專(zhuān)利名稱(chēng)：一種生產(chǎn)鋁合金細(xì)棒材的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋁合金鑄造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種生產(chǎn)鋁合金細(xì)棒材的裝置及方法。
背景技術(shù)：
鋁合金強(qiáng)度高，塑性好，可加工成各種型材，具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和抗蝕性，工業(yè)上廣泛使用，是用量?jī)H次于鋼的第二大金屬材料，已廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，如航空航天、交通運(yùn)輸、電子通訊、輕工建材、包裝容器、石油化工、五金電器等多方面領(lǐng)域。以往的汽車(chē)、摩托車(chē)、自行車(chē)及油壓機(jī)器等零件多半采用模鑄或壓鑄等方法制造，近幾年 來(lái)，零件的輕量化及高機(jī)能化越來(lái)越受到人們的重視，開(kāi)始采用鍛造和切削加工等方法制造高質(zhì)量的零件。通常用作鍛造和切削用的坯料鋁細(xì)棒(直徑l(T40mm)主要用擠壓法制造首先，將鋁熔體采用連續(xù)或半連續(xù)鑄造的方法鑄成鑄錠，然后對(duì)其進(jìn)行均勻化后進(jìn)行擠壓，再經(jīng)過(guò)熱處理、拉伸、矯直等工序得到鋁合金細(xì)棒材。采用該方法生產(chǎn)鋁合金細(xì)棒材工序較長(zhǎng)，產(chǎn)品成本高。隨著鋁合金水平連鑄技術(shù)的發(fā)展，國(guó)外鋁加工企業(yè)開(kāi)始采用水平連鑄技術(shù)生產(chǎn)鋁合金細(xì)棒材，鋁合金細(xì)棒材連續(xù)鑄造的核心部分就是結(jié)晶器部分。為了提高鋁合金細(xì)棒材鑄錠表面質(zhì)量，采用在結(jié)晶器內(nèi)鑲嵌多孔石墨的方法，通過(guò)一定的油氣管道向多孔石墨輸送潤(rùn)滑油和氣，從而實(shí)現(xiàn)鋁合金水平連鑄的連續(xù)潤(rùn)滑，然而多孔石墨價(jià)格昂貴，且需從國(guó)外企業(yè)進(jìn)口，大大制約了國(guó)內(nèi)水平連鑄鋁合金細(xì)棒材的發(fā)展。此外，傳統(tǒng)水平連續(xù)鑄造過(guò)程中，熔池內(nèi)的液穴的形狀不對(duì)稱(chēng)，液穴的幾何中心線比鑄錠的水平中心線偏上，造成鑄錠上下的溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)不均勻，容易產(chǎn)生裂紋、宏觀偏析等缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供了一種高效經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)高質(zhì)量的鋁合金細(xì)棒材水的裝置及方法。本發(fā)明的一種生產(chǎn)鋁合金細(xì)棒材的裝置，包括流道、結(jié)晶器、蓄/排水池和牽引裝置，所述的結(jié)晶器由上壓蓋、冷卻水套、線圈、下壓蓋、轉(zhuǎn)接板、油環(huán)和石墨環(huán)組成，其中轉(zhuǎn)接板放置在上壓蓋內(nèi)，石墨環(huán)鑲嵌在冷卻水套中，油環(huán)與冷卻水套用上壓蓋和上壓蓋螺栓壓緊，線圈放置在冷卻水套內(nèi)，下壓蓋與冷卻水套通過(guò)螺栓連接。其中，所述的蓄/排水池接住下落的冷卻水，并將冷卻水從冷卻水套內(nèi)側(cè)噴出； 所述的冷卻水套由鍛鋁加工而成，為防止下部冷卻水大，冷卻水套采用在上部進(jìn)水的
方式供水；
