加熱鑄型氣膜連續(xù)鑄造方法技術(shù)

一種加熱鑄型氣膜連續(xù)鑄造方法，在加熱鑄型出口處加石墨環(huán)，并通過(guò)石墨環(huán)上的進(jìn)氣孔和進(jìn)油孔，在鑄棒與鑄型間注入潤(rùn)滑油和氣體（氮?dú)狻鍤猓阼T造條件下，在鑄型與鑄棒間形成氣膜，使鑄型與鑄棒非接觸，使凝固過(guò)程中固液界面可以控制在鑄型內(nèi)的石墨環(huán)范圍內(nèi)，避免產(chǎn)生雜晶和發(fā)生泄漏事故，提高了具有定向凝固組織和單晶組織鑄棒內(nèi)部質(zhì)量和表面光潔度，增加連鑄速度，提高生產(chǎn)效率。（*該技術(shù)在2021年保護(hù)過(guò)期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種連續(xù)鑄造方法，尤其涉及一種，屬于冶金、材料制備
現(xiàn)有技術(shù)中，有采用加熱鑄型代替?zhèn)鹘y(tǒng)連鑄中冷鑄型，以消除鑄型內(nèi)壁形核的可能性。同時(shí)，在型外冷卻器的冷卻作用，使熱流沿著拉鑄方向由鑄型出口向冷卻區(qū)傳輸，從而形成了定向凝固條件。如美國(guó)專利4515204《ContinuousMetal Casting》，文獻(xiàn)《連續(xù)鑄造銅單晶棒材的工藝參數(shù)與性能》(許振明等，《人工晶體學(xué)報(bào)》1998年，27卷第3期)均對(duì)加熱鑄型連續(xù)鑄造方法有較詳盡介紹。使用這種方法可連續(xù)鑄出金屬單晶或具有定向凝固組織的鑄錠，但是加熱鑄型在連鑄時(shí)，鑄棒的固液界面位于鑄型出口處，當(dāng)連鑄速度過(guò)大時(shí)會(huì)經(jīng)常發(fā)生泄漏事故，特別是在水平連鑄和垂直下引法時(shí)，使連鑄中斷。因此，這種方法必須在很低的連鑄速度下進(jìn)行，效率很低。對(duì)密度大的金屬(如銅)，在水平連鑄時(shí)，金屬液的表面張力不能維持本身的自重，固液界面必須控制在鑄型內(nèi)部，這樣由于金屬液與型壁接觸，在鑄棒表面易形成雜晶，降低鑄棒的內(nèi)部質(zhì)量。當(dāng)固液界面在鑄型內(nèi)部時(shí)，由于鑄型與鑄棒之間的摩擦，易產(chǎn)生拉裂等鑄造缺陷。本專利技術(shù)的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種新型，可平穩(wěn)增加連鑄速度，提高鑄棒內(nèi)部質(zhì)量和表面光潔度，提高生產(chǎn)效率。為實(shí)現(xiàn)這樣的目的，本專利技術(shù)的技術(shù)方案中，在加熱鑄型出口處安裝石墨環(huán)，石墨環(huán)與加熱鑄型密封，通過(guò)石墨環(huán)上的進(jìn)氣孔和進(jìn)油孔，在鑄棒與鑄型間注入潤(rùn)滑油和氣體(氮?dú)狻鍤?，使鑄造過(guò)程中在鑄棒表面形成氣膜，避免鑄棒與鑄型的接觸，減小鑄棒與鑄型的摩擦力，提高鑄棒表面光潔度和內(nèi)部質(zhì)量。連鑄時(shí)采用加熱體把鑄型加熱，使溫度超過(guò)金屬的熔點(diǎn)，把引晶棒放在石墨環(huán)處，引入液態(tài)金屬到鑄型，在石墨環(huán)中通入油和氣，開始連鑄。本專利技術(shù)具體工藝過(guò)程如下1、在溶化爐中熔化所選的合金，過(guò)熱100℃～200℃。2、加熱鑄型的溫度為連鑄金屬的熔點(diǎn)+50～100℃。3、潤(rùn)滑油壓為4～8Mpa，氣體(氮?dú)狻鍤?的壓力為4～8kg。本專利技術(shù)在加熱鑄型出口端安放石墨環(huán)，并通過(guò)石墨環(huán)在鑄棒與鑄型間注入潤(rùn)滑油和氣體，使鑄造過(guò)程中在鑄棒表面形成氣膜，避免鑄棒與鑄型的接觸，在鑄棒表面不易形成雜晶。