一種減少鋁桿內部氣孔的澆注裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及一種減少鋁桿內部氣孔的澆注裝置，其包括承壓筒、設置于所述承壓筒上的密封蓋、設置于所述承壓筒內的中心轉軸和用于給承壓筒降溫的冷卻機構，所述中心轉軸與所述密封蓋形成轉動配合，所述中心轉軸上固設有螺旋葉片，所述承壓筒內部和所述密封蓋所圍成的空間形成凝固腔，所述承壓筒上設置有與所述凝固腔相通的鋁液進液管，所述承壓筒的底部設置有出料嘴。本發明專利技術所設計的裝置利用旋轉葉片在凝固腔中旋轉產生機械擠壓力，從面使鋁液在較大的壓力下凝固，避免擴散氫聚集形成氣孔。對于殘余的氣孔，通過高頻振蕩下擠壓實現愈合，達到減少氣孔的目的,整體結構簡單，加工得到的鋁桿內氣孔明顯減少，效果突出。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種減少鋁桿內部氣孔的澆筑裝置。
技術介紹
通常鋁桿生產過程中需要將鋁液傾倒在結晶組輪上凝固后再進行軋制。在凝固過程中由于氫在液態溶解度遠大于固態溶解度，冷卻過程中會產生大量的氣孔缺陷，影響鋁桿的強度和導電率等指標。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服現有技術的缺陷，提供一種減少鋁桿內部氣孔的澆筑裝置，其結構簡單，效果明顯。為了實現上述目的，本專利技術采取的技術方案如下：一種減少鋁桿內部氣孔的澆筑裝置，其包括承壓筒、設置于所述承壓筒上的密封蓋、設置于所述承壓筒內的中心轉軸和用于給承壓筒降溫的冷卻機構，所述中心轉軸與所述密封蓋形成轉動配合，所述中心轉軸上固設有螺旋葉片，所述承壓筒內部和所述密封蓋所圍成的空間形成凝固腔，所述承壓筒上設置有與所述凝固腔相通的鋁液進液管，所述承壓筒的底部設置有出料嘴。進一步地，所述冷卻機構為設置在所述承壓筒的筒壁內的螺旋冷卻腔。進一步地，所述中心轉軸通過推力軸承安裝于所述密封蓋上。進一步地，所述中心轉軸上設置有傳動齒輪。進一步地，所述出料嘴下方設有結晶組輪，所述結晶組輪包括主輪、第一輪、第二輪和第三輪組成，第一輪、第二輪和第三輪自上而下與所述主輪相切間隙布置，所述第一輪和所述第二輪為振動輪。進一步地，所述第一輪的振動頻率為3-7kHz，擠壓變形量為20%-30%。進一步地，所述第二輪的震動頻率為1-3kHz，擠壓變形量為30%-50%。進一步地，所述第二輪擠壓變形量為30%-50%，，并與結晶組輪槽齊平。本專利技術人通過對鋁桿進行掃描電鏡分析發現桿中經過反復除氣后仍然有很多微氣孔。這些微氣孔是由于組織中析出氫形成的。由于氫在鋁液中溶解度遠高于固體中的溶解度，在鋁液澆注冷卻過程中大量原子態的氫逸出形成氣孔。試驗研究發現施加壓力可減少氣孔數量和氣孔體積。另外，高頻載荷下壓力變形可以愈合微納缺陷。因此，冷卻過程中施加壓力，并在初始軋制過程中施加高頻振動，可減少氣孔的形成，并愈合殘余的氣孔缺陷，經過深入研究和反復探索形成了本專利技術的技術方案。與現有技術相比，本專利技術所取得的有益效果如下：本專利技術所設計的裝置利用旋轉葉片在凝固腔中旋轉產生機械擠壓力，從而使鋁液在較大的壓力下凝固，避免擴散氫聚集形成氣孔。對于殘余的氣孔，通過高頻振蕩下擠壓實現愈合，達到減少氣孔的目的,整體結構簡單，加工得到的鋁桿內氣孔明顯減少，效果突出。附圖說明附圖1為本專利技術的結構示意圖；附圖2為本專利技術的結晶組輪的結構示意圖；附圖3為本專利技術結晶組輪的俯視圖；在附圖中：1中心轉軸，2密封蓋，3鋁液進液管，4螺旋冷卻腔，5承壓筒，6螺旋葉片，7出料嘴，8推力軸承，9傳動齒輪，10凝固腔，11主輪，12第一輪，13第二輪，14第三輪。具體實施方式以下結合附圖對本專利技術進行進一步詳細的敘述。如附圖1和2所示的一種減少鋁桿內部氣孔的澆筑裝置，其包括承壓筒5、設置于所述承壓筒5上的密封蓋2、設置于所述承壓筒5內的中心轉軸1和用于給承壓筒5降溫的冷卻機構，所述承壓筒5內部和所述密封蓋2所圍成的空間形成凝固腔10，所述承壓筒5上設置有與所述凝固腔10相通的鋁液進液管3，所述承壓筒5的底部設置有出料嘴7。