專利名稱：金屬連續(xù)凝固及半固態(tài)成形裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及鋁及鋁合金“管、棒、線、型材產(chǎn)品”生產(chǎn)領(lǐng)域的金屬熔煉、鑄錠及塑性變形加工設備。
背景技術(shù)：
當前國內(nèi)、外的鋁及鋁合金“管、棒、線、型材產(chǎn)品”的生產(chǎn)裝置復雜，設備投資巨大；一般采用“熔煉、鑄錠、軋制”，或“熔煉、鑄錠、擠壓”，或“連鑄連軋”，或“熔煉、拉鑄”等裝置，不僅能耗高，成材率低，而且產(chǎn)品的綜合性能(力學性能和電氣性能)差，產(chǎn)品性能波動大，而生產(chǎn)成本較高。對于鋁及鋁合金線坯生產(chǎn)裝置，一般僅能生產(chǎn)# 8 # 16mm規(guī)格的產(chǎn)品，幾乎不可能生產(chǎn)# 8mm以下規(guī)格的線坯。

實用新型內(nèi)容為了解決這個難題，本實用新型提供一種全新的金屬凝固及半固態(tài)成形裝置，用來生產(chǎn)鋁及鋁合金管、棒、線、型材產(chǎn)品。本實用新型是在連續(xù)擠壓(Conform)技術(shù)基礎上發(fā)展起來的一種金屬加工成形設備，是將鑄造(Casting)與擠壓(Extrusion)結(jié)合為一體的金屬連續(xù)凝固與半固態(tài)成形
直ο金屬連續(xù)凝固及半固態(tài)成形裝置，是采用液體金屬為坯料，不僅無需錠坯鑄造工序，而且省去了錠坯二次加熱，極大地降低了能耗。該裝置綜合了凝固加工和塑性加工的優(yōu)勢，即加工溫度比液態(tài)低，變形抗力比固態(tài)小，可一次大變形量加工成形狀復雜、且精度和性能質(zhì)量要求較高的鋁及鋁合金線材制品。同時，該裝置的成形過程，是金屬材料在高壓下的結(jié)晶凝固和塑性變形過程，是強制補縮和致密化過程的復合，外加壓力提供的膨脹能增加了材料的形核率，從而使材料組織細化，有利于提高鋁及鋁合金產(chǎn)品的機電綜合性能。具體技術(shù)方案如下一種金屬連續(xù)凝固及半固態(tài)成形裝置，具有澆鑄部分、成形主機、控制部分、傳動部分和收線部分，其特征在于上述澆注部分由熔化爐和熔體凈化爐組成，成形主機具有固定靴座和擠壓輪，上述熔化爐包括加熱室和保溫室，上述收線部分包括水冷槽和收卷機。上述熔化爐的保溫室內(nèi)設有第一氬氣進管，上述熔體凈化爐具有第二氬氣進管。上述熔化爐上設有第一陶瓷過濾片，上述熔體凈化爐上設有第二陶瓷過濾片，且熔體凈化爐內(nèi)第二陶瓷過濾片前面設有隔板。 上述成形主機為DZJ-460型。金屬連續(xù)凝固及半固態(tài)成形裝置具有如下特點(1)裝置設備結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，高效節(jié)能，投資少，安裝維修方便；(2)可連續(xù)生產(chǎn)超長的制品，精度高，表面光潔平整，裝置廢料與幾何廢料少，成品率高，其生產(chǎn)過程不污染環(huán)境，生產(chǎn)作業(yè)條件好，制品純凈度高，機電綜合性能好；[0015](3)工序少，生產(chǎn)流程短，生產(chǎn)成本低，是一種典型、高效、節(jié)能的短流程裝置。
以下結(jié)合附圖對本實用新型的實施例做進一步的詳細描述。


圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
如
圖1所示，本實用新型金屬連續(xù)凝固及半固態(tài)成形裝置，具有澆鑄部分、成形主機、控制部分、傳動部分和收線部分，上述澆注部分由熔化爐1和熔體凈化爐2組成，成形主機具有固定靴座3和擠壓輪4，上述熔化爐包括加熱室11和保溫室12，上述收線部分包括水冷槽5和收卷機6。上述熔化爐的保溫室12內(nèi)設有第一氬氣進管13，上述熔體凈化爐具有第二氬氣進管22。上述熔化爐上設有第一陶瓷過濾片14，上述熔體凈化爐上設有第二陶瓷過濾片 23，且熔體凈化爐內(nèi)第二陶瓷過濾片前面設有隔板21。上述成形主機為DZJ-460型，成型過程中采用強制循環(huán)水冷系統(tǒng)進行冷卻，冷卻后溫度控制在350°C 450°C之間，成形主機的成形輪表面采用輻射式冷卻方式；上述成形主機采用“Pilger”螺母給成形輪系裝配預緊力，并設有橡膠密封件；上述成形主機的澆注口到線材出口設有溫度傳感器，用于監(jiān)測金屬成型過程中各階段溫度，控制金屬成型；生產(chǎn)過程包括鋁和鋁合金的熔化保溫處理、熔體澆鑄、CASTEX成型、線材冷卻和線材收線。