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一種鋁合金扁錠電磁場輔助半連續(xù)鑄造用石墨內(nèi)襯的制作方法

文檔序號:3245980閱讀:352來源:國知局
專利名稱:一種鋁合金扁錠電磁場輔助半連續(xù)鑄造用石墨內(nèi)襯的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種鋁合金扁錠電磁場輔助半連續(xù)鑄造用石墨內(nèi)襯,屬于 鋁合金半連續(xù)鑄造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)
前蘇聯(lián)學者Getsdev發(fā)明了電磁鑄造技術(shù),由于在鑄造過程中取代了 傳統(tǒng)結(jié)晶器壁,而是完全依靠電磁力約束液態(tài)金屬成形,鑄造過程中液態(tài) 金屬與外界非接觸,因此采用電磁鑄造制備的鋁合金鑄錠表面非常光亮, 可以不用車削而直接進行擠壓、軋制。但是,該技術(shù)要求鑄造參數(shù)和電磁 參數(shù)的匹配必須非常精確,否則很容易出現(xiàn)拉漏、甚至難以鑄造成形的現(xiàn) 象。為提高電磁鑄造的可操作性和通用性,電磁場輔助半連續(xù)鑄造技術(shù)逐 漸發(fā)展起來,該技術(shù)是利用電磁力和結(jié)晶器壁來共同提供液態(tài)金屬凝固時 的支撐面,和無模電磁鑄造相比,該技術(shù)操作簡便,通用性強,鑄錠質(zhì)量 也比常規(guī)鑄造獲得了明顯的提高。
與常規(guī)結(jié)晶器不同的是,電磁場輔助半連續(xù)鑄造技術(shù)是在結(jié)晶器內(nèi)添 加一電磁感應器,該電磁感應器可以用銅線或銅板繞制而成。感應器放置 于結(jié)晶器內(nèi)。為了增加結(jié)晶器的潤滑效果,結(jié)晶器往往采用具有"自潤滑" 功能的高強石墨內(nèi)襯作為和液態(tài)鋁熔體的直接接觸面。但是,石墨內(nèi)襯由 于不斷經(jīng)受感應電流的加熱以及高溫熔體的侵蝕,內(nèi)襯表面磨損嚴重,使 用壽命較短,需要定期更換。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種鋁合金扁錠電磁場輔助半連續(xù)鑄造用石墨
內(nèi)襯,旨在克服現(xiàn)有石墨內(nèi)襯由于磨損而須頻繁更換的不足,在鑄造時可 以減小鑄錠對石墨表面的摩擦,延長石墨內(nèi)襯的使用壽命。 本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)
一種鋁合金扁錠電磁場輔助半連續(xù)鑄造用石墨內(nèi)襯,其特征在于所 述石墨內(nèi)襯由前后左右四塊石墨組合形成,相鄰石墨的銜接處分別設(shè)置絕 緣層,石墨內(nèi)襯呈上下對稱結(jié)構(gòu),石墨內(nèi)襯的內(nèi)壁帶有錐度,石墨內(nèi)襯上 下端面各設(shè)有一卡槽。
進一步地,上述的一種鋁合金扁錠電磁場輔助半連續(xù)鑄造用石墨內(nèi) 襯,相鄰石墨銜接處設(shè)置的絕緣層為云母片。
更進一步地,上述的一種鋁合金扁錠電磁場輔助半連續(xù)鑄造用石墨內(nèi) 襯,所述石墨內(nèi)襯內(nèi)壁帶有錐度,其錐角為173° 178°。
本發(fā)明技術(shù)方案突出的實質(zhì)性特點和顯著的進步主要體現(xiàn)在-
① 本發(fā)明石墨內(nèi)襯采用分體設(shè)計,由四塊石墨拼接而成,銜接處設(shè)置 絕緣層,阻斷了石墨內(nèi)襯的環(huán)路,以降低交變電磁場對石墨內(nèi)襯的感應加 熱作用,提高了電磁場的利用率,鑄造過程中鑄錠的摩擦力較??;
② 石墨內(nèi)襯采用上下對稱設(shè)計,當下表面損壞時可將石墨內(nèi)襯上下翻
轉(zhuǎn)繼續(xù)使用,延長了石墨內(nèi)襯的使用壽命;
③ 石墨內(nèi)襯與鋁熔體接觸的內(nèi)壁采用錐度設(shè)計,鑄造時利于鑄錠順利 脫模。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明技術(shù)方案作進一步說明
圖1:石墨內(nèi)襯的剖視圖2:石墨內(nèi)襯的俯視圖3:石墨內(nèi)襯應用時的示意圖。
圖中各附圖標記的含義見下表:
附圖 標記含義附圖 標記含義附圖 標記含義
1左側(cè)面石墨2后側(cè)面石墨3右側(cè)面石墨
4則WJ囬々墨絕緣層6結(jié)晶器本體
7結(jié)晶器蓋板8電磁感應器9鋁合金熔體
10石墨內(nèi)襯11冷卻水12固液兩相區(qū)
13鑄錠
具體實施例方式
如圖1、圖2所示, 一種鋁合金扁錠電磁場輔助半連續(xù)鑄造用石墨內(nèi) 襯,由前側(cè)面石墨4、后側(cè)面石墨2、左側(cè)面石墨l、右側(cè)面石墨3共四塊 石墨組合而成,相鄰石墨的銜接處分別設(shè)置云母片5;石墨內(nèi)襯呈上下對 稱結(jié)構(gòu),石墨內(nèi)襯的內(nèi)壁帶有錐度,其錐角為173° 178°;石墨內(nèi)襯上下 端面各設(shè)計有一卡槽。