所述的線圈由銅線纏繞而成，石墨環(huán)由石墨加工而成，轉(zhuǎn)接板由保溫材料加工而成。一種采用上述裝置的鋁合金細(xì)棒材水平連鑄工藝步驟如下鑄造前將油路打開(kāi)，潤(rùn)滑油經(jīng)油環(huán)進(jìn)入到結(jié)晶器內(nèi)壁；開(kāi)通冷卻水，使冷卻水進(jìn)入結(jié)晶器內(nèi)套；將線圈通入電流，在結(jié)晶器內(nèi)產(chǎn)生磁場(chǎng)；合金熔體經(jīng)過(guò)流道流入結(jié)晶器，當(dāng)熔體接觸石墨環(huán)時(shí)會(huì)被冷卻形成凝固殼，鑄錠被牽引裝置拽出結(jié)晶器，鑄錠受到二次冷卻水的冷卻，開(kāi)始鋁合金細(xì)棒材水平連續(xù)鑄造。工藝條件如下
潤(rùn)滑油量為(Tl. 5ml/min，冷卻水量為O. 6^1. 2 m3/h，磁場(chǎng)強(qiáng)度為(Γθ. 1Τ，鑄造溫度為71(T750°C，鑄造速度為 500 1200mm/min。本發(fā)明的特點(diǎn)和有益效果在于
1、采用轉(zhuǎn)接板上導(dǎo)流孔的中心線低于轉(zhuǎn)接板的中心線的進(jìn)流方式，避免了傳統(tǒng)鋁合金水平連鑄中容易出現(xiàn)的液穴向下偏心的問(wèn)題；
2、把潤(rùn)滑油縫設(shè)置在轉(zhuǎn)接板與石墨環(huán)之間，可以降低鑄錠下部結(jié)晶器下壁的摩擦阻力，潤(rùn)滑油的進(jìn)口開(kāi)在結(jié)晶器的下方，從而實(shí)現(xiàn)鑄造過(guò)程的連續(xù)潤(rùn)滑；
3、本實(shí)驗(yàn)采用上部進(jìn)水的方式，使上部的水壓大，確保最終鑄錠上下冷卻強(qiáng)度大體相當(dāng)，避免了二次冷卻水受重力作用導(dǎo)致鑄錠的二次冷卻強(qiáng)度上小下大；
4、在鑄造過(guò)程中使用電磁攪拌，使鑄錠內(nèi)部的組織均勻細(xì)??；
5、鋁合金細(xì)棒材的生產(chǎn)成本大大降低，鑄造過(guò)程穩(wěn)定，易實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量鋁合金細(xì)棒材的工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)。


圖I為本發(fā)明生產(chǎn)鋁合金細(xì)棒材的裝置示意 圖2為本發(fā)明生產(chǎn)鋁合金細(xì)棒材的結(jié)晶器構(gòu)造示意 圖3為本發(fā)明實(shí)施例I鑄造的直徑30mm的1050鋁合金細(xì)棒示意 圖4為本發(fā)明實(shí)施例2鑄造的直徑30_的6061鋁合金細(xì)棒示意 圖5為本發(fā)明實(shí)施例3鑄造的直徑30mm的6063鋁合金細(xì)棒示意 圖中1、流道；2、結(jié)晶器；3、蓄/排水池；4、牽引裝置；5、上壓蓋；6、冷卻水套；7、進(jìn)水孔；8、線圈；9、下壓蓋；10、上壓蓋螺栓；11、轉(zhuǎn)接板；12、油環(huán)；13、進(jìn)油孔；14、石墨環(huán)；15、下壓蓋螺栓。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。本發(fā)明的裝置包括流道I、結(jié)晶器2、蓄/排水池3和牽引裝置4，其中結(jié)晶器2由上壓蓋5、冷卻水套6、線圈8、下壓蓋9、轉(zhuǎn)接板11、油環(huán)12和石墨環(huán)14組成。轉(zhuǎn)接板11放置在上壓蓋5內(nèi)，石墨環(huán)14鑲嵌在冷卻水套6中，油環(huán)12與冷卻水套6用上壓蓋5和上壓蓋螺栓10壓緊，線圈8放置在冷卻水套6內(nèi)，下壓蓋9與冷卻水套6用下壓蓋螺栓15進(jìn)行連接。蓄/排水池3接住下落的冷卻水，并將冷卻水從冷卻水套6內(nèi)側(cè)噴出；冷卻水套6由鍛鋁加工而成，為防止下部冷卻水大，冷卻水套6采用在上部進(jìn)水的方式供水；線圈8由銅線纏繞而成，石墨環(huán)14由石墨加工而成，轉(zhuǎn)接板11由保溫材料加工而成。實(shí)施例I
1050鋁合金細(xì)棒材水平連鑄1050鋁合金的化學(xué)成分(質(zhì)量％)
