專利名稱：一種鋁合金鑄錠熱頂多模鑄造工藝及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱頂鑄造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及ー種鋁合金鑄錠熱頂多模鋳造エ藝，本發(fā)明還涉及ー種鋁合金鑄錠熱頂多模鋳造裝置。
背景技術(shù)：
近年來，隨著科學技術(shù)的發(fā)展，對鋁材產(chǎn)品的質(zhì)量要求越來越高。7075鋁合金是ー種冷處理鍛壓合金，強度高，遠勝于軟鋼，是商用最強力合金之一。7075鋁合金的普通抗腐蝕性能、良好的機械性能及陽極反應。細小晶粒使得深度鉆孔性能更好，工具耐磨性增強，螺紋滾制更與眾不同。主要應用在航天航空エ業(yè)、吹塑模、超聲 波塑焊模具、模具加工等行業(yè)。鋁合金的鋳造方法主要是熱頂鋳造。在結(jié)晶器內(nèi)套上部至開ロ端，鑲嵌ー個能降低一次冷卻作用，減少鑄錠與模壁摩擦，對改善鑄錠偏析有良好作用的石墨套。在其上面粘貼具有良好可撓性的硅酸鋁纖維氈，構(gòu)成液體金屬保溫層。結(jié)晶器頂端有ー個用保溫材質(zhì)制成的保溫帽，使敞露熔體部分始終處于“熱帽”內(nèi)。但是，鋳造速度和鋳造溫度對鑄造影響較大，控制不好，會造成產(chǎn)品質(zhì)量降低，合格率下降。因此，如何解決鑄錠合格率低的問題，是本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供ー種鋁合金鑄錠熱頂多模鋳造エ藝，可以提高鑄錠的生產(chǎn)合格率，本發(fā)明的另ー目的是提供ー種鋁合金鑄錠熱頂多模鋳造裝置。為解決上述問題，本發(fā)明提供ー種鋁合金鑄錠熱頂多模鋳造エ藝，包括步驟鋪底控制進入鋁合金鑄錠熱頂多模鋳造裝置的保溫帽(I)的鋁液溫度在680° -690°，并不間斷供流鋪假底，充型時間在120s-150s ;起車起車速度14mm/min-16mm/min,起車冷卻水壓增加至0. 005mpa_0. 006mpa ；鑄錠走車至500mm-600mm后，逐漸提速至17mm/min-19mm/min,冷卻水壓相應增加至 0. 007mpa-0. 008mpa。優(yōu)選地，在步驟鋪底之前，鋁合金熔化過程中控制熔化溫度為730° C-750。C。優(yōu)選地，所述鋁合金成分為Cu1. 5wt%, Mg 2. 6wt%, Cr :0. 22wt%, Zn :5. 7wt%,Ti 0. 015wt%,其余為鋁錠；Ti為在鋁合金熔化過程中加入，在步驟鋪底之前控制Si く 0. 20wt%,Fe > Si+0. 12wt%, Mn く 0. 25wt%。優(yōu)選地，在步驟鋪底過程中，不間斷供流鋪假底的同時打渣本發(fā)明還提供ー種鋁合金鑄錠熱頂多模鋳造裝置，包括石墨環(huán)、引錠頭和結(jié)晶器本體，所述石墨環(huán)的結(jié)構(gòu)尺寸高度為40mm-50mm,厚度為5mm-10mm ；所述結(jié)晶器本體的結(jié)構(gòu)尺寸有效高度為90mm-105mm，冷卻水出水角度為20° -30°，冷卻水出水孔徑為3mm-4mm，冷卻水出水中心距為；所述引錠頭的結(jié)構(gòu)尺寸球弧半徑為650mm-750mm，底部平臺直徑為300mm-400mm,底座深為 40mm-60mm。優(yōu)選地，所述鋁合金鑄錠熱頂多模鋳造裝置的保溫帽的高度為180_-290_。優(yōu)選地，還包括用于減小位于所述保溫帽的鋁液和位于所述石墨環(huán)的鋁液的溫差的過渡環(huán)，所述過渡環(huán)設置在所述保溫帽和所述石墨環(huán)之間。