[发明专利]环状锭及其制造方法以及管状型材的制造方法

说明书

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。