石墨內(nèi)襯采用分體式結(jié)構(gòu),根據(jù)扁錠的形狀整體設(shè)計成長方形,相鄰 石墨銜接處分別設(shè)置一絕緣層,阻斷石墨內(nèi)襯的環(huán)路,防止在電磁場作用 下整個石墨內(nèi)襯形成環(huán)形感應電流,減小電磁場在石墨內(nèi)襯的消耗并降低 石墨本體發(fā)熱。
石墨內(nèi)襯采用上下對稱設(shè)計,當石墨下部由于使用時間過長出現(xiàn)磨損 現(xiàn)象時可將石墨內(nèi)襯上下翻轉(zhuǎn)繼續(xù)使用,整個石墨內(nèi)襯的使用壽命可以延 長一倍。
石墨內(nèi)襯與鋁熔體接觸面采用錐度設(shè)計,鑄造時金屬液面位于石墨內(nèi) 襯中心線以下,可以減小鑄造過程中鑄錠對石墨內(nèi)襯的摩擦力,提高石墨 壽命。石墨內(nèi)襯上下端面各設(shè)計了一個卡槽,用于與結(jié)晶器本體進行裝配 定位。
本發(fā)明石墨內(nèi)襯10應用于鋁合金扁錠電磁場輔助鑄造時,如圖3所
示。先將四塊石墨分別裝配于結(jié)晶器本體6相應的卡槽中,連接處用云母 片填充;電磁感應線圈8置于石墨內(nèi)襯與鋁壁之間,線圈四周與結(jié)晶器本 體6絕緣,蓋上結(jié)晶器蓋板7,完成結(jié)晶器裝配。
鑄造前均勻地向石墨內(nèi)襯10抹潤滑油,使石墨表面形成一薄層均勻 的油膜,冷卻水腔通有冷卻水ll,電磁感應線圈接通電源;鋁合金熔體9 進入結(jié)晶器后首先充滿底座并逐漸接觸到石墨內(nèi)襯10,隨著熔體的流入液 面不斷升高,當液面接近石墨內(nèi)襯中線時鑄造過程開始,形成固液兩相區(qū) 12,整個鑄錠13在石墨內(nèi)襯的一次冷卻和冷卻水的二次冷卻作用下凝固 成形。
綜上所述,采用本發(fā)明石墨內(nèi)襯鑄造時不僅與鑄錠的摩擦力小,而且 利于鑄錠順利脫模。由于石墨內(nèi)襯本體采用分塊設(shè)計,有效的減小了交變 電磁場對石墨本身的感應加熱作用,增強了電磁場的利用率。此外,石墨 內(nèi)襯采用對稱設(shè)計,當石墨內(nèi)襯下表面由于長期承受高溫鋁熔體出現(xiàn)磨損 時可將其上下翻轉(zhuǎn),石墨內(nèi)襯的使用壽命提高了一倍,帶來了極好的技術(shù) 意義和深遠的經(jīng)濟效益。
以上僅是本發(fā)明的具體應用范例,對本發(fā)明的保護范圍不構(gòu)成任何限 制。凡采用等同變換或者等效替換而形成的技術(shù)方案,均落在本發(fā)明權(quán)利 保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種鋁合金扁錠電磁場輔助半連續(xù)鑄造用石墨內(nèi)襯,其特征在于所述石墨內(nèi)襯由前后左右四塊石墨組合形成,相鄰石墨的銜接處分別設(shè)置絕緣層,石墨內(nèi)襯呈上下對稱結(jié)構(gòu),石墨內(nèi)襯的內(nèi)壁帶有錐度,石墨內(nèi)襯上下端面各設(shè)有一卡槽。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁合金扁錠電磁場輔助半連續(xù)鑄造用 石墨內(nèi)襯,其特征在于相鄰石墨銜接處設(shè)置的絕緣層為云母片。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁合金扁錠電磁場輔助半連續(xù)鑄造用 石墨內(nèi)襯,其特征在于:所述石墨內(nèi)襯內(nèi)壁帶有錐度,其錐角為173。 178。。
全文摘要
本發(fā)明提供一種鋁合金扁錠電磁場輔助半連續(xù)鑄造用石墨內(nèi)襯,石墨內(nèi)襯由前后左右四塊石墨組合形成,相鄰石墨的銜接處分別設(shè)置絕緣層,石墨內(nèi)襯呈上下對稱結(jié)構(gòu),石墨內(nèi)襯的內(nèi)壁帶有錐度,石墨內(nèi)襯上下端面各設(shè)計一卡槽。石墨內(nèi)襯本體由四塊石墨拼接成,連接處用絕緣材料填充,有效降低交變電磁場對石墨內(nèi)襯的感應加熱作用,提高電磁場的利用率;內(nèi)襯結(jié)構(gòu)采用上下對稱設(shè)計,當下表面損壞時可將石墨內(nèi)襯上下翻轉(zhuǎn)繼續(xù)使用,內(nèi)襯的使用壽命提高了一倍;石墨內(nèi)襯與鋁熔體接觸面采用錐度設(shè)計,便于鑄錠脫模;非常實用,具有極好的應用價值。
文檔編號B22D11/059GK101176910SQ20071019102
公開日2008年5月14日 申請日期2007年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月5日
發(fā)明者劉金炎, 王家淳, 郭世杰, 科 馬 申請人:蘇州有色金屬研究院有限公司
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