石墨管7外部設置水冷套11，氧化鋯接頭6和石墨管7與石墨管7外的水冷套11組成復合結晶器，引錠裝置9的一端置于石墨管7內。
[0031]加熱線圈4為感應線圈或電阻絲。石墨坩堝3與石墨坩堝蓋2之間通過螺紋緊固連接；所述的氧化鋯接頭6與石墨管7之間通過螺紋連成一體。水冷套11上設置進水口 8和出水口 10，用于冷卻水的流入和流出。石墨管7的內徑彡10mm。
[0032]采用上述設備的進行5356鋁合金連鑄精細成形的工藝方法，包括如下步驟:將鋁合金裝入石墨坩堝3內，將石墨坩堝蓋2擰緊，采用加熱線圈4將鋁合金加熱至熔化，采用測溫裝置14測定鋁合金液12的溫度并通過繼電器控制坩堝內的溫度；通過通氣管I充入氮氣，水冷套11內通冷卻水，將引錠裝置9拉出，可水平連鑄出小直徑(直徑不大于1mm)的5356鋁合金連鑄坯。
[0033]鋁合金液裝在石墨坩堝3內，石墨坩堝3外層采用感應線圈加熱或電阻絲加熱，用于將石墨坩堝3內的鋁合金加熱到液態(tài)，測溫儀測定并通過繼電器控制坩堝內的溫度；石墨樹禍3頂部加裝了石墨樹禍蓋2,用螺紋與石墨樹禍3緊固連接，石墨樹禍蓋2上有通氣管1，氮氣通過通氣管I對熔化的鋁合金液12加壓，石墨坩堝蓋2與石墨坩堝3之間裝有石墨襯墊13防止漏氣；石墨坩堝3底部開孔，外接氧化鋯接頭6，氧化鋯接頭6與石墨坩堝3之間用耐火粘土封堵，防止鋁合金液12流出；氧化鋯接頭6和石墨管7用螺紋連成一體，兩者與石墨管7外的水冷套11組成復合結晶器，該復合結晶器是5356鋁合金液的流出和凝固通道，水冷套11內通冷卻水，將熔化的鋁合金液12冷卻為固態(tài)；引錠裝置9的一端放入結晶器內，與冷卻為固態(tài)的鋁合金液12凝固在一起，再用引錠裝置9拉出，即可水平連鑄出小直徑(直徑不大于1mm)的5356鋁合金連鑄坯。
[0034]實施例1:1Omm直徑的5356鋁合金棒坯料充壓連鑄成形
[0035]將5356鋁合金原料放入石墨坩堝3中，將石墨坩堝蓋2擰緊，用加熱線圈4將鋁合金加熱至熔化，測溫裝置14將溫度控制在700?740°C，通過通氣管I充入氮氣，氮氣壓力0.03MPa，水冷套11的冷卻水水量為8?10L/min，引錠裝置9的連鑄工藝為:正引程9.5mm,退引程2.5mm,正引速85mm/s,退引速65mm/s,正引停0.13s,退引停0.0ls,正加速73000mm/s2，退加速50000mm/s2。在此基礎上，可獲得高表面質量的直徑為1mm的5356鋁合金連續(xù)鑄造棒還，棒還內部結合致密，無裂紋、偏析、疏松等缺陷。
[0036]實施例2:8mm直徑的5356鋁合金棒坯料充壓連鑄成形
[0037]將5356鋁合金原料放入石墨坩堝3中，將石墨坩堝蓋2擰緊，用加熱線圈4將鋁合金加熱至熔化，測溫裝置14將溫度控制在730?770°C，通過通氣管I充入氮氣，氮氣壓力0.05MPa，水冷套11的冷卻水水量為6?8L/min，引錠裝置9的連鑄工藝為:正引程11.5mm,退引程2.0mm,正引速95mm/s,退引速55mm/s,正引停0.15s,退引停0.02s,正加速75000mm/s2，退加速55000mm/s2。在此基礎上，可獲得高表面質量的直徑為8mm的5356鋁合金連續(xù)鑄造棒還，棒還內部結合致密，無裂紋、偏析、疏松等缺陷。
[0038]實施例3:6mm直徑的5356鋁合金棒坯料充壓連鑄成形
[0039]將5356鋁合金原料放入石墨坩堝3中，將石墨坩堝蓋2擰緊，用加熱線圈4將鋁合金加熱至熔化，測溫裝置14將溫度控制在760?80(TC，通過通氣管I充入氮氣，氮氣壓力0.07MPa，水冷套11的冷卻水水量為4?6L/min，引錠裝置9的連鑄工藝為:正引程13.5mm,退引程1.5mm,正引速115mm/s,退引速45mm/s,正引停0.18s,退引停0.03s,正加速80000mm/s2，退加速60000mm/s2。在此基礎上，可獲得高表面質量的直徑為6mm的5356鋁合金連續(xù)鑄造棒還，棒還內部結合致密，無裂紋、偏析、疏松等缺陷。
