專利名稱：一種生產(chǎn)過共晶鋁硅合金鑄錠的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于鋁合金加工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及到一種生產(chǎn)過共晶鋁硅合金鑄錠的裝置。
背景技術(shù)：
過共晶鋁硅合金具有耐磨、耐腐蝕、熱膨脹系數(shù)低、密度小、高溫性能好等特點(diǎn)，主要用于生產(chǎn)汽車空調(diào)壓縮機(jī)斜盤、空調(diào)壓縮變速器閥活塞、汽缸套、液壓馬達(dá)等零件。但是由于過共晶鋁硅合金含硅量高(一般大于12%)，大量存在的初晶硅質(zhì)點(diǎn)使得材料的機(jī)加工性能變差，加工表面粗糙度增加且在工作過程中容易發(fā)生硅脫落，從而導(dǎo)致磨粒磨損的發(fā)生，不僅使工作表面溫度升高，而且容易發(fā)生咬合現(xiàn)象，因此初晶硅質(zhì)點(diǎn)的形態(tài)和分布對(duì)過共晶鋁硅合金的性能尤其是耐磨性能具有決定性影響。目前生產(chǎn)過共晶鋁硅合金相關(guān)零件時(shí)主要采用鍛造的方法，這主要是因?yàn)檫^共晶鋁硅合金鑄造成形時(shí)容易形成縮松，而且初晶Si尺寸粗大。鍛造工藝生產(chǎn)的相關(guān)零件具有致密性高，機(jī)械性能好，生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)，但上述優(yōu)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)的前提是要有高質(zhì)量的過共晶鋁硅合金鑄錠。目前，過共晶鋁硅合金鑄錠的生產(chǎn)工藝主要為傳統(tǒng)的垂直半連續(xù)鑄造的方法，該方法的主要缺點(diǎn)是工藝穩(wěn)定性差、初晶硅偏析嚴(yán)重且尺寸粗大。另外目前還有在中間包外施加電磁攪拌生產(chǎn)過共晶鋁硅合金鑄錠的相關(guān)技術(shù)及報(bào)道，采用該技術(shù)的確能在一定程度上解決偏析等問題，但是其主要缺點(diǎn)是由于中間包外電磁攪拌器的添加無法用一個(gè)統(tǒng)一的分流盤將多個(gè)熱頂結(jié)晶器連接起來，因此該方法僅適合單根鑄錠連續(xù)鑄造，生產(chǎn)效率非常低，無法形成大批量、規(guī)模化生產(chǎn)；另外電磁攪拌區(qū)域遠(yuǎn)離結(jié)晶區(qū)前沿，使得電磁攪拌對(duì)鋁合金凝固過程的有效干預(yù)大打折扣。
發(fā)明內(nèi)容為了解決現(xiàn)有的過共晶鋁硅合金鑄錠生產(chǎn)裝置存在的工藝穩(wěn)定性差、初晶硅偏析嚴(yán)重等不足以及中間包外添加電磁攪拌器的方法無法生產(chǎn)多根鑄錠、電磁攪拌效果差等缺陷，本實(shí)用新型提供一種新的裝置，該裝置不僅能保證過共晶鋁硅合金鑄錠生產(chǎn)工藝穩(wěn)定， 解決初晶硅偏析嚴(yán)重的問題，而且可同時(shí)生產(chǎn)多根鑄錠，適宜于大規(guī)?；a(chǎn)。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是—種生產(chǎn)過共晶鋁硅合金鑄錠的裝置，其特征是包括有上下聯(lián)通的分流槽、導(dǎo)流管、結(jié)晶器和結(jié)晶器底座，導(dǎo)流管位于分流槽的下方，結(jié)晶器位于導(dǎo)流管的下方，結(jié)晶器底座位于結(jié)晶器的下方。圍繞在結(jié)晶器外部安裝電磁攪拌器，結(jié)晶器高度100-200mm，結(jié)晶器底座高度50-100mm，電磁攪拌器高度150_300mm，石墨環(huán)高度10_15mm，導(dǎo)流管高度 150-200mm，水箱高度 150_300mm。在本實(shí)用新型的生產(chǎn)過共晶鋁硅合金鑄錠的裝置中，在結(jié)晶器上部導(dǎo)流管與分流盤相連，鑄造時(shí)導(dǎo)流管與分流盤內(nèi)熔體處于同一水平，每個(gè)結(jié)晶器上部的分流盤都相互連通，構(gòu)成一個(gè)大液面，熔體高度均為同一水平面。導(dǎo)流管與分流盤間采用高溫膠及耐火材料進(jìn)行緊固和密封，導(dǎo)流管與結(jié)晶器石墨環(huán)內(nèi)襯壓緊無縫隙。在本實(shí)用新型的生產(chǎn)過共晶鋁硅合金鑄錠的裝置中，電磁攪拌器位于結(jié)晶器外部，水箱內(nèi)部，電磁攪拌器鐵芯下沿位于結(jié)晶器石墨環(huán)內(nèi)襯上沿士 5mm范圍內(nèi)，電磁攪拌器內(nèi)電磁力方向與連鑄方向垂直。本實(shí)用新型的有益效果是，不僅能保證過共晶鋁硅合金鑄錠生產(chǎn)工藝穩(wěn)定，解決初晶硅偏析嚴(yán)重的問題，電磁攪拌效果明顯提升，而且可同時(shí)生產(chǎn)多根鑄錠，適宜于大規(guī)?；a(chǎn)。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。


