[發明專利]一種制備超硬鋁合金扁鑄錠的結晶器及其使用方法

有效

• 申請號: 201410198674.7
• 申請日: 2014-05-12
• 公開（公告）號: CN103949600A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發明（設計）人: 才智;吳曉旭;汪濱;李海仙;王志超;韓再旭;姜德俊;李欣斌;劉超
• 申請（專利權）人: 東北輕合金有限責任公司
• 主分類號: B22D11/04
• 分類號: B22D11/04;B22D11/055
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 牟永林

技術領域

本發明涉及一種制備超硬鋁合金扁鑄錠的工具及其使用方法。

背景技術

超硬鋁合金具有強度高、抗剝落腐蝕、應力腐蝕開裂能力強、斷裂韌性與抗疲勞性能優良等一系列突出優點，在航空航天、軍工項目中具有重要的應用價值。但是，超硬鋁合金裂紋傾向性大，在鑄造過程中極易產生裂紋廢品，甚至造成整根開裂，鑄造成品率極低，傳統工具鑄造其成品率在50％以下。傳統鑄造工具的局限性使超硬鋁合金的應用受到很大的限制。因此，研究一種新的超硬鋁合金扁鑄錠工具是推動超硬鋁合金應用的關鍵。

發明內容

本發明是為了解決現有鑄造工具生產超硬鋁合金易產生裂紋廢品的問題，而提供了一種制備超硬鋁合金扁鑄錠的結晶器及其使用方法。

本發明的一種制備超硬鋁合金扁鑄錠的結晶器包括結晶器水室、水室壓蓋、二次水分布板和油壓蓋；所述的結晶器水室包括水室內壁、水室外壁和水室底座，且所述的結晶器水室為整體結構；所述的結晶器水室的水室內壁由小面、大面和大小面的過度面三部分對接成整體結構；所述的小面為圓弧狀；所述的大小面的過度面為弧度小于小面的弧度的圓弧；所述的結晶器水室的水室內壁的內表面與上表面交界處設置成平面，并在該平面上設置出水孔，且該平面的寬度大于出水孔的直徑；所述的出水孔的直徑分四部分設置，位于大面正中位置40％處的出水孔的直徑為4.5mm，位于由大面正中位置向兩側各延伸7％～10％處的出水孔的直徑為4mm，位于大面剩余部分的出水孔的直徑為3.5mm，位于大小面的過度面部分的出水孔的直徑為3.5mm，位于小面的出水孔的直徑為3mm；所述的水室壓蓋蓋在結晶器水室敞口處；所述的水室壓蓋上位于長度方向的兩端上設置有進水孔，所述的進水孔位于對應結晶器水室的內腔的位置處，所述的水室內壁和水室外壁之間設置有二次水分布板，所述的二次水分布板為與內壁形狀相同的薄壁狀，所述的二次水分布板的尺寸與水室內壁的尺寸相匹配；所述的水室底座上位于腔外側平面上靠近水室內壁處設置有潤滑油通道，所述的潤滑油通道分為潤滑油內通道、潤滑油外通道和潤滑油內外通道連通處，所述的潤滑油內通道為環繞水室內壁的整體通道，所述的潤滑油外通道分為直線長度相等的兩部分，分別位于結晶器水室長度方向上的兩端，且潤滑油內通道和潤滑油外通道直線長度的比例約為2：1，所述的潤滑油內通道和潤滑油外通道通過潤滑油內外通道連通處連接，且所述的潤滑油內外通道連通處垂直于潤滑油內通道和潤滑油外通道設置；所述的潤滑油內通道內側邊沿上表面設置有出油孔，且出油孔間距為1cm；所述的油壓蓋蓋在潤滑油通道上。

本發明的一種制備超硬鋁合金扁鑄錠的結晶器在使用時結晶器下方鑄錠下行方向有擋水板，擋水板的上表面流過冷卻水，擋水板中心位置具有與鑄錠橫截面尺寸相匹配的通孔，鑄錠先行穿過擋水板的部分被擋水板阻隔，使冷卻水與擋水板下方鑄錠不接觸。

本發明的有益效果：

1、采用在熱態下具有高的可塑性，易于鍛造、沖壓，工藝性能較好，可切削性能良好的2A50鋁合金，通過5000噸水壓機鍛造、并熱處理作為結晶器的坯料材質，降低了鑄錠表面粗晶層，提高了鑄錠的表面質量和內部質量。

2、結晶器內腔設有二次水分布板，對進入結晶器內的水進行重新分配，可以使結晶器出水孔有充足的水流量，保證脈沖水的瞬時供水流量及脈沖水與供水間隙迅速切換，同時結晶器小面設計成圓弧，收縮阻力減小，可以降低裂紋傾向性。

3、多個規格結晶器的水箱進水孔相對水框上水孔位置一致，可實現不同規格結晶器與一套水框的準確配合。

4、結晶器水孔的分段控制，水孔直徑Φ3mm～4.5mm大小不同，使結晶器內熔體溫度梯度小，鑄錠內應力分布均勻，降低了裂紋傾向性。

5、此結晶器設計了自動潤滑出油孔，實現了自動潤滑，可以減少拉裂的缺陷，避免產生應力集中，降低裂紋傾向性。

6、此結晶器使用時配合擋水板，鑄錠通過擋水板后可將冷卻水完全阻隔在擋水板上部，保證鑄錠高溫狀態，防止鑄錠急冷收縮造成應力不均，降低鑄錠冷裂傾向性。

附圖說明

圖1為結晶器水室示意圖；

圖2為結晶器水室壓蓋示意圖；

圖3為結晶器水室出水孔放大示意圖；

圖4為結晶器水室二次水分布板示意圖；

圖5為結晶器水室底座示意圖；

圖6為結晶器水室底座潤滑油通道放大示意圖；

圖7為結晶器水室底座油壓蓋示意圖；

圖8為本發明結晶器使用過程示意圖；其中A為本發明的結晶器，B為擋水板，C為鑄錠，D為冷卻水。