同時(shí)，使凝固過(guò)程中固液界面可以控制在鑄型內(nèi)的石墨環(huán)范圍內(nèi)，避免泄漏事故；又因?yàn)樵谶B鑄過(guò)程中鑄棒與鑄型間形成氣膜，克服了連鑄過(guò)程中的拉裂等鑄造缺陷，提高表面光潔度和連鑄速度。因此，采用此方法可制備出表面光潔度高、無(wú)雜晶的定向凝固或單晶鑄棒，滿足實(shí)際工況的要求。以下結(jié)合附圖對(duì)本專利技術(shù)的技術(shù)方案作進(jìn)一步描述。附圖說(shuō)明圖1為本專利技術(shù)裝置示意圖。圖中，1為加熱體，2為鑄型，3為液態(tài)金屬，4為石墨環(huán)，5為固液界面，6為進(jìn)油孔，7為進(jìn)氣孔，8為鑄棒，9為冷卻器，10為引晶棒。圖中，在加熱鑄型2的出口處安裝石墨環(huán)4，石墨環(huán)4與加熱鑄型2密封，石墨環(huán)4兩邊對(duì)應(yīng)開有進(jìn)氣孔7和進(jìn)油孔6。在連鑄時(shí)首先采用加熱體1把鑄型2加熱。當(dāng)溫度超過(guò)金屬的熔點(diǎn)，把引晶棒10放在石墨環(huán)4處，引入液態(tài)金屬到鑄型，在石墨環(huán)中通入油和氣，連鑄開始。在引晶初始階段，連鑄速度要慢，逐步加速，平穩(wěn)的過(guò)渡到所要求的速度，進(jìn)入穩(wěn)定階段。以下通過(guò)具體的實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步描述本專利技術(shù)的技術(shù)方案。實(shí)施例1加熱鑄型銅單晶氣膜連續(xù)鑄造在電阻爐熔煉，溫度為1250℃，加熱鑄型的溫度為1180℃，潤(rùn)滑油(Ggarctic Shc230)壓力為5Mpa，通入氮?dú)獾膲毫?kg。在加熱鑄型的出口處安裝石墨環(huán)，石墨環(huán)與加熱鑄型密封，在連鑄時(shí)首先采用加熱體把鑄型加熱，溫度為1180℃，把引晶棒放在石墨環(huán)處。提高液態(tài)金屬的壓頭，把液態(tài)金屬引入鑄型，在石墨環(huán)中通入油和氣，連鑄開始。在引晶初始階段，連鑄速度要慢，逐步加速，平穩(wěn)的過(guò)渡到所要求的速度，進(jìn)入穩(wěn)定階段。連鑄速度為40mm/min，可連續(xù)鑄出內(nèi)部無(wú)雜晶，表面光潔的銅單晶鑄棒(φ8mm)。實(shí)施例2加熱鑄型定向凝固銅氣膜連續(xù)鑄造在電阻爐熔煉，溫度為1250℃，加熱鑄型的溫度為1180℃，潤(rùn)滑油(Ggarctic Shc230)壓力為5Mpa，通入氮?dú)獾膲毫?kg。在加熱鑄型的出口處安裝石墨環(huán)，石墨環(huán)與加熱鑄型密封，在連鑄時(shí)首先采用加熱體把鑄型加熱，溫度為1180℃，把引晶棒放在石墨環(huán)處。提高液態(tài)金屬的壓頭，把液態(tài)金屬引入鑄型，在石墨環(huán)中通入油和氣，連鑄開始。在引晶初始階段，連鑄速度要慢，逐步加速，平穩(wěn)的過(guò)渡到所要求的速度，進(jìn)入穩(wěn)定階段。連鑄速度為100mm/min，可連續(xù)鑄出內(nèi)部無(wú)雜晶，表面光潔的定向凝固組織的銅鑄棒(φ8mm)。實(shí)施例3加熱鑄型氣膜定向凝固鋁連續(xù)鑄造在電阻爐熔煉，溫度為750℃，加熱鑄型的溫度為720℃，潤(rùn)滑油(GgarcticShc230)壓力為5Mpa，通入氮?dú)獾膲毫?kg。在加熱鑄型的出口處安裝石墨環(huán)，石墨環(huán)與加熱鑄型密封，在連鑄時(shí)首先采用加熱體把鑄型加熱，溫度為720℃，把引晶棒放在石墨環(huán)處。提高液態(tài)金屬的壓頭，把液態(tài)金屬引入鑄型，在石墨環(huán)中通入油和氣，連鑄開始。