優(yōu)選地，所述過渡環(huán)為陶瓷轉(zhuǎn)接環(huán)，所述陶瓷轉(zhuǎn)接環(huán)的壁厚大于所述石墨環(huán)的壁厚。優(yōu)選地，所述陶瓷轉(zhuǎn)接環(huán)的內(nèi)壁凸出所述石墨環(huán)的內(nèi)壁5mm-10mm。相對于上述背景技術(shù)，本發(fā)明所提供的鋁合金鑄錠熱頂多模鋳造エ藝包括鋪底、起車和鑄錠三個步驟。其中，鋪底為控制進入鋁合金鑄錠熱頂多模鋳造裝置的保溫帽(I)的鋁液溫度在680° -690°，并不間斷供流鋪假底，充型時間在120s-150s ;起車為起車速度14mm/min-16mm/min,起車冷卻水壓增加至0. 005mpa_0. 006mpa ；鑄錠為走車至500mm-600mm后，逐漸提速至17mm/min-19mm/min,冷卻水壓相應增加至0. 007mpa-0. 008mpa。此エ藝可以提高鑄錠的生產(chǎn)合格率；而且提高鑄錠的成型性能。


圖1為本發(fā)明所提供的鋁合金鑄錠熱頂多模鋳造裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖1 中保溫帽-1，石墨環(huán)-2，引錠頭-3，陶瓷轉(zhuǎn)接環(huán)-4，結(jié)晶器本體_5，水套_6。
具體實施例方式本發(fā)明的核心是提供一種鋁合金鑄錠熱頂多模鋳造エ藝，以提高鑄錠的生產(chǎn)成型合格率。本發(fā)明的另ー核心是提供一種鋁合金鑄錠熱頂多模鋳造裝置。為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。請參考圖1，圖1為本發(fā)明所提供的鋁合金鑄錠熱頂多模鋳造裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明所提供的鋁合金鑄錠熱頂多模鋳造エ藝包括鋪底、起車和鑄錠三個步驟。其中鋪底為控制熔煉爐溫度，使進入鋁合金鑄錠熱頂多模鋳造裝置的保溫帽I的鋁液溫度在680° -690°，不間斷供流鋪假底，充型時間在120s-150s ;起車為起車速度14mm/min-16mm/min,起車冷卻水壓增加至0. 005mpa_0. 006mpa ;鑄淀為走車至500mm-600mm后，逐漸提速至17mm/min-19mm/min,冷卻水壓相應增加至0. 007mpa_0. 008mpa。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的優(yōu)點是可以提高鑄錠的生產(chǎn)合格率；而且可以提高鑄錠的成型性能。在步驟鋪底過程中，由于鋁液在注入保溫帽I時夾雜氧化鋁和ー些非金屬物質(zhì)，因此在不間斷供流鋪假底的同時打渣，以提高鑄錠的成型性能。同時保證鋁合金鑄錠熱頂多模鑄造裝置的結(jié)晶器本體5的供流一致。起車時機視底部實際凝固情況而定。當然，也可以使用其他エ藝鑄造，或者在鋳造的過程中將エ藝數(shù)值設為其他值，本文不再贅述。優(yōu)選地，在鋁合金熔化過程中嚴格控制熔化溫度為730° C-750。C，以進ー步提高鑄錠的成型性能和合格率。
鑄錠時鋁合金的成分為Cu :L 5wt%, Mg 2. 6wt%, Cr 0. 22wt%, Zn 5. 7wt%,T1:0. 015wt%，其余為鋁錠。其中，Ti為鋁合金熔化過程中加入，在步驟鋪底之前加入Si ( O. 20wt%, Fe > Si+0. 12wt%, Mn ( O. 25wt%。如此設置，可以提聞鑄淀的成型性能，進一步提聞鑄淀生廣成型合格率。本發(fā)明還提供一種鋁合金鑄錠熱頂多模鑄造裝置，包括水套6、結(jié)晶器本體5、保溫帽1、石墨環(huán)2、引錠頭3和引錠頭支架。保溫帽1、石墨環(huán)2從上至下安裝在結(jié)晶器本體
