[發明專利]一種同水平熱頂鑄造裝置及鑄造鋁及鋁合金圓錠的方法

在審

• 申請號: 201811351805.5
• 申請日: 2018-11-13
• 公開（公告）號: CN109290533A
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發明（設計）人: 李新濤;王順成;周楠;康躍華;甘春雷
• 申請（專利權）人: 廣東省材料與加工研究所
• 主分類號: B22D11/041
• 分類號: B22D11/041;B22D11/114
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 吳開磊

本發明提供了一種同水平熱頂鑄造裝置及鑄造鋁及鋁合金圓錠的方法，屬于鋁合金半連鑄技術領域。該同水平熱頂鑄造裝置包括超聲波發生器以及用于帶有熱頂的結晶器，超聲波發生器用于對結晶器內的鑄造液進行超聲處理。該裝置能夠解決同水平熱頂鑄造圓錠晶粒粗大、組織不均勻及生產成分復雜高強鋁合金鑄錠質量差的問題。鑄造方法包括：在同水平熱頂鑄造過程中，當鑄造進入穩定階段后，采用上述同水平熱頂鑄造裝置中的超聲波發生器對結晶器內的鑄造液進行超聲處理。通過對鋁液進行超聲處理，一方面能夠細化晶粒組織，減小溶質元素的擴散距離；另一方面能夠提高溶質元素的擴散系數，減輕宏觀及微觀元素偏析。

技術領域

本發明屬于鋁合金半連鑄技術領域，且特別涉及一種同水平熱頂鑄造裝置及鑄造鋁及鋁合金圓錠的方法。

背景技術

熱頂鑄造技術在鋁熔鑄行業被廣泛地用來鑄造工業純鋁及鋁合金圓錠。在生產時可將多個結晶器安裝在同一鑄造平臺上，由分流盤同時向各個結晶器供流，在鑄造過程中從靜置爐出口到結晶器金屬液面始終處于同一水平面，從而實現多模同水平鑄造。同水平熱頂鑄造技術能夠防止鋁液二次氧化，減輕合金元素燒損，克服DC、普通熱頂鑄造存在的質量穩定性差、金屬供流和控制難、二次氧化嚴重等缺點，從而提高鑄錠質量和生產效率。

但是在生產中同水平熱頂鑄造容易出現以下問題：1)圓錠晶粒粗大且不均勻，在擠壓時容易造成擠壓材表面缺陷、力學性能下降；2)在生產成分復雜、結晶溫度區間寬的高強鋁合金鑄錠時容易產生鑄錠開裂、組織不均勻、成分偏析嚴重的缺陷，從而影響產品質量。為了解決以上這些問題，近年來開發了許多新技術。

例如，在同水平熱頂鑄造工藝裝備基礎上發展起來的氣滑鑄造技術，使壓縮空氣和潤滑油通過嵌在結晶器內壁的多孔石墨環，從而弱化一次冷卻強度，減輕鑄錠與結晶器內壁之間的摩擦力，能夠制備出表面光滑、晶粒細小、表面偏析層極薄的鑄錠。但是氣滑鑄造裝備復雜、投資大，對油氣等工藝參數要求嚴格。

電磁鑄造是一種無模鑄造技術，鋁液在電磁約束力的作用下直接成形。采用電磁鑄造能夠生產出表面非常光滑、組織均勻的鑄錠。但是電磁鑄造也存在設備復雜、投資大、電磁工藝參數需嚴格控制的問題，且難以實現多錠同時鑄造，因此目前在鋁熔鑄行業尚難以普及應用。

發明內容

本發明的目的之一包括提供一種同水平熱頂鑄造裝置，該裝置能夠解決同水平熱頂鑄造圓錠晶粒粗大、組織不均勻及生產成分復雜高強鋁合金鑄錠質量差的問題。

本發明的目的之二包括提供一種鑄造鋁及鋁合金圓錠的方法，該方法通過對鋁液進行超聲處理，一方面能夠細化晶粒組織，減小溶質元素的擴散距離；另一方面能夠提高溶質元素的擴散系數，減輕宏觀及微觀元素偏析。

本發明解決其技術問題是采用以下技術方案來實現的：

本發明實施例提出了一種同水平熱頂鑄造裝置，其包括超聲波發生器以及用于設置于鑄造器的帶有熱頂的結晶器，超聲波發生器用于對結晶器內的鑄造液進行超聲處理。

本發明還提出了一種鑄造鋁及鋁合金圓錠的方法，其包括以下步驟：在同水平熱頂鑄造過程中，當鑄造進入穩定階段后，采用上述同水平熱頂鑄造裝置中的超聲波發生器對結晶器內的鑄造液進行超聲處理。

本發明實施例中同水平熱頂鑄造裝置及鑄造鋁及鋁合金圓錠的方法的有益效果包括：

本發明實施例提供的同水平熱頂鑄造裝置能夠解決同水平熱頂鑄造圓錠晶粒粗大、組織不均勻及生產成分復雜高強鋁合金鑄錠質量差的問題。鑄造鋁及鋁合金圓錠的方法通過同水平熱頂鑄造裝置中的超聲波發生器對鋁液進行超聲處理，一方面能夠細化晶粒組織，減小溶質元素的擴散距離；另一方面能夠提高溶質元素的擴散系數，減輕宏觀及微觀元素偏析。

附圖說明