CN104741571A - 一种壁板型材的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种壁板型材的制备方法，属于材料加工技术领域；该方法采用连续铸挤法，将熔炼后的金属液体直接浇注在铸挤轮与槽封块组成的型腔中，金属液体在型腔中冷却凝固，同时铸挤轮旋转挤压半固态金属与固态金属，使固态金属通过模具成；连续铸挤方法是将铸造与连续挤压相结合的一种复合方法，该方法不仅缩短了工艺流程，还节约了能源，降低了成本，提高了质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种壁板型材的制备方法，属于材料加工技术领域。
背景技术
目前，大宽厚比产品的生产多采用轧制法、挤压法和组合焊接法。轧制法具有尺寸精度差、表面质量差等缺点，挤压法具有不连续、设备成本高等缺点，组合焊接法具有工序复杂、产品性能不均匀等缺点。
连续铸挤方法是将铸造与连续挤压相结合的一种复合方法，其优点在于直接将金属液体浇入铸挤轮与槽封块组成的型腔，金属液体在型腔内冷却的同时，铸挤轮旋转挤压，使金属通过模具成形。连续铸挤法不仅缩短了工艺流程，还节约了能源，降低了成本，提高了质量，其已广泛应用于工业，且取得了一定的成果：例如专利CN 1153689 A，1997年7月9日公开的铝钛硼线材连续铸挤工艺，用于线材、杆材的制备；例如专利CN 101659003 A，2010年3月3日公开的多元铜钛硼锌合金型材连续铸挤方法，可制备具有一定成分的合金型材；例如专利CN 101890485 A，2010年11月24日公开的一种镁合金棒/ 线材的连续铸挤成形方法，用于线材、杆材的制备。
到目前为止，未见连续铸挤法应用于大宽厚比板材或大型壁板型材的制备。
发明内容
本发明的目的是提供一种壁板型材的制备方法，采用连续铸挤法，将熔炼后的金属液体直接浇注在铸挤轮6与槽封块1组成的型腔中，金属液体在型腔中冷却凝固，同时铸挤轮6旋转挤压半固态金属7与固态金属2，使固态金属2通过模具3成形；具体包括以下步骤：
（1）熔炼金属：将金属加热到熔点以上50℃～200℃进行熔炼，经除杂、除气、配比后达到所需成分，将配比好的金属液体静置15～40 min；
（2）预热：浇注前将铸挤轮6与槽封块1预热至熔点的0.5～0.8倍；
（3）浇注：采用连续铸挤机，将熔炼静置后的金属液体通过流槽浇注到铸挤轮6与槽封块（1）形成的型腔中；
（4）旋转挤压：金属液体浇注到型腔中的同时，连续铸挤机的铸挤轮6开始旋转，挤压固态金属2通过模具3成形，得到壁板型材4，铸挤轮6旋转的转速为8 ～ 17r/min。
本发明所述连续铸挤机铸挤轮轮槽的宽度为90mm～3000mm，直径为200 mm～1500mm。
本发明所述模具定径带的宽度为90mm～3000mm，高度为3mm～30mm，长度为3mm～50mm。
本发明所述方法制备的产品宽厚比为30～100，宽度为90～3000mm，厚度为3mm～30mm。
本发明所述方法不仅可以用于制备大宽厚比板材，还可以通过更换相应的模具制备大型壁板型材、大型空心型材。
本发明的有益效果：
（1）连续铸挤方法是将铸造与连续挤压相结合的一种复合方法，其优点在于直接将金属液体浇入铸挤轮6与槽封块1组成的型腔中，金属液体在型腔内冷却的同时，铸挤轮6旋转挤压，使金属通过模具3成形；
（2）连续铸挤法成形大宽厚比板材、大型壁板型材均在高温下进行，所需要克服的金属的变形抗力小，高温下摩擦力也小，所以其较压力加工相比，所需的动力和所消耗的动力大大减小。
（3）连续铸挤法将铸造和挤压复合，组成一个新的材料加工方法，直接对液态金属进行加工，不仅缩短了工艺流程，还节约了能源，降低了成本。连续铸挤法最终靠模具成形，尺寸精度很高，表面质量很好；且金属在通过模具时经过剧烈的剪切变形，产品的组织得到改善，力学性能得到提高。
附图说明
图1是本发明所述铸挤机的结构示意图；
图2是本发明所述铸挤机的横向剖视图；
图3是本发明所述铸挤机的纵向剖视图；
图中：1-槽封块；2-固态金属；3-模具；4-壁板型材；5-挡料块；6-铸挤轮；7-半固态金属。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步阐述，但本发明的保护范围不限于所述内容。
实施例1
本实施例所述铜壁板型材的制备方法，采用连续铸挤法，将熔炼后的铜熔液直接浇注在铸挤轮6与槽封块1组成的型腔中，铜熔液在型腔中冷却凝固，同时铸挤轮6旋转挤压半固态铜熔液7与固态铜2，使固态铜2通过模具3成形，如图1~3所示；具体包括以下步骤：
