CN201239784Y - 一种生产高硅铝合金棒的装置 - Google Patents
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Abstract
一种生产高硅铝合金棒的装置。其特征是包括有上下连通的中间包(1)和导流管(19)，导流管(9)位于中间包(1)的下方，且中间包(1)和导流管(9)同轴安装，围绕在中间包(1)的壁外安装加温器(11)，围绕在加温器(11)外安装隔热套(10)，并且中间包(1)、与加温器(11)和隔热套(10)由表及里同轴安装，还在隔热套(10)的外周设置电磁搅拌器(2)；结晶器(4)整体高度为30－40mm，石墨内衬(8)高度为10－15mm，导流管(9)高度为15－20mm。其优点在于：能够工艺稳定的生产出高硅铝合金棒，而且能够保证高硅铝合金棒内初晶硅布均匀、尺寸细小、形态圆整。
Description
技术领域
本实用新型属于铝合金加工技术领域，特别涉及到一种生产高硅铝合金棒的装置。
背景技术
高硅铝合金(Si≥13％)具有热膨胀系数小、密度小、耐磨耐蚀、高温性能好和铸造性能好的特点，是生产压缩机斜盘、活塞等零件的理想材料。目前国外的汽车空调压缩机斜盘、活塞均采用高硅铝合金生产。国内也逐渐出现使用过共晶类铝硅合金取代共晶(如4032，ZL108等)、亚共晶类(如AC8B等)铝硅合金及铸铁材料的趋势。因此，从压缩机斜盘、活塞等零件用材料的发展趋势上看，铝合金取代铸铁(大客车用压缩机)、高硅铝合金取代低硅铝合金乃大势所趋。硅的含量成为判断斜盘、活塞材料品质高低的关键。
高硅铝合金的主要缺点是脆性大，切削加工性差。高硅合金的纤维组织是由粗片状的初晶硅和粗针状的(Al-Si)共晶体所组成，其机械性能很低，初晶硅是由极薄的六角形板状晶重叠而成，板块间结合力很弱；脆性较大，受拉力时极易破裂。初晶硅又是极硬的质点(HV1000-1300)，镶嵌在软基体上，切削加工时使刀具极易磨损。合金的含Si量高，结晶温度范围较大，初晶硅的数量多、尺寸大，使得切削加工性能恶化。因此，曾使这类合金长期难以使用。
如果采用传统金属型铸造的方法生产高硅铝合金斜盘、活塞等零件，目前尚存在两大难点：1)该合金具有很强的形成缩松的倾向，如果采用铸造工艺生产，铸件中一些较为厚大的部位，均易形成缩松和缩孔；2)显微组织中初晶Si尺寸无法得到有效控制，初晶Si尺寸一般在60μm以上，严重分割基体组织，铸件力学性能很低，加工又十分困难，不能胜任汽车空调压缩机恶劣的工作环境。这两个难点导致采用金属型铸造的方法无法生产出高质量的斜盘、活塞等零件。因此，国外80％以上的汽车空调压缩机斜盘、活塞等零件均采用锻造工艺，而很少采用铸造工艺生产。
锻造工艺生产的斜盘、活塞等零件具有致密性高，机械性能好，生产效率高等优点。这些优点实现的前提是要有高质量的高硅铝合金棒。目前，高硅铝合金棒还采取传统的垂直半连续铸造的方法生产，但由于高硅铝合金存在流动性极好且热容量低等特点，导致高硅铝合金棒的生产过程稳定性极差。另外，由于初晶硅极易由于偏析而产生团聚，而且初晶硅的形态、尺寸也在一定程度上受到生产过程稳定性的影响。因而采用传统连铸方法，不仅工艺稳定性差，而且质量无法保证(主要表现在初晶硅的分布、尺寸、形态无法得到有效控制)。这成为锻造工艺生产压缩机斜盘、活塞等零件的主要障碍之一。
发明内容
为了解决现有的高硅铝合金棒生产装置存在的工艺稳定性差(容易出现拉漏事故)、质量无法保证的不足，本实用新型提供一种新的装置，该装置不仅能保证高硅铝合金棒生产工艺稳定，而且能保证初晶硅分布均匀、尺寸细小、形态圆整。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种生产高硅铝合金棒的装置，其特征是包括有上下连通的中间包和导流管，导流管位于中间包的下方，且中间包和导流管同轴安装，围绕在中间包的壁外安装加温器，围绕在加温器外安装隔热套，并且中间包、与加温器和隔热套由表及里同轴安装，还在隔热套的外周设置电磁搅拌器；结晶器整体高度为30-40mm，石墨内衬高度为10-15mm，导流管高度为15-20mm。
在本实用新型的生产高硅铝合金棒的装置中，电磁搅拌器位于隔热套外部，水箱上部，电磁搅拌器内电磁力方向与连铸方向垂直。
在本实用新型的生产高硅铝合金棒的装置中，中间包外增设加温器，其目的是保证中间包内熔体温度高于液相线温度10-30℃。
本实用新型的有益效果是，可以稳定的生产出高硅铝合金棒，同时能够保证高硅铝合金棒内初晶硅分布均匀、尺寸细小、形态圆整。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的装置结构图。
图中1.中间包，2.电磁搅拌器，3.铝液，4.结晶器，5.结晶器底座，6.水箱，7.铝棒，8.石墨内衬，9.导流管，10.隔热套，11.加热器