使用本實用新型具體的生產(chǎn)步驟如下1)將鋁或者鋁合金鑄錠傳送到預熱箱中預熱到240°C 260°C ；2)將鑄錠投入自動加料裝置的加熱爐中，加熱到660°C 720°C，加熱爐加熱爐加熱過程中充入保護氣體，防止鋁和鋁合金金屬熔體受到污染；3)液態(tài)鋁或鋁合金通過自動加料裝置的注液管流入成形主機的澆注口 ；4)DZJ-460型成形主機將液態(tài)鋁或鋁合金的制成線材，5)成型鋁或鋁合金線材采用水冷卻，冷卻水溫度不超過50°C ；6)由收卷機對冷卻后線材進行收卷卷曲。上述生產(chǎn)過程主要由CASTEX成形機組完成，成形機組由澆鑄系統(tǒng)、成形主機、控制系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)和收線系統(tǒng)組成。澆注系統(tǒng)用來完成鋁和鋁合金熔體注入的控制和熔體保護，金屬熔體由注液管指向成形主機的澆注口以進行成形作業(yè)。成形主機選用DZJ-460型，變頻交流調(diào)速，CASTEX成形輪直徑Φ460mm，雙出線結(jié)構(gòu)。主機由機架、CASTEX成形輪系、固定靴座、壓力保持裝置、液壓驅(qū)動裝置和成形模具等組成，為解決金屬材料的連續(xù)凝固與成形過程的溫度控制問題，在CASTEX成形主機中采用強制循環(huán)水冷系統(tǒng)進行冷卻，CASTEX成形輪表面采用輻射式冷卻方式，以提高對金屬熔體的冷卻強度。同時，應用“Pilger”螺母，提供給CASTEX成形輪系裝配預緊力，并依靠橡膠件密封，解決CASTEX成形輪系在強扭矩工況條件下的穩(wěn)定性和密封問題。 上述CASTEX成形機組內(nèi)從澆注口到出口的固定靴座內(nèi)安裝熱電偶，多點實時測量連續(xù)凝固與成形過程的各點溫度，整個機組的連續(xù)凝固與成形過程控制和力能參數(shù)顯示采用PLC可編程邏輯控制技術(shù)，成形過程控制包括鋁和鋁合金熔體流量、冷卻強度、CASTEX 成形輪轉(zhuǎn)速和成形制品在線冷卻強度等。CASTEX成形機組的傳動系統(tǒng)應用變頻電機等無極調(diào)速方式，電機輸出的扭矩通過彈性連軸器，將動力傳至減速機進行扭矩放大，再通過彈性連軸器傳遞至CASTEX成形主機，驅(qū)動CASTEX成形輪系工作。收線系統(tǒng)是在一定的張力作用下，將CASTEX成形的鋁合金線桿牽引通過水冷槽， 并卷曲成盤供下工序使用。顯然，本實用新型的上述具體實施方式
僅是為清楚地說明本實用新型所作的舉例，而并非是對本實用新型實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎上還可以容易的做出其它形式上的變化或者替代，而這些改變或者替代也將包含在本實用新型確定的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種金屬連續(xù)凝固及半固態(tài)成形裝置，具有澆鑄部分、成形主機、控制部分、傳動部分和收線部分，其特征在于上述澆注部分由熔化爐(1)和熔體凈化爐(2)組成，成形主機具有固定靴座C3)和擠壓輪G)，上述熔化爐包括加熱室(11)和保溫室(12)，上述收線部分包括水冷槽( 和收卷機(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬連續(xù)凝固及半固態(tài)成形裝置，其特征在于上述熔化爐的保溫室(1 內(nèi)設有第一氬氣進管(13)，上述熔體凈化爐( 具有第二氬氣進管02)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬連續(xù)凝固及半固態(tài)成形裝置，其特征在于上述熔化爐 (1)上設有第一陶瓷過濾片(14)，上述熔體凈化爐( 上設有第二陶瓷過濾片(23)，且熔體凈化爐內(nèi)第二陶瓷過濾片前面設有隔板01)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬連續(xù)凝固及半固態(tài)成形裝置，其特征在于上述成形主機為DZJ-460型。
專利摘要本實用新型涉及鋁及鋁合金“管、棒、線、型材產(chǎn)品”生產(chǎn)領(lǐng)域的金屬熔煉、鑄錠及塑性變形加工裝置。本實用新型提供一種全新的金屬凝固及半固態(tài)成形裝置，用來生產(chǎn)鋁及鋁合金管、棒、線、型材產(chǎn)品。一種金屬連續(xù)凝固及半固態(tài)成形裝置，具有澆鑄部分、成形主機、控制部分、傳動部分和收線部分，其特征在于上述澆注部分由熔化爐和熔體凈化爐組成，成形主機具有固定靴座和擠壓輪，上述熔化爐包括加熱室和保溫室，上述收線部分包括水冷槽和收卷機。
文檔編號B22D11/10GK202239537SQ20112039890
公開日2012年5月30日 申請日期2011年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月19日
發(fā)明者葉飛 申請人:江蘇盛天實業(yè)有限公司