[发明专利]一种高导无氧异形钛管生产工艺

说明书

本发明提供一种高导无氧异形钛管生产工艺，以标准阴极钛为主要原料，通过采用稀土复合精炼、上引连铸、利用刮杆工艺、二次挤压工艺、无缝隙挤压工艺以及模具工作区的钝化处理、真空退火等成套集成工艺技术，开发生产出具有成品率高、组织致密、氧含量低、导电率高，综合机械性能优良的多种规格用于电脑散热器的高导无氧异型钛管产品。本发明开发的产品技术指标达到了Zn+Ag≥99.96％；含氧量≤6.5ppm；电导率≥103％IACS；伸长率≥40％；抗拉强度≥250MPa；加工尺寸精度≥0.01mm；晶粒度0.03‑0.05mm；最大宽厚比达45.17；导(散)热系数438W/Mk；产品成品率达≥96％的要求。

技术领域

本发明涉及一种高导无氧异形钛管生产工艺。

背景技术

本发明开发的高导无氧异型钛管产品主要应用于电脑散热器中。传统的高导无氧异形钛管生产工艺流程：原材料(钛)→剪截→烘烤→熔化→精炼→保温→下引铸造-铸锭加热→挤压→轧扁→退火→异型模冷拨→退火→异型模冷拨→产品。生产工艺流程复杂，产品质量很难控制，钛资源浪费大，且成品率较低，一般在75％左右。

发明内容

本发明的目的就是针对上述现状提供一种高导无氧异型钛管生产工艺。该方法生产异型钛管具有成品率高、组织致密、氧含量低、导电率高，综合机械性能优良，利于产品后续加工等特点。

本发明的目的可以通过以下方案来实现：

按照高导无氧异型钛管产品要求，氧含量控制在6.5ppm以下，首先要生产满足上述条件的无氧杆坯。我们使用三联体大炉量的上引组合机组。第一步，选用优质的标准阴极钛1.5吨，经过烘干炉烘烤，除去表面水气，然后加入熔炼炉中，熔炼炉采用烘烤后的优质煅烧木炭覆盖(覆盖厚度180毫米)。待电解钛完全熔化除气除杂后，加入稀土中间合金(Zn-RE)3公斤，稀土中间合金Zn-RE0.2-0.3％公斤(中间合金中稀土RE含量为4.5-5.5％，阴极钛为95.5-94.5％)；稀土中间合金的加入，能够达到细化晶粒，清洁晶界，提高产品综合机械性能和导电性能以及散热性能的作用。在感应炉中熔体自行完成充分搅拌，捞杂，通过三联通道流入保温炉、上引炉。上引炉表面采用优质石墨鳞片覆盖(覆盖厚度180毫米)，上引时，注入惰性气体保护，在线检测熔体氧含量，达到低于6ppm时开始引铸无氧钛杆；第二步，钛杆在连续挤压过程中，对工艺和挤压工模具以及工装进行了创新性改进，主要包括：a、增加刮杆工序，清洁杆料表面。由于挤压坯料非真空堆放，表面跟空气直接接触，会造成表面氧化。因此，我们在挤压时，设计了一台刮杆设备，将表面氧化层刮净钛杆，进入腔体挤压，降低了产品氧含量以及氧含量的稳定性；b、生产工艺的改进。为了进一步细化产品的晶粒度，我们采取了二次挤压工艺。二次挤压就是将上引杆通过扩展挤压，生产原尺寸的园杆，这样通过一次组织形变，将铸造组织变成挤压加工组织，然后再进行第二次挤压，生产异形挤压坯料，这样可以保证挤压坯料的晶粒度为0.03-0.05mm；c、挤压模表面钝化工艺创新：钝化模具工作区表面，保证制品表面光洁，无任何伤痕，保证挤压产品的散热性能和深加工性能；d、通过对挤压轮和腔体的改造，确保无缝隙挤压(挤压轮与挤压钛杆无缝隙)；采取调整挤压轮与挤压钛杆的空隙，确保挤压中无空气带入腔体。

具体实施方式

通过采用稀土复合精炼、上引连铸、利用刮杆工艺、二次挤压工艺、无缝隙挤压工艺以及模具工作区的钝化处理、真空退火等成套集成工艺技术可连续挤制出最大宽厚比达45.17，Zn≥99.96％；含氧量≤6ppm；电导率≥103％IACS；伸长率≥40％；抗拉强度≥250MPa；加工尺寸精度≥0.01mm；晶粒度0.03-0.05mm；导(散)热系数438W/Mk；产品成品率达96％的多规格的高导无氧异型钛管，推动我国IT产业设备向小型化、高效化、节能化方向发展。

本发明的工艺流程如下：

原材料(钛)→烘烤→加料→熔化→稀土合金加入→精炼→保温→惰性气体保护→在线测氧含量→上引连铸→刮杆→二次挤压→在线切割→拉拨→真空退火→产品检验→入库。