5。鑄錠通過石墨環(huán)2 —次冷卻和結(jié)晶器本體5出水孔出水二次冷卻成型。其中石墨環(huán)2的結(jié)構(gòu)尺寸高度為40mm-50mm,石厚度為5mm-10mm ;結(jié)晶器本體5的結(jié)構(gòu)尺寸有效高度為90mm-105mm，冷卻水出水角度為20° -30°，冷卻水出水孔徑為
冷卻水出水中心距為;引錠頭3的結(jié)構(gòu)尺寸球弧半徑為650mm-750mm,底部平臺直徑為300mm-400mm,底座深為40mm-60mm。 結(jié)晶器本體5的有效聞度是指引淀頭3與石墨環(huán)2的接觸端至石墨環(huán)2的頂端的高度。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的優(yōu)點是不用刮水器和純鋁鋪底，而且不用全自動鑄造技術(shù)即可鑄造生產(chǎn)鋁合金，省時省力，而且節(jié)省鋁合金的鑄造成本。優(yōu)選地，將保溫帽I的高度設為180mm-290mm，如此設置，可以進一步提高鑄錠的成型性能。在一種具體實施方式
中，在保溫帽I和石墨環(huán)2之間設置過渡環(huán)，使位于保溫帽I的鋁液的溫度、位于過渡環(huán)的鋁液的溫度和位于石墨環(huán)2的鋁液的溫度依次降低。如此設置，當鑄錠時，可以使溫度相差較小，有效地減少了鑄錠的裂紋傾向性。過渡環(huán)可以為陶瓷轉(zhuǎn)接環(huán)4，使陶瓷轉(zhuǎn)接環(huán)4的壁厚大于石墨環(huán)2的壁厚。陶瓷的硬度高、強度高、化學的熱穩(wěn)定性好。當然，過渡環(huán)也可以為石墨轉(zhuǎn)接環(huán)，使石墨轉(zhuǎn)接環(huán)的壁厚大于石墨環(huán)2的壁厚；或者將石墨環(huán)2加工成階梯環(huán)，以減小溫差等，本文不再贅述。優(yōu)選地,使陶瓷轉(zhuǎn)接環(huán)4的壁厚大于40mm,小于50mm。如此設置，可以增加陶瓷轉(zhuǎn)接環(huán)4的強度，防止陶瓷轉(zhuǎn)接環(huán)4產(chǎn)生裂紋，提高陶瓷轉(zhuǎn)接環(huán)4的使用壽命。陶瓷轉(zhuǎn)接環(huán)4的高度可以與石墨環(huán)2的高度相同，也可以不同。此處優(yōu)先選用陶瓷轉(zhuǎn)接環(huán)4的高度與石墨環(huán)2的高度相同。如此設置，可以進一步減小鑄錠的裂紋傾向性。更為優(yōu)選地，使陶瓷轉(zhuǎn)接環(huán)4的內(nèi)壁凸出石墨環(huán)2的內(nèi)壁5mm-10mm。如此設置，可以更有效地減少溫差過渡，進一步提高鑄錠的合格率，提高成型性能，同時提高鑄錠的表面質(zhì)量。當然，陶瓷轉(zhuǎn)接環(huán)4的壁厚或凸出石墨環(huán)2的距離也可以設為其他數(shù)值，本文不再贅述。以上對本發(fā)明所提供的鋁合金鑄錠熱頂多模鑄造工藝及其裝置進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種鋁合金鑄錠熱頂多模鑄造工藝，其特征在于，包括步驟 鋪底控制進入鋁合金鑄錠熱頂多模鑄造裝置的保溫帽(I)的鋁液溫度在680° -690°，不間斷供流鋪假底，充型時間在120s-150s ; 起車起車速度14mm/min-16mm/min,起車冷卻水壓增加至O. 005mpa_0. 006mpa ； 鑄錠走車至500mm-600mm后,逐漸提速至17mm/min-19mm/min,冷卻水壓相應增加至O.007mpa-0. 008mpa。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金鑄錠熱頂多模鑄造工藝，其特征在于，在步驟鋪底之前，鋁合金熔化過程中控制熔化溫度為730° C-750。