在引晶初始階段，連鑄速度要慢，逐步加速，平穩(wěn)的過(guò)渡到所要求的速度，進(jìn)入穩(wěn)定階段。連鑄速度為100mm/min，可連續(xù)鑄出內(nèi)部無(wú)雜晶，表面光潔的定向凝固組織的鋁鑄棒(φ8mm)。本專利技術(shù)與目前加熱鑄型連續(xù)鑄造方法比，避免了鑄棒與鑄型的接觸，在鑄棒表面不易形成雜晶，同時(shí)，使凝固過(guò)程中固液界面可以控制在鑄型內(nèi)在石墨環(huán)范圍內(nèi)，避免泄漏，又由于在連鑄過(guò)程中鑄棒與鑄型間形成氣膜，克服連鑄過(guò)程中的拉裂等鑄造缺陷，提高了具有定向凝固組織和單晶組織鑄棒內(nèi)部質(zhì)量和表面光潔度，增加連鑄速度，提高了生產(chǎn)效率。權(quán)利要求1.一種，其特征在于首先在溶化爐中熔化所選的合金，過(guò)熱100℃～200℃，用加熱體(1)把鑄型(2)加熱，加熱鑄型的溫度為連鑄金屬的熔點(diǎn)+50～100℃，當(dāng)溫度超過(guò)金屬的熔點(diǎn)，把引晶棒(10)放在鑄型(2)出口處安裝的石墨環(huán)(4)處，引入液態(tài)金屬到鑄型(2)，通過(guò)石墨環(huán)(4)的進(jìn)氣孔(7)和進(jìn)油孔(6)注入潤(rùn)滑油和氣體，在鑄型(2)與鑄棒(8)間形成氣膜，潤(rùn)滑油壓為4～8Mpa，氣體(氮?dú)狻鍤?的壓力為4～8kg，連鑄速度逐步加速，平穩(wěn)過(guò)渡到穩(wěn)定階段。全文摘要一種,在加熱鑄型出口處加石墨環(huán),并通過(guò)石墨環(huán)上的進(jìn)氣孔和進(jìn)油孔,在鑄棒與鑄型間注入潤(rùn)滑油和氣體(氮?dú)狻鍤?,在鑄造條件下,在鑄型與鑄棒間形成氣膜,使鑄型與鑄棒非接觸,使凝固過(guò)程中固液界面可以控制在鑄型內(nèi)的石墨環(huán)范圍內(nèi),避免產(chǎn)生雜晶和發(fā)生泄漏事故,提高了具有定向凝固組織和單晶組織鑄棒內(nèi)部質(zhì)量和表面光潔度,增加連鑄速度,提高生產(chǎn)效率。文檔編號(hào)B22D11/07GK1326829SQ0111302公開日2001年12月19日 申請(qǐng)日期2001年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月31日專利技術(shù)者許振明, 李建國(guó), 李小亞 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種加熱鑄型氣膜連續(xù)鑄造方法，其特征在于首先在溶化爐中熔化所選的合金，過(guò)熱１００℃～２００℃，用加熱體（１）把鑄型（２）加熱，加熱鑄型的溫度為連鑄金屬的熔點(diǎn)＋５０～１００℃，當(dāng)溫度超過(guò)金屬的熔點(diǎn)，把引晶棒（１０）放在鑄型（２）出口處安裝的石墨環(huán)（４）處，引入液態(tài)金屬到鑄型（２），通過(guò)石墨環(huán)（４）的進(jìn)氣孔（７）和進(jìn)油孔（６）注入潤(rùn)滑油和氣體，在鑄型（２）與鑄棒（８）間形成氣膜，潤(rùn)滑油壓為４～８Ｍｐａ，氣體（氮?dú)狻鍤猓┑膲毫椋础福耄纾B鑄速度逐步加速，平穩(wěn)過(guò)渡到穩(wěn)定階段。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：許振明，李建國(guó)，李小亞，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：上海交通大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：31[中國(guó)|上海]