（1）熔炼铜：将铜加热到1284℃进行熔炼，经除杂、除气后铜的质量分数达到99.97%，将质量分数为99.97%的铜熔液静置40 min；
（2）预热：浇注前将铸挤轮6与槽封块1预热至867.2℃；
（3）浇注：采用连续铸挤机，将熔炼静置后的铜熔液通过流槽浇注到铸挤轮6与槽封块1形成的型腔中；
（4）旋转挤压：铜熔液浇注到型腔中的同时，连续铸挤机的铸挤轮6开始旋转，挤压固态铜2通过模具3成形，得到壁板型材4，铸挤轮6旋转的转速为8 r/min。
制备的铜壁板型材宽厚比为100，宽度为3000mm，厚度为30mm；连续铸挤机的铸挤轮轮槽的宽度为3000mm，直径为1500mm；模具定径带的宽度为3000mm，高度为30mm，长度为50mm。
实施例2
本实施例所述铜壁板型材的制备方法，采用连续铸挤法，将熔炼后的铜熔液直接浇注在铸挤轮6与槽封块1组成的型腔中，铜熔液在型腔中冷却凝固，同时铸挤轮6旋转挤压半固态铜熔液7与固态铜2，使固态铜2通过模具3成形；具体包括以下步骤：
（1）熔炼铜：将铜加热到1200℃进行熔炼，经除杂、除气后铜的质量分数达到99.99%，将质量分数为99.99%的铜熔液静置30 min；
（2）预热：浇注前将铸挤轮6与槽封块1预热至650℃；
（3）浇注：采用连续铸挤机，将熔炼静置后的铜熔液通过流槽浇注到铸挤轮6与槽封块1形成的型腔中；
（4）旋转挤压：铜熔液浇注到型腔中的同时，连续铸挤机的铸挤轮6开始旋转，挤压固态铜2通过模具3成形，得到壁板型材4，铸挤轮6旋转的转速为12 r/min。
制备的铜壁板型材宽厚比为60，宽度为1200mm，厚度为20mm。连续铸挤机的铸挤轮轮槽的宽度为1200mm，直径为1000mm。模具定径带的宽度为1200，高度为20，长度为10mm。
实施例3
本实施例所述铜壁板型材的制备方法，采用连续铸挤法，将熔炼后的铜熔液直接浇注在铸挤轮6与槽封块1组成的型腔中，铜熔液在型腔中冷却凝固，同时铸挤轮6旋转挤压半固态铜熔液7与固态铜2，使固态铜2通过模具3成形；具体包括以下步骤：
（1）熔炼铜：将铜加热到1134℃进行熔炼，经除杂、除气后铜的质量分数达到99.99%，将质量分数为99.99%的铜熔液静置15 min；
（2）预热：浇注前将铸挤轮6与槽封块1预热至542℃；
（3）浇注：采用连续铸挤机，将熔炼静置后的铜熔液通过流槽浇注到铸挤轮6与槽封块1形成的型腔中；
（4）旋转挤压：铜熔液浇注到型腔中的同时，连续铸挤机的铸挤轮6开始旋转，挤压固态铜2通过模具3成形，得到壁板型材4，铸挤轮6旋转的转速为17 r/min。
制备的铜壁板型材宽厚比为30，宽度为90mm，厚度为3mm。连续铸挤机的铸挤轮轮槽的宽度为90mm，直径为200mm。模具定径带的宽度为90mm，高度为3mm，长度为3mm。
Claims (5)
1.一种壁板型材的制备方法，其特征在于：采用连续铸挤法，将熔炼后的金属液体直接浇注在铸挤轮（6）与槽封块（1）组成的型腔中，金属液体在型腔中冷却凝固，同时铸挤轮（6）旋转挤压半固态金属（7）与固态金属（2），使固态金属（2）通过模具（3）成形。
2.根据权利要求1所述壁板型材的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
（1）熔炼金属：将金属加热到熔点以上50℃～200℃进行熔炼，经除杂、除气、配比后达到所需成分，将配比好的金属液体静置15～40 min；
（2）预热：浇注前将铸挤轮（6）与槽封块（1）预热至熔点的0.5～0.8倍；
（3）浇注：采用连续铸挤机，将熔炼静置后的金属液体通过流槽浇注到铸挤轮（6）与槽封块（1）形成的型腔中；
（4）旋转挤压：金属液体浇注到型腔中的同时，连续铸挤机的铸挤轮（6）开始旋转，挤压固态金属（2）通过模具（3）成形，得到大宽厚比壁板型材（4），铸挤轮（6）旋转的转速为8 ～ 17r/min。
3.根据权利要求1所述壁板型材的制备方法，其特征在于：通过更换模具（3）可以制备不同的壁板型材。
4.根据权利要求2所述壁板型材的制备方法，其特征在于：步骤（3）中连续铸挤机的铸挤轮轮槽的宽度为90mm～3000mm，直径为200 mm～1500mm。
5.根据权利要求2所述壁板型材的制备方法，其特征在于：模具定径带的宽度为90mm～3000mm，高度为3mm～30mm，长度为3mm～50mm。
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