C。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋁合金鑄錠熱頂多模鑄造工藝，其特征在于，所述鋁合金成分為Cu 1. 5wt%, Mg 2. 6wt%, Cr 0. 22wt%, Zn 5. 7wt%, Ti 0. 015wt%,其余為鋁錠；Ti為在鋁合金熔化過程中加入，在步驟鋪底之前加入Si ( O. 20wt%, Fe > Si+0. 12wt%,Mn ^ O. 25wt%0
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金鑄錠熱頂多模鑄造工藝，其特征在于，在步驟鋪底過程中，不間斷供流鋪假底的同時打渣。
5.一種鋁合金鑄錠熱頂多模鑄造裝置，包括石墨環(huán)(2)、引錠頭(3)和結(jié)晶器本體(5)，其特征在于，所述石墨環(huán)(2)的結(jié)構(gòu)尺寸高度為40mm-50mm,厚度為5mm-10mm ； 所述結(jié)晶器本體(5)的結(jié)構(gòu)尺寸有效高度為90mm-105mm，冷卻水出水角度為20° -30°，冷卻水出水孔徑為3mm-4mm，冷卻水出水中心距為； 所述引錠頭(3)的結(jié)構(gòu)尺寸球弧半徑為650mm-750mm，底部平臺直徑為300mm-400mm，底座深為40mm-60mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋁合金鑄錠熱頂多模鑄造裝置，其特征在于，所述鋁合金鑄錠熱頂多模鑄造裝置的保溫帽(I)的高度為180mm-290mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋁合金鑄錠熱頂多模鑄造裝置，其特征在于，還包括用于減小位于所述保溫帽的鋁液和位于所述石墨環(huán)的鋁液的溫差的過渡環(huán)，所述過渡環(huán)設置在所述保溫帽(I)和所述石墨環(huán)(2 )之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鋁合金鑄錠熱頂多模鑄造裝置，其特征在于，所述過渡環(huán)為陶瓷轉(zhuǎn)接環(huán)(4)，所述陶瓷轉(zhuǎn)接環(huán)(4)的壁厚大于所述石墨環(huán)(2)的壁厚。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鋁合金鑄錠熱頂多模鑄造裝置，其特征在于，所述陶瓷轉(zhuǎn)接環(huán)(4)的內(nèi)壁凸出所述石墨環(huán)(2)的內(nèi)壁5mm-10mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋁合金鑄錠熱頂多模鑄造工藝，包括步驟鋪底控制進入鋁合金鑄錠熱頂多模鑄造裝置的保溫帽的鋁液溫度在680°-690°，不間斷供流鋪假底，充型時間在120s-150s；起車起車速度14mm/min-16mm/min，起車冷卻水壓增加至0.005mpa-0.006mpa；鑄錠走車至500mm-600mm后，逐漸提速至17mm/min-19mm/min，冷卻水壓相應增加至0.007mpa-0.008mpa。此工藝可以提高鑄錠的生產(chǎn)合格率；而且提高鑄錠的成型性能。
文檔編號B22D11/041GK103008581SQ201210580628
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月27日
發(fā)明者刁文武, 王劍, 陳文 , 游文 申請人:西南鋁業(yè)(集團)有限責任公司