圖1是本實(shí)用新型的裝置結(jié)構(gòu)圖。圖中1.分流盤，2.導(dǎo)流管，3.鋁液，4.結(jié)晶器，5.電磁攪拌器，6.水箱，7.鋁合金鑄錠，8.石墨內(nèi)襯，9.結(jié)晶器底座。圖2是采用本實(shí)用新型裝置可實(shí)現(xiàn)多根鑄錠同時(shí)生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是采用傳統(tǒng)半連續(xù)鑄造方法生產(chǎn)的A390鋁合金鑄錠棒的顯微組織。圖4是采用本實(shí)用新型裝置所生產(chǎn)的A390鋁合金鑄錠的顯微組織。
具體實(shí)施方式
如
圖1所示，本實(shí)用新型主要包括分流盤1、導(dǎo)流管2、電磁攪拌器5、結(jié)晶器4和結(jié)晶器底座9等部件。分流盤1的出口與導(dǎo)流管2進(jìn)口對(duì)接而成，二者之間的縫隙采用高溫膠及耐火材料進(jìn)行緊固和密封。結(jié)晶器4內(nèi)部鑲襯石墨內(nèi)襯8，起到一次凝固冷卻的作用。 石墨內(nèi)襯8上沿距離分流盤底部距離為150-200mm，石墨內(nèi)襯8與分流盤1通過導(dǎo)流管2連接。對(duì)于YL117合金，液相線溫度是653°C，固相線溫度為515°C，澆注溫度為750°C。 YLl 17合金液從靜置爐經(jīng)流槽進(jìn)入分流盤1內(nèi)，然后經(jīng)導(dǎo)流管2進(jìn)入一次凝固區(qū)域(石墨內(nèi)襯8)。電磁攪拌器2的施加功率為5. OkW，施加頻率為20Hz，攪拌速率為300rpm。施加電磁攪拌的H17合金熔體從導(dǎo)流管2輸出，直接進(jìn)入結(jié)晶器4的一次結(jié)晶區(qū)域(石墨內(nèi)襯8) 凝固成型。圖3為采用常規(guī)連鑄工藝獲得的YL117鋁合金鑄錠的微觀組織，其初晶硅偏析嚴(yán)重，形態(tài)不夠圓整，晶粒尺寸在150 μ m以上。圖4為采用本實(shí)用新型裝置生產(chǎn)的YL117 鋁合金鑄錠的微觀組織?？梢?，采用本實(shí)用新型后，初晶硅不但細(xì)小均勻，而且晶粒圓整度高，晶粒平均尺寸在20-40 μ m。
權(quán)利要求1.一種生產(chǎn)過共晶鋁硅合金鑄錠的裝置，其特征是包括有上下聯(lián)通的分流槽(1)、導(dǎo)流管(2)、結(jié)晶器(4)和結(jié)晶器底座(9)，導(dǎo)流管(2)位于分流槽(1)的下方，結(jié)晶器(4)位于導(dǎo)流管(2)的下方，結(jié)晶器底座(9)位于結(jié)晶器(4)的下方，圍繞在結(jié)晶器外部安裝電磁攪拌器(5)，結(jié)晶器(4)高度100-200mm，結(jié)晶器底座(9)高度50_100mm，電磁攪拌器(5)高度 150-300mm，石墨內(nèi)襯(8)高度 10_15mm，導(dǎo)流管(2)高度 150_200mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是在結(jié)晶器(4)上部導(dǎo)流管(2)與分流盤(1)相連，鑄造時(shí)導(dǎo)流管(2)與分流盤(1)內(nèi)熔體處于同一水平，每個(gè)結(jié)晶器上部的分流盤都相互連通，構(gòu)成一個(gè)大液面，熔體高度均為同一水平面，導(dǎo)流管(2)與分流盤(1)間采用高溫膠及耐火材料進(jìn)行緊固和密封，導(dǎo)流管(2)與結(jié)晶器石墨內(nèi)襯(8)壓緊無縫隙。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是電磁攪拌器(5)位于結(jié)晶器(4)外部，水箱 (6)內(nèi)部，電磁攪拌器(5)鐵芯下沿位于結(jié)晶器石墨內(nèi)襯(8)上沿士5mm范圍內(nèi)，電磁攪拌器內(nèi)電磁力方向與連鑄方向垂直。
專利摘要一種生產(chǎn)過共晶鋁硅合金鑄錠的裝置。其特征是包括有上下聯(lián)通的分流槽(1)、導(dǎo)流管(2)、結(jié)晶器(4)和結(jié)晶器底座(9)，導(dǎo)流管(2)位于分流槽(1)的下方，結(jié)晶器(4)位于導(dǎo)流管(2)的下方，結(jié)晶器底座(9)位于結(jié)晶器(4)的下方。圍繞在結(jié)晶器外部安裝電磁攪拌器(5)，結(jié)晶器(4)高度100-200mm，結(jié)晶器底座(9)高度50-100mm，電磁攪拌器(5)高度150-300mm，石墨內(nèi)襯(8)高度10-15mm，導(dǎo)流管(2)高度150-200mm。優(yōu)點(diǎn)在于不僅能保證過共晶鋁硅合金鑄錠生產(chǎn)工藝穩(wěn)定，解決初晶硅偏析嚴(yán)重的問題，電磁攪拌效果明顯提升，而且可同時(shí)生產(chǎn)多根鑄錠，適宜于大規(guī)模化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)B22D27/02GK202106003SQ20112007698
公開日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2011年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月22日
發(fā)明者肖春亭 申請(qǐng)人:天津福來明思鋁業(yè)有限公司