝參數(shù)36-40
• 2.5.1 工藝參數(shù)對鑄件的影響37-40
• 2.6 本章小結40-42
• 第三章 低溫擴徑工藝及性能42-53
• 3.1 引言42-44
• 3.2 試驗方法44-47
• 3.2.1 管接頭的預處理44
• 3.2.2 低溫擴孔裝置及刀具的設計44-47
• 3.3 擴徑速度對擴徑過程的影響47-48
• 3.3.1 擴徑速度對擴徑率的影響47-48
• 3.3.2 擴徑速度對回復率的影響48
• 3.4 管接頭的連接實驗48-49
• 3.5 管接頭擴裂斷口的分析49-51
• 3.6 本章小結51-53
• 第四章 擴徑溫度對管接頭相變滯后和擴徑率的影響53-66
• 4.1 引言53-56
• 4.2 低溫擴徑參數(shù)56-59
• 4.2.1 管接頭擴徑前DSC檢測56-57
• 4.2.2 管接頭擴徑結果分析57-59
• 4.3 不同溫度下擴徑對合金管接頭恢復性能的影響59-60
• 4.3.1 不同溫度下擴徑對回彈率的影響59
• 4.3.2 不同溫度下擴徑對回復率的影響59-60
• 4.4 擴徑后管接頭DSC檢測及相變滯后的變化60-62
• 4.5 擴徑和回復對金相組織的影響62-64
• 4.6 本章小結64-66
• 結論與展望66-68
• 參考文獻68-72
• 攻讀學位期間發(fā)表的論文72-74
• 致謝74

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