[發明專利]一種大尺寸鎂合金鑄錠澆注系統及方法

有效

• 申請號: 201410826802.8
• 申請日: 2014-12-25
• 公開（公告）號: CN105772658B
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發明（設計）人: 張奎;李永軍;李興剛;馬鳴龍;石國梁;袁家偉;李婷
• 申請（專利權）人: 北京有色金屬研究總院
• 主分類號: B22D7/06
• 分類號: B22D7/06
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司11100
• 代理人: 劉秀青,熊國裕

技術領域

本發明涉及一種大尺寸鎂合金鑄錠澆注系統及方法，用于制備大尺寸高品質鎂合金鑄錠。

背景技術

作為目前最輕的金屬結構材料，鎂合金具有比強度高、減震性能好、散熱快等很多優點，使其在航空航天、汽車、兵器等許多領域都具有廣泛的應用前景。隨著上述領域的不斷發展，對鎂合金材料的性能和尺寸規格都提出了更高的要求。在實際的工業化生產中，對于傳統的AZ80、ZK60等鎂合金，在直徑達到Φ500～600mm的大尺寸錠坯鑄造過程中，由于鑄錠內外冷卻速率相差大、凝固時間長，容易產生嚴重的成分偏析或者發生錠坯心部開裂現象。而對于高強耐熱但塑性相對偏低的EW75、WE83、WE91等高稀土含量的鎂合金，其熔煉、澆鑄溫度相對更高，熱導率更低，凝固收縮又非常大，錠坯鑄造過程中冷卻強度小，凝固時間長，成分偏析嚴重；冷卻強度大，凝固收縮不均勻，將產生非常大的殘余內應力，容易引起錠坯心部開裂。采用半連續鑄造方式，可以改善鑄錠偏析、開裂的情況，但對于直徑大于500mm的鎂合金鑄錠，尤其是大尺寸的稀土鎂合金鑄錠，半連續鑄造方式同樣難以解決鑄錠在凝固過程中內外溫差大、偏析嚴重甚至開裂的問題，還普遍存在鑄錠表面冷隔深，造成后續切削加工量大，熔鑄環節成本高、收得率低。

發明內容

本發明的目的在于提供一種大尺寸鎂合金鑄錠澆注系統，用于制備大尺寸高品質鎂合金鑄錠。

本發明的另一目的在于提供一種采用所述大尺寸鎂合金鑄錠澆注系統制備鎂合金鑄錠的方法。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種大尺寸鎂合金鑄錠澆注系統，包括：模座、下模、上模、錐形斜頂、澆注漏斗、排氣管、傘形斜面；模座放置在可上下移動的冷卻平臺上，模座上部預留圓形凸臺，凸臺與下模之間緊密配合，上模與下模通過卡槽連接；錐形斜頂通過卡槽與上模上部相連，錐形斜頂具有一預留孔，澆注漏斗的下端置于該預留孔內并向下延伸至下模底部；排氣管貫穿澆注漏斗并露出澆注漏斗的下端；傘形斜面位于排氣管下方，頂部有孔，其底部分別延伸至靠近模具內壁處；排氣管的下端與該孔外周焊接，使排氣管與該孔連通。

其中，所述澆注漏斗的上部有支撐桿固定，其下部由定位桿定位。所述排氣管的上端固定在上下位置可調的支架上。

所述下模和上模的內部的徑向尺寸為500-1000mm。所述傘形斜面底部邊緣距離模具內壁的距離為10mm。

采用所述大尺寸鎂合金鑄錠澆注系統制備鎂合金鑄錠的方法為：將按照合金成分配料熔煉、過濾后的鎂合金熔體轉移到澆注漏斗中，通過調整模座下部冷卻平臺的下降速度，與模具中熔體液面的上升速度保持同步，始終保證輸液泵的出口和澆注漏斗的下端口沒入鎂合金熔體液面以下；澆注完畢后，采用燃氣加熱的方式，將與上模相連的錐形斜頂快速加熱至600℃以上，并保溫30min 以上，隨后用保溫棉覆蓋鋼制錐形斜頂，保證模具內鎂合金熔體上部最后凝固，使鑄錠凝固過程中充分補縮。

在本發明的鎂合金鑄錠澆注系統中，所有的部件均采用耐熱鋼或不銹鋼制作而成。

本發明的優點在于：

采用本發明的鎂合金鑄錠澆注系統制備鎂合金鑄錠，生產過程中金屬氧化和燒損小，并且易于控制生產工藝，表面機加工量少，成品率高，操作簡單，易于實現，特別適合目前不同成分的大尺寸鎂合金鑄錠的生產。

采用本發明的鎂合金鑄錠澆注系統所制備的大尺寸鎂合金鑄錠雜質含量少，疏松孔洞等缺陷少，組織成分均勻，表面質量好。

附圖說明

圖1為本發明大尺寸鎂合金鑄錠澆鑄系統的結構示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明進行進一步詳細說明，但并不意味著對本發明保護范圍的限制。

如圖1所示，本發明的大尺寸鎂合金鑄錠澆注系統包括：模座1、下模2、上模3、錐形斜頂4、澆注漏斗5、排氣管6、傘形斜面7；模座1放置在可上下移動的冷卻平臺上，模座1上部預留圓形凸臺，凸臺與下模2之間緊密配合，上模3與下模2通過卡槽連接；錐形斜頂4通過卡槽與上模3上部相連，錐形斜頂4具有一預留孔，澆注漏斗5的下端置于該預留孔內并向下延伸至下模底部；排氣管6貫穿澆注漏斗5并露出澆注漏斗的下端；傘形斜面位于排氣管下方，頂部有孔，其底部分別延伸至靠近模具內壁處；排氣管的下端與該孔外周焊接，使排氣管與該孔連通。

其中，澆注漏斗5的上部有支撐桿9固定，其下部由定位桿8定位。排氣管6的上端固定在上下位置可調的支架上。

在本發明的鎂合金鑄錠澆注系統中，所有的部件均采用耐熱鋼或不銹鋼制作而成。