本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種鋁鎂合金復(fù)合鑄造裝置，包括由內(nèi)結(jié)晶器和設(shè)置在其外側(cè)的外結(jié)晶器構(gòu)成的復(fù)合結(jié)晶器，及將底座、芯層引錠頭和包覆層引錠頭設(shè)計成一體結(jié)構(gòu)的一體化引錠裝置；所述芯層引錠頭在鑄造開始前對正進入內(nèi)結(jié)晶器并與之形成芯層熔池，與此同時，包覆層引錠頭亦進入內(nèi)結(jié)晶器和外結(jié)晶器之間的空間，外結(jié)晶器器壁、包覆層引錠頭和芯層引錠頭側(cè)面三者之間形成包覆層熔池。本發(fā)明專利技術(shù)通過引入復(fù)合結(jié)晶器技術(shù)和一體化引錠裝置技術(shù)實現(xiàn)了芯層金屬和包覆層金屬的同步復(fù)合鑄造，簡化了復(fù)合錠澆鑄工藝，提高了產(chǎn)品成品率。本發(fā)明專利技術(shù)適合于鋁、鋁基合金、鎂、鎂基合金間兩層或三層金屬的復(fù)合鑄造，可實現(xiàn)豎井式半連續(xù)鑄造和水平連續(xù)鑄造。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于有色金屬冶金材料加工成型
，特別是涉及一種鋁、鋁基合金、 鎂、鎂基合金間兩種或三種不同材質(zhì)材料復(fù)合鑄造裝置。
技術(shù)介紹
金屬復(fù)合板材是指在一層金屬上覆以另外一種金屬的板子，以達到在不降低使用效果(防腐性能、機械強度等)的前提下節(jié)約資源、降低成本的效果。傳統(tǒng)的金屬復(fù)合板材采用軋制復(fù)合技術(shù)，即將兩種或多種合金在熔鑄、均化、熱軋成板材后，表面處理，在高溫，通過大壓下率創(chuàng)造更多的新表面來完成復(fù)合。此工藝存在生產(chǎn)周期長，工序繁多，勞動強度大等缺陷，且在復(fù)合過程中復(fù)合界面易氧化，金屬復(fù)合層結(jié)合強度低。鑄造復(fù)合是當前金屬成型領(lǐng)域的熱點之一，主要方法有電磁控制法、充芯連鑄法和雙結(jié)晶器法等，其中電磁控制法由于電磁力和金屬液流速有關(guān)，故制動力在實際界面控制方面效果不明顯；充芯連鑄法，由于芯部熔體采用導(dǎo)流管進入結(jié)晶器，易造成熔體混合； 雙結(jié)晶器法是指利用兩套結(jié)晶器，采用上下垂直布置，芯層金屬澆入上結(jié)晶器中，形成一定厚度坯層，下拉后進入下結(jié)晶器，澆注包覆金屬，具有復(fù)合界面良好的優(yōu)勢，但是，該工藝需單獨對芯層和包覆層的引錠進行控制，操作復(fù)雜，且不易控制。如專利《用于鑄造復(fù)合錠的方法》(專利號200480023704)中提到采用冷卻板，使芯層金屬形成自支撐層，后與包覆層金屬結(jié)合，形成復(fù)合錠。該方法和雙結(jié)晶器法類似，需單獨控制芯層和包覆層引錠，過程較復(fù)雜。專利《穩(wěn)恒磁場作用下鋁合金低過熱度復(fù)合鑄造的方法及裝置》(申請?zhí)?200910187947. 7)是在專利鑄造復(fù)合錠的方法(專利號200480023704)基礎(chǔ)上增加磁場制動，仍然需要單獨對芯層和包覆層弓I錠進行控制。專利《多層異種鋁合金同步復(fù)合鑄造方法》(申請?zhí)?00810244176. 6)和《多層異種鋁合金同步復(fù)合鑄造裝置》(申請?zhí)?00810M475. 1)中提到芯層和包覆層引錠的同步鑄造，但引錠部分是利用芯層金屬(先澆注)先行凝固，后包覆層(后澆注)附著在芯層金屬上凝固復(fù)合，如實現(xiàn)仍然需通過對芯層金屬和包覆層金屬引錠的分別控制實現(xiàn)，否則現(xiàn)場安全隱患較大。