本專利技術中心轉軸1通過密封蓋上的中心孔伸入所述凝固腔10內，中心轉軸1帶有雙向推力軸承，可以防止中心轉軸上下移動，并使中心轉軸1與所述密封蓋2形成轉動配合。位于所述凝固腔10內部的中心轉軸1上固設有螺旋葉片6，螺旋葉片6在凝固腔中旋轉產生機械擠壓力，從面使鋁液在較大的壓力下凝固，避免擴散氫聚集形成氣孔。本專利技術的冷卻機構為設置在所述承壓筒5的筒壁內的螺旋冷卻腔4，通過向螺旋冷卻腔4內通過冷媒使凝固腔溫度降低。本專利技術還包括結晶組輪，所述結晶組輪包括主輪11、第一輪12、第二輪13和第三輪14，第一輪12、第二輪13和第三輪14自上而下與所述主輪11相切間隙布置，所述出料嘴7的位置對應所述主輪11和所述第一輪12之間的間隙。每個輪都帶有轉軸，轉軸軸心不動，各輪繞各自的轉軸中心轉動。高溫凝固狀態的鋁流出出料嘴后進入結晶組輪，依次通過第一輪、第二輪、第三輪與主輪之間的空隙，受到不同程度的擠壓。所述第一輪12和所述第二輪13分別施加振動，控制振動頻率可實現微納缺陷及氣孔的愈合。本專利技術的使用方法如下：鋁液通過鋁液進液管進入凝固腔中10中，中心轉軸1和螺旋葉片6一體結構通過齒輪9傳動發生轉動，推動鋁液向下運動。凝固腔的殼體為承壓筒5，承壓筒內有螺旋冷卻腔4，螺旋冷卻腔中通過冷卻介質，通常為水。鋁液的熱量通過承壓筒傳給螺旋冷卻腔中的冷卻介質，鋁液呈半凝固流動狀態，并由出料嘴7擠出。進入結晶組輪，依次通過第一輪、第二輪、第三輪與主輪之間的空隙，受到不同程度的擠壓。第一輪、第二輪、分別施加振動，控制振動頻率可實現微納缺陷及氣孔的愈合。在具體使用時，可以選擇如下參數：調整螺旋葉片的轉速，使鋁液凝固腔中的壓力大于0.2MPa以上。調整冷卻液流速，使得鋁液凝固腔出口的鋁達到軟體凝固狀態（鋁的溫度590-610℃）。在第一輪上施加振動，頻率為5kHz，擠壓變形量為20%-30%。第二輪上施加振動，頻率為2kHz，擠壓變形量為30%-50%。第三輪上不施加振動，擠壓變形量為30%-50%，此時與結晶組輪槽齊平。以上所述實施方式僅為本專利技術的優選實施例，而并非本專利技術可行實施的窮舉。對于本領域一般技術人員而言，在不背離本專利技術原理和精神的前提下對其所作出的任何顯而易見的改動，都應當被認為包含在本專利技術的權利要求保護范圍之內。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種減少鋁桿內部氣孔的澆筑裝置，其特征在于，其包括承壓筒(5)、設置于所述承壓筒(5)上的密封蓋(2)、設置于所述承壓筒(5)內的中心轉軸(1)和用于給承壓筒(5)降溫的冷卻機構，所述中心轉軸(1)與所述密封蓋(2)形成轉動配合，所述中心轉軸(1)上固設有螺旋葉片(6)，所述承壓筒(5)內部和所述密封蓋(2)所圍成的空間形成凝固腔(10)，所述承壓筒(5)上設置有與所述凝固腔(10)相通的鋁液進液管(3)，所述承壓筒(5)的底部設置有出料嘴(7)。

【技術特征摘要】
1.一種減少鋁桿內部氣孔的澆筑裝置，其特征在于，其包括承壓筒(5)、設置于所述承壓筒(5)上的密封蓋(2)、設置于所述承壓筒(5)內的中心轉軸(1)和用于給承壓筒(5)降溫的冷卻機構，所述中心轉軸(1)與所述密封蓋(2)形成轉動配合，所述中心轉軸(1)上固設有螺旋葉片(6)，所述承壓筒(5)內部和所述密封蓋(2)所圍成的空間形成凝固腔(10)，所述承壓筒(5)上設置有與所述凝固腔(10)相通的鋁液進液管(3)，所述承壓筒(5)的底部設置有出料嘴(7)。2.根據權利要求1所述的一種減少鋁桿內部氣孔的澆筑裝置，其特征在于，所述冷卻機構為設置在所述承壓筒(5)的筒壁內的螺旋冷卻腔(4)。3.根據權利要求1所述的一種減少鋁桿內部氣孔的澆筑裝置，其特征在于，所述中心轉軸(1)通過推力軸承(8)安裝于所述密封蓋(2)上。4.根據權利要求1所述的一種減少鋁桿內部氣孔的澆筑裝置，其特征在于...

【專利技術屬性】
技術研發人員：馮硯廳，徐雪霞，范輝，王勇，李文彬，其他發明人請求不公開姓名，
申請(專利權)人：國網河北省電力公司電力科學研究院，國家電網公司，河北省電力建設調整試驗所，
類型：發明
國別省市：河北;13