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)鋁合金細(xì)棒材的裝置，包括流道、結(jié)晶器、蓄/排水池和牽引裝置，其特征在于所述的結(jié)晶器由上壓蓋、冷卻水套、線圈、下壓蓋、轉(zhuǎn)接板、油環(huán)和石墨環(huán)組成，所述的轉(zhuǎn)接板放置在上壓蓋內(nèi)，所述的石墨環(huán)鑲嵌在冷卻水套中，所述的油環(huán)與冷卻水套用上壓蓋和上壓蓋螺栓壓緊，所述的線圈放置在冷卻水套內(nèi)，所述的下壓蓋與冷卻水套通過(guò)下壓蓋螺栓連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種生產(chǎn)鋁合金細(xì)棒材的裝置，其特征在于所述的蓄/排水池接住下落的冷卻水，并將冷卻水從冷卻水套內(nèi)側(cè)噴出。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種生產(chǎn)鋁合金細(xì)棒材的裝置，其特征在于所述的冷卻水套由鍛鋁加工而成，為防止下部冷卻水大，冷卻水套采用在上部進(jìn)水的方式供水。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種生產(chǎn)鋁合金細(xì)棒材的裝置，其特征在于所述的線圈由銅線纏繞而成，石墨環(huán)由石墨加工而成，轉(zhuǎn)接板由保溫材料加工而成。
5.一種生產(chǎn)鋁合金細(xì)棒材的方法，其特征在于采用權(quán)利要求I所述的一種生產(chǎn)鋁合金細(xì)棒材的裝置，按以下步驟進(jìn)行 鑄造前將油路打開(kāi)，潤(rùn)滑油經(jīng)油環(huán)進(jìn)入到結(jié)晶器內(nèi)壁；開(kāi)通冷卻水，使冷卻水進(jìn)入結(jié)晶器內(nèi)套；將線圈通入電流，在結(jié)晶器內(nèi)產(chǎn)生磁場(chǎng)；合金熔體經(jīng)過(guò)流道流入結(jié)晶器，當(dāng)熔體接觸石墨環(huán)時(shí)會(huì)被冷卻形成凝固殼，鑄錠被牽引裝置拽出結(jié)晶器，鑄錠受到二次冷卻水的冷卻，開(kāi)始鋁合金細(xì)棒材水平連續(xù)鑄造；工藝條件如下 潤(rùn)滑油量為(Tl. 5ml/min，冷卻水量為O. 6^1. 2 m3/h，磁場(chǎng)強(qiáng)度為(Γθ. 1Τ，鑄造溫度為71(T750°C，鑄造速度為 500 1200mm/min。
全文摘要
本發(fā)明屬于鋁合金鑄造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種生產(chǎn)鋁合金細(xì)棒材的裝置及方法，裝置包括流道、結(jié)晶器、蓄/排水池和牽引裝置，其中結(jié)晶器由上壓蓋、冷卻水套、線圈、下壓蓋、轉(zhuǎn)接板、油環(huán)和石墨環(huán)組成。鑄造前將油路打開(kāi)，開(kāi)通冷卻水，將線圈通入電流，在結(jié)晶器內(nèi)產(chǎn)生磁場(chǎng)；合金熔體經(jīng)過(guò)流道流入結(jié)晶器，當(dāng)熔體接觸石墨環(huán)時(shí)會(huì)被冷卻形成凝固殼，鑄錠被牽引裝置拽出結(jié)晶器，鑄錠受到二次冷卻水的冷卻，開(kāi)始鋁合金細(xì)棒材水平連續(xù)鑄造。采用本發(fā)明的裝置和方法，得到的鑄錠內(nèi)部組織均勻細(xì)小，鋁合金細(xì)棒材的生產(chǎn)成本大大降低，鑄造過(guò)程穩(wěn)定，易實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量鋁合金細(xì)棒材的工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)。
文檔編號(hào)B22D11/045GK102962416SQ201210469010
公開(kāi)日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月20日
發(fā)明者王向杰, 崔建忠 申請(qǐng)人:東北大學(xué)