图2是采用传统半连续铸造方法生产的A390铝棒的显微组织
图3是采用本实用新型装置所生产的A390铝棒的显微组织
具体的实施方式
如图1所示，本实用新型主要包括中间包1、导流管9、电磁搅拌器2、结晶器4和结晶器底座5等部件。中间包1的出口与导流管9进口对接而成，两者通过螺纹连接或者采用铸铁环压紧，安装或拆卸都很方便。中间包1为上敞口、下有出口的耐火容器，在其外部安装电磁搅拌器2、隔热套10和加热器11，且由表及里同轴安装。结晶器4内部镶衬石墨内衬8，起到一次凝固冷却的作用。石墨内衬8上沿距离中间包底部距离为15-20mm，石墨内衬8与中间包1通过导流管9连接。
对于A390合金，液相线温度是650℃，固相线温度为510℃，浇注温度为740℃，中间包1温度控制在700℃左右，上下误差不超过2℃。A390合金液从静置炉经流道进入中间包1内，然后经导流管9进入一次凝固区域(石墨内衬8)。电磁搅拌器2的施加功率为3.0kW，施加频率为30Hz，搅拌速率为150rpm。施加电磁搅拌的A390合金熔体从导流管9输出，直接进入结晶器4的一次结晶区域(石墨内衬8)凝固成型。图2为采用常规连铸工艺获得的A390铝棒的微观组织，其初晶硅分布不均，形态不够圆整，晶粒尺寸在60-100μm。图3为采用本实用新型装置生产的A390合金铝棒的微观组织。可见，采用本实用新型后，初晶硅不但细小均匀，而且晶粒圆整度高，晶粒尺寸在20-40μm。
Claims (3)
- 【权利要求1】一种生产高硅铝合金棒的装置，其特征是包括有上下连通的中间包(1)和导流管(9)，导流管(9)位于中间包(1)的下方，且中间包(1)和导流管(9)同轴安装，围绕在中间包(1)的壁外安装加温器(11)，围绕在加温器(11)外安装隔热套(10)，并且中间包(1)、与加温器(11)和隔热套(10)由表及里同轴安装，还在隔热套(10)的外周设置电磁搅拌器(2)；结晶器(4)整体高度为30-40mm，石墨内衬(8)高度为10-15mm，导流管(9)高度为15-20mm。
- 【权利要求2】根据权利要求1所述的装置，其特征是电磁搅拌器(2)位于隔热套(10)外部，水箱(6)上部，电磁搅拌器内电磁力方向与连铸方向垂直。
- 【权利要求3】根据权利要求1所述的装置，其特征是中间包外增设加温器(11)，其目的是保证中间包内熔体温度高于液相线温度10-30℃。
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| CNU2008203005806U CN201239784Y (zh) | 2008-04-17 | 2008-04-17 | 一种生产高硅铝合金棒的装置 |
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Publications (1)
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| CN201239784Y true CN201239784Y (zh) | 2009-05-20 |
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Country Status (1)
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| CN (1) | CN201239784Y (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112808957A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-18 | 湖南文昌新材科技股份有限公司 | 高合金化合金铸棒的铸造结晶器及其制备方法 |
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2008
- 2008-04-17 CN CNU2008203005806U patent/CN201239784Y/zh not_active Expired - Lifetime
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Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: LI BO TO: XU JUN SHI LIKAI ZHANG ZHIFENG |
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Granted publication date: 20090520 |
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