单晶连铸技术是将定向凝固与连续铸造相结合的一项新型材料近净成形加工技术。在单晶连铸过程中,金属的净化是影响铸锭性能的一个重要因素。同时,对单晶连铸各工艺参数的精确控制也是该技术的关键。本文根据单晶连铸技术的基本原理,设计并制造了一台横引式真空熔炼氩气保护单晶连铸试验设备,旨在全面提高金属材料熔炼保温过程中的纯度和对各工艺参数的控制精度。在本试验设备上成功制备出Φ6mm的单晶铜线材,并对试验制备的单晶铜线材的净化效果和性能进行了初步探讨和分析。 自行设计并制造了一台横引式真空熔炼氩气保护单晶连铸试验设备,配备了真空熔炼保温系统以及工艺参数的PLC控制系统。成功实现了单晶连铸试验过程中由真空状态向氩气保护状态的平稳转变,确保了单晶连铸试验的顺利进行。 在本试验设备上成功连铸出Φ6mm的单晶铜线材。制备工艺参数为:铜液温度1135℃、铸型型口温度1108℃、连铸速度20mm/min、冷却距离25mm和冷却水量62l/h。 试验中制备出的单晶铜线材与熔炼前的原材料1#电解铜相比,含氢量降低了66.67%,含氧量降低了71.43%,分别达到1ppm和2ppm;杂质总量降低89.77%;与实验室原单晶连铸试验设备制备的单晶铜相比,杂质总量降低了85.84%。 利用本试验设备制备的单晶铜铸棒的伸长率和断面收缩率分别比定向凝固多晶铜的伸长率和断面收缩率提高了85.85%和34.79%;抗拉强度和屈服强度分别降低15.52%和31.42%;电阻率降低10.5%;。证明本试验设备制备的单晶铜线材可以作为优质的深加工坯料和导体材料。