[發明專利]一種鋁合金復合管坯的制備裝置及方法

有效

• 申請號: 201610206273.0
• 申請日: 2016-03-31
• 公開（公告）號: CN105665669B
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發明（設計）人: 張海濤;崔建忠;韓星;秦克;邵博;王東濤;梁葉;郭亞東;程龍剛
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: B22D11/103
• 分類號: B22D11/103;B22D11/14
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司21109
• 代理人: 梁焱

1.一種鋁合金復合管坯的制備裝置，其特征在于，包括外結晶器，內結晶器，芯模，支架，引錠和鑄造機；其中內結晶器位于外結晶器內側，在外結晶器正上方且同心；芯模與內結晶器同心，且穿過內結晶器和外結晶器的中心；支架固定在外結晶器水腔上，引錠設置在芯模下部，引錠與鑄造機連接；

所述的外結晶器，包括外結晶器石墨環內套、水冷鋁套、水腔和外結晶器熱頂，水冷鋁套安裝在水腔上，外結晶器石墨環內套鑲嵌在水冷鋁套內，水冷鋁套內壁下端設置有與豎直方向呈45°和60°的兩組冷卻水眼，外結晶器熱頂固定在水冷鋁套和外結晶器石墨環內套上方，由外結晶器儲液箱和外結晶器分流盤構成；

所述的內結晶器，包括內結晶器石墨環內套、水冷銅套和內結晶器熱頂，內結晶器石墨環內套鑲嵌在水冷銅套內，內結晶器熱頂呈倒錐形，固定在內結晶器內、內結晶器石墨環內套上，由內結晶器儲液箱和內結晶器分流盤構成；

所述的芯模，包括冷卻系統，潤滑系統和芯模熱頂；冷卻系統包括入水管、出水管、轉接器、芯模水腔、水道和水冷銅膜，其中，入水管穿過水冷銅膜連通芯模水腔，芯模水腔通過水道連接通轉接器，轉接器連通出水管；潤滑系統包括入油管、油腔、油蓋和油孔，其中，入油管連接到油腔，油腔上設置有油蓋，油腔中設置有油孔；芯模熱頂位于潤滑系統的油腔上方并與其接觸；

所述的支架，與外結晶器、內結晶器和芯模連接:

所述的引錠，呈梯形，與外結晶器的石墨環內套構成外腔，與內結晶器的石墨環內套構成內腔。

2.根據權利要求1所述的鋁合金復合管坯的制備裝置，其特征在于，所述的外結晶器分流盤包括3層分流結構，最外層設置有1個進流口，次外層設置有2～3個分流口，內層設置有4～6個分流口:分流口均設置有擋塊:外結晶器分流盤設置有通向外結晶器石墨環內套的分流孔。

3.根據權利要求1所述的鋁合金復合管坯的制備裝置，其特征在于，所述的內結晶器分流盤包括3層分流結構，最外層設置有1個進流口，次外層設置有2～3個分流口，內層設置有4～6個分流口:分流口均設置有擋塊:內結晶器分流盤設置有通向內結晶器石墨環內套的分流孔。

4.采用權利要求1所述的鋁合金復合管坯的制備裝置，制備合金復合管坯的方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：

(1)將外結晶器、內結晶器和芯模通水，芯模通油；將芯材熔體注入內結晶器儲液箱；將復合層熔體注入外結晶器儲液箱；

(2)當水壓和油壓穩定時，使芯材熔體通過內結晶器分流盤，流入內腔中；

步驟2：

(1)當芯材熔體，在內結晶器石墨內套、芯模水冷銅套和引錠的冷卻下，外層形成芯材凝固殼時，打開外結晶器儲液箱，復合層熔體通過外結晶器分流盤流入外腔；

(2)當復合層熔體與引錠接觸時，啟動鑄造機；

步驟3：復合鑄造：

(1)復合層熔體與芯材凝固殼接觸，形成具有冶金結合的復合界面，制得鋁合金復合管坯；

(2)當鋁合金復合管坯到達預定長度時，停止供流。

5.根據權利要求4所述的制備鋁合金復合管坯的方法，其特征在于，所述的步驟1(2)中，熔體通過內結晶器分流盤采用同水平澆注多股方式；芯材熔體通過流道進入倒錐形的熱頂時，熔體被擋塊擋住后沿周向均勻進入地內腔。

6.根據權利要求4所述的制備鋁合金復合管坯的方法，其特征在于，所述的步驟2(1)中，復合層熔體通過外結晶器分流盤采用同水平澆注多股方式；復合層熔體通過外結晶器分流盤，被分流孔分流后沿軸向進入外腔。

7.根據權利要求4所述的制備鋁合金復合管坯的方法，其特征在于，所述的制備合金復合管坯的方法，復合鑄造工藝條件為:澆注溫度710～760℃，鑄造速度50～200mm/min，外結晶器冷卻水量60～200L/min·m，內結晶器冷卻水量10～30L/min·m，芯模冷卻水量30～80L/min·m，芯模油量5～20ml/min。