[發明專利]一種鋁合金薄板液態連續凝固成型的制備裝置及制備方法

有效

• 申請號: 202011242109.8
• 申請日: 2020-11-09
• 公開（公告）號: CN112355259B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 郭世杰;趙丕植;蔣會學;劉金炎;林師朋;薛冠霞;邱楚;余康才
• 申請（專利權）人: 中鋁材料應用研究院有限公司
• 主分類號: B22D11/06
• 分類號: B22D11/06
• 代理公司: 中國有色金屬工業專利中心 11028
• 代理人: 范威

本發明的一種鋁合金薄板液態連續凝固成型的制備裝置，包括結晶系統和軋制系統，結晶系統和軋制系統之間安裝有夾送輥(8)；結晶系統包括結晶輥、預載壓下機構(6)，結晶輥與夾送輥(8)之間設置有冷卻機構(5)，軋制系統內部設置有軋制輥系(9)。制備裝置的制備方法包括以下步驟：將合金熔體輸送到保溫材(2)內；將結晶輥內部的冷卻槽通入冷卻水并使結晶輥連續轉動，打開冷卻機構(5)，帶坯經過冷卻機構(5)和夾送輥(8)，得到板坯，板坯經過軋制輥系(9)得到能夠卷曲的帶材。本發明實現了薄板由液態到產品的連續凝固成型的短流程生產工序，具有制備速度快，冷卻強度高，綜合成本低的特點。

技術領域

本發明屬于鋁合金板坯制備領域，具體涉及一種鋁合金薄板液態連續凝固成型的制備裝置及制備方法。

背景技術

隨著現代科技和國民經濟的發展，對鋁合金板材，尤其是鋁合金薄板的需求量越來越大，鋁合金薄板的主要應用領域包括：飛機、艦船蒙皮、汽車覆蓋件內板和外板、建筑裝飾外板、各類箔材坯料等。當前制備鋁合金薄板的主要方法和設備有如下兩種：半連續鑄造-軋制法，采用半連續直接水冷鑄造的方式制備出厚度范圍為300mm～600mm的鋁合金板錠，經銑面、均勻化后依次采用熱軋、冷軋和熱處理的工藝方式制備成所需要的鋁合金板坯或成品，目前60％-70％的鋁合金板帶產品采用此種制備方法。另外一種是鑄軋-冷軋法，該技術工藝特點是將液態金屬直接注入兩個相對轉動的鑄軋輥之間，在鑄軋輥的凝固冷卻和軋制變形下完成加工成型，然后經冷軋變形制備出需要的薄板或箔材產品，但是采用鑄軋法在制備高合金化薄板材產品時，板坯存在中心偏析、表面偏析、軋制開裂等缺陷而導致無法生產。鑄軋-冷軋法雖然產品性能與鑄造軋制法相比具有一定的差距，但它具有生產流程短，工序連續化，設備投資小，工藝簡單維護方便等諸多優點，被認為是一種具有前途的鋁合金板坯短流程低成本制備方式。

為進一步提高鑄軋產品的適應性，專利[CN01106825.6]提出了依托傳統鑄軋工藝的復合外冷裝置，它通過在鑄軋區出口側的上下方各設置二排汽霧噴嘴和在鑄軋區入口側的上下方各設置一排壓縮空氣噴嘴來提高鑄軋系統的冷卻能力，起到增加鑄軋速度，細化鑄軋板組織結構的目的。專利[CN107321942]提出了一種鋁合金立式鑄軋工藝及裝置，通過在豎直鑄軋過程中熔池內添加常溫同種材質鋁板的方式，有效降低熔池中心溫度，減小板坯凝固過程的內外溫度差，減弱甚至消除板坯的中心線偏析問題，細化組織晶粒組織。專利[CN110373560A]提出了一種薄板坯連續鑄軋生產高性能鋁合金板帶材的方法，該方法采用水冷鑄輥對鋁合金薄板坯進行雙輥式連續鑄軋，進行熱平整、補熱均溫處理、保溫、和熱精軋處理，能夠將薄板坯生產周期由20天縮短至0.5天左右，生產效率顯著提高。專利[CN108246993A]提出了一種鋁合金半固態鑄軋方法，采用熔煉、彎曲澆道輸送、保溫坩堝保溫、輥軋，制成鋁合金矩形板狀鑄件，實現了工藝先進，加工流程短，鑄件性能優的鋁合金半固態鑄軋方法。

以上專利都是為了實現鋁合金薄板低成本、高效率制造，依賴原有鑄軋技術針對裝備和工藝方法進行改進而開發的新技術，但無法實現高合金化板坯的生產，消除中心和表面元素偏析缺陷，板帶產品高端應用受到限制。

發明內容

針對現有技術中的問題，本發明提供一種能夠實現鋁合金薄板制備速度快、冷卻強度高、生產流程短、制備效率高的鋁合金薄板液態連續凝固成型的制備裝置及制備方法。

本發明采用以下技術方案：