專利名稱：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的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋁合金鑄造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及鋁合金復(fù)合鑄造技術(shù)。
背景技術(shù)：
鋁合金在各個行業(yè)和領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，對鋁合金及其產(chǎn)品的品種、質(zhì)量的要求也 越來越高，雙層或多層復(fù)合的鋁合金復(fù)合材料，特別是板帶材在眾多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。 但是，目前鋁合金復(fù)合板帶的生產(chǎn)主要是采用固一固復(fù)合軋制的方式制備的。由于這種制備 方法是將兩種或多種鋁合金板坯在高溫下，通過大壓下率創(chuàng)造更多的新表面來實現(xiàn)復(fù)合，復(fù) 合界面處往往存在氧化物和氣孔等缺陷，結(jié)合強度不高。最終產(chǎn)品易出現(xiàn)氣泡、裂紋等缺陷。 為徹底解決上述問題，實現(xiàn)不同復(fù)合組元間的全面冶金結(jié)合，從而大幅度提高復(fù)合界面的結(jié) 合強度，最佳的方法就是采用鑄造復(fù)合。
目前，關(guān)于鑄造復(fù)合的研究是金屬材料成型領(lǐng)域的熱點之一。主要的方法有電磁控制法、 雙結(jié)晶器法、充芯連鑄法等多種方法，這些方法均存在或多或少的各種弊端。如電磁控制法， 雖然可以在一定程度上，抑制金屬的流動，但是由于熔融金屬一般說來溫度均較高，流動性 較好，因而會在不同金屬的接觸界面附近形成混合區(qū)域。雙結(jié)晶器法，顧名思義需要兩套結(jié) 晶器。雙結(jié)晶器上下垂直布置，芯部金屬與包覆金屬分別澆注到上下兩個結(jié)晶器中；先將芯 部金屬澆入上結(jié)晶器中，芯部金屬在上結(jié)晶器中形成一定厚度的凝固坯殼，在下拉過程中， 芯部鑄坯進入到下結(jié)晶器時，澆注外層包覆金屬液；借助金屬液的熱量使芯部坯表面部分熔 化，通過元素的相互擴散形成一定厚度的中間結(jié)合層；這樣，外層和芯部金屬結(jié)合成一個整 體。該方法工藝過程復(fù)雜，不易于工業(yè)應(yīng)用，特別是由于芯部金屬已經(jīng)凝固成固態(tài)且凝固坯 殼在空氣中容易氧化，從而影響復(fù)合界面的結(jié)合狀況。充芯連鑄法，由于芯部熔體釆用導(dǎo)流 管進入結(jié)晶器，此前無冷卻過程，極易造成熔體的混合，導(dǎo)致復(fù)合失敗。

發(fā)明內(nèi)容
針對目前鋁合金復(fù)合鑄造技術(shù)存在的問題，本發(fā)明輯供一種穩(wěn)恒磁場作用下鋁合金低過 熱度鑄造復(fù)合的方法及裝置，達到制造穩(wěn)定平直的冶金結(jié)合復(fù)合界面的目