[0040]本發(fā)明采用水平連鑄工藝生產(chǎn)5356鋁合金鑄坯，消除了一般連鑄坯中易出現(xiàn)的裂紋、振痕，提高了連鑄坯的強度，避免發(fā)生“拉斷”現(xiàn)象；鑄坯內部無氧化物，無夾雜，不產(chǎn)生氫含量增加和氣孔問題；不經(jīng)過擠壓或連軋直接水平連鑄出小直徑(直徑不大于1mm)的5356鋁合金連鑄坯，簡化了工藝，節(jié)約了能源，提高了效率。
【主權項】
1.一種適用于5356鋁合金連鑄精細成形的設備，其特征在于:包括通氣管、石墨坩堝蓋、石墨坩堝、加熱線圈、耐火粘土封頭、氧化鋯接頭、石墨管、引錠裝置、水冷套、石墨襯墊和測溫裝置；所述的石墨坩堝外部設置加熱線圈，測溫裝置安裝在石墨坩堝內，所述的測溫裝置測定溫度并通過繼電器控制坩堝內的溫度；所述的石墨坩堝頂部安裝石墨坩堝蓋，所述的石墨坩堝蓋與石墨坩堝之間設置石墨襯墊，所述的石墨坩堝蓋上設置通氣管；所述的石墨坩堝底部側面開孔，外接氧化鋯接頭，所述的氧化鋯接頭與石墨坩堝之間為耐火粘土封頭，氧化鋯接頭與石墨管相連接，石墨管外部設置水冷套，引錠裝置的一端置于石墨管內。
2.如權利要求1所述的適用于5356鋁合金連鑄精細成形的設備，其特征在于:所述的加熱線圈為感應線圈或電阻絲。
3.如權利要求1所述的適用于5356鋁合金連鑄精細成形的設備，其特征在于:所述的石墨坩堝與石墨坩堝蓋之間通過螺紋緊固連接；所述的氧化鋯接頭與石墨管之間通過螺紋連接。
4.如權利要求1所述的適用于5356鋁合金連鑄精細成形的設備，其特征在于:所述的水冷套設置進水口和出水口。
5.如權利要求1所述的適用于5356鋁合金連鑄精細成形的設備，其特征在于:所述的石墨管的內徑< 10mm。
6.一種適用于5356鋁合金連鑄精細成形的工藝方法，包括如下步驟:將鋁合金裝入石墨坩堝內，將石墨坩堝蓋擰緊，采用加熱線圈將鋁合金加熱至熔化，采用測溫裝置測定鋁合金液的溫度并通過繼電器控制坩堝內的溫度；通過通氣管充入氮氣，水冷套內通冷卻水，將引錠裝置拉出，得到5356鋁合金連鑄坯。
7.如權利要求6所述的適用于5356鋁合金連鑄精細成形的工藝方法，其特征在于:所述的鋁合金液的溫度為700?800°C，氮氣壓力為0.03?0.08MPa,冷卻水水量為4?1L/min0
8.如權利要求6所述的適用于5356鋁合金連鑄精細成形的工藝方法，其特征在于:所述的引錠裝置的連鑄工藝為:正引程為8?15mm,退引程為I?3mm,正引速80?130mm/s,退引速40?80mm/s，正引停0.1?0.2s，退引停0.01?0.05s，正加速70000?90000mm/s2，退加速 40000 ?70000mm/s2。
9.如權利要求6所述的適用于5356鋁合金連鑄精細成形的工藝方法，其特征在于:所得到的連鑄坯的直徑為6?10mm。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種適用于5356鋁合金連鑄精細成形的設備與工藝方法，屬于金屬材料加工領域。該設備包括通氣管、石墨坩堝蓋、石墨坩堝、加熱線圈、耐火粘土封頭、氧化鋯接頭、石墨管、引錠裝置、水冷套、石墨襯墊和測溫裝置；石墨坩堝外部設置加熱線圈，測溫裝置安裝在石墨坩堝內，測定并通過繼電器控制坩堝內的溫度；石墨坩堝頂部安裝石墨坩堝蓋，兩者之間設置石墨襯墊，石墨坩堝蓋上設置通氣管；石墨坩堝底部側面開孔，外接氧化鋯接頭，其與石墨坩堝之間為耐火粘土封頭，氧化鋯接頭與石墨管相連接，石墨管外部設置水冷套，引錠裝置的一端置于石墨管內，可水平連鑄出直徑不大于10mm的5356鋁合金連鑄坯。本發(fā)明工藝簡化，節(jié)約能源，效率高。
【IPC分類】B22D11-16, B22D11-14
【公開號】CN104741559
【申請?zhí)枴緾N201310741229
【發(fā)明人】梁賀, 李慧, 胡捷, 李德富, 徐駿
【申請人】北京有色金屬研究總院
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2013年12月27日