且僅限于豎井式半連續(xù)鑄造。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種芯層金屬和包覆層金屬引錠無需進行單獨控制，從而簡化復(fù)合錠澆鑄工藝，提高澆注成功率，且可實現(xiàn)豎井式半連續(xù)鑄造和水平連續(xù)鑄造的鋁鎂合金復(fù)合鑄造裝置。為實現(xiàn)上述專利技術(shù)目的所采取的技術(shù)方案為一種鋁鎂合金復(fù)合鑄造裝置，其特征在于包括由內(nèi)結(jié)晶器和設(shè)置在其外側(cè)的外結(jié)晶器構(gòu)成的復(fù)合結(jié)晶器，及將底座、芯層引錠頭和包覆層引錠頭設(shè)計成一體結(jié)構(gòu)的一體化引錠裝置；所述芯層引錠頭在鑄造開始前對正進入內(nèi)結(jié)晶器并與之形成芯層熔池，與此同時，包覆層引錠頭亦進入內(nèi)結(jié)晶器和外結(jié)晶器之間的空間，外結(jié)晶器器壁、包覆層引錠頭和芯層引錠頭側(cè)面三者之間形成包覆層熔池；所述內(nèi)結(jié)晶器外側(cè)設(shè)置有絕熱保溫材料；所述內(nèi)外結(jié)晶器沿口不在同一平面；所述內(nèi)結(jié)晶器采用水冷結(jié)晶器，其兩端底部設(shè)置有噴淋水孔；所述外結(jié)晶器采用水冷結(jié)晶器，兩端底部和兩側(cè)底部均設(shè)置有噴淋水孔；所述一體化引錠裝置直接利用前期澆注端頭帶液穴復(fù)合錠；所述一體化引錠裝置采用純鋁或其它鋁合金加工成與要鑄造復(fù)合金屬相同外形的結(jié)構(gòu)形式。本專利技術(shù)的技術(shù)優(yōu)勢突出體現(xiàn)在以下幾點1、將底座、芯層引錠頭和包覆層引錠頭設(shè)置成一體化引錠裝置，在鑄造開始時，包覆層金屬提供了凝固壁，簡化了引錠工作；2、復(fù)合結(jié)晶器針對兩種或三種金屬的凝固點不同，使高熔點的芯層金屬優(yōu)先凝固，包覆層金屬以優(yōu)先凝固的芯層金屬的一個面為支撐進行凝固。綜上所述，本專利技術(shù)通過引入復(fù)合結(jié)晶器技術(shù)和一體化引錠裝置技術(shù)實現(xiàn)了芯層金屬和包覆層金屬的同步復(fù)合鑄造，簡化了復(fù)合錠澆鑄工藝，提高了產(chǎn)品成品率。本專利技術(shù)適合于鋁、鋁基合金、鎂、鎂基合金間兩層或三層金屬的復(fù)合鑄造。本專利技術(shù)可實現(xiàn)豎井式半連續(xù)鑄造和水平連續(xù)鑄造的鋁鎂合金復(fù)合鑄造。附圖說明圖1為本專利技術(shù)用于豎式鑄造、三層復(fù)合扁錠的鑄造裝置的裝配示意圖； 圖2為本專利技術(shù)用于豎式鑄造、三層復(fù)合扁錠的鑄造過程示意圖3為本專利技術(shù)用于豎式鑄造、三層復(fù)合扁錠的復(fù)合錠鑄造端部示意圖； 圖4為本專利技術(shù)用于水平連續(xù)鑄造、兩層復(fù)合扁錠的裝配示意圖。具體實施例方式圖1、圖2和圖3提供的是豎式鑄造三層復(fù)合扁錠的鑄造裝置及鑄造過程示意圖， 下面結(jié)合附圖對本專利技術(shù)的鑄造裝置作詳細描述。本專利技術(shù)的鑄造裝置主要是由復(fù)合結(jié)晶器和一體化引錠裝置組成，其中復(fù)合結(jié)晶器是由內(nèi)結(jié)晶器1和設(shè)置在其外側(cè)的外結(jié)晶器2構(gòu)成，且內(nèi)外結(jié)晶器沿口不在同一平面，主要目的是利于內(nèi)結(jié)晶器1內(nèi)液態(tài)金屬先凝固，外結(jié)晶器2中金屬能夠以內(nèi)結(jié)晶器1中凝固金屬的一個面做為復(fù)合界面。和普通結(jié)晶器相類似，內(nèi)結(jié)晶器1和外結(jié)晶器2的結(jié)晶器壁為銅質(zhì)或鋁質(zhì)，外部和水套相連，結(jié)晶器內(nèi)部通冷卻水并在底部(包括側(cè)面和端面)開噴淋孔。內(nèi)結(jié)晶器1采用水冷結(jié)晶器，其兩端底部設(shè)置有噴淋水孔，側(cè)底部無噴淋孔，故側(cè)面只依靠其結(jié)晶器壁進行熱傳導(dǎo)，冷卻內(nèi)部芯層金屬液促進凝固；在內(nèi)結(jié)晶器1兩端部，通過內(nèi)結(jié)晶器壁進行熱傳導(dǎo)，同時利用端底部所開噴淋孔4直接噴淋冷卻。在內(nèi)結(jié)晶器1外側(cè)襯以絕熱保溫材料8，目的是避免過早造成外結(jié)晶器熔池10內(nèi)包覆層金屬液凝固。外結(jié)晶器2通過內(nèi)部通以冷卻水的結(jié)晶器壁對包覆層金屬液進行冷卻，同時在其端面底部設(shè)置噴淋孔11，鑄造開始時利用端面底部設(shè)置的噴淋孔11和側(cè)面底部的噴淋孔5 進行冷卻。一體化引錠裝置是指將底座6、芯層引錠頭3和包覆層引錠頭7制作成一體結(jié)構(gòu)形式，在實際生產(chǎn)中，可以直接利用前期澆注端頭帶液穴復(fù)合錠，或者采用原鋁及其它金屬加工成與所要鑄造復(fù)合金屬相同結(jié)構(gòu)形式，此主要是保證引錠的順利進行。鑄造開始前，先將一體化引錠裝置伸入復(fù)合結(jié)晶器中，即芯層引錠頭3對正進入內(nèi)結(jié)晶器1內(nèi)，芯層引錠頭3可作為熔池底部與內(nèi)結(jié)晶器1形成芯層熔池10，與此同時，作為一體結(jié)構(gòu)的包覆層引錠頭7亦進入內(nèi)結(jié)晶器1和外結(jié)晶器2之間空間，結(jié)晶器2的一個側(cè)部、兩個端部和包覆層引錠頭三者之間形成包覆層熔池9。在一體化引錠裝置伸入復(fù)合結(jié)晶器后，用石棉繩等封堵可能漏鋁縫隙，確認復(fù)合結(jié)晶器和一體化引錠裝置無明顯間隙后， 放入金屬液進行鑄造工藝。下面結(jié)合鑄造工藝對上述鑄造裝置的使用作詳細描述當不同復(fù)合金屬液滿足澆注溫度時，打開芯層金屬和包覆層金屬澆注堵頭，使芯層金屬液注入芯層熔池10，包覆層金屬液注入包覆層熔池9，此時，芯層金屬通過內(nèi)結(jié)晶器1的側(cè)壁以及下方一體化引錠裝置的芯層引錠頭的熱傳導(dǎo)進行冷卻凝固成型；包覆層金屬液通過外結(jié)晶器2的一個側(cè)壁和2個端壁、一體化引錠裝置的芯層引錠頭3的一個側(cè)面、一體化引錠裝置的包覆層引錠頭7的頂部熱傳導(dǎo)，進行冷卻凝固成型。當熔池9、10內(nèi)金屬液達到鑄造工藝要求液位時，開動鑄造牽引裝置。此時，已經(jīng)形成凝固外殼的芯層金屬從內(nèi)結(jié)晶器1引出時，受到內(nèi)結(jié)晶器1端面底部冷卻水噴淋冷卻、 下部一體化引錠裝置芯層引錠頭3熱傳導(dǎo)和包覆層金屬的熱傳導(dǎo)凝固；同時包覆層金屬從結(jié)晶器引出時，受到外結(jié)晶器一個側(cè)部、二個端部三面直接水冷、下部一體化引錠裝置包覆層引錠頭熱傳導(dǎo)和芯層金屬的支撐凝固。鑄造進入正常后，中間芯層金屬受到包覆層金屬間接冷卻和內(nèi)結(jié)晶器端部直接水冷、還有下部凝固錠的熱傳導(dǎo)完全凝固；包覆層金屬通過外結(jié)晶器二個端部水冷和一個側(cè)部水冷凝固、還有下部本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王建軍，張學(xué)軍，徐天利，譚敏，徐曉韶，
申請(專利權(quán))人：王建軍，
類型：發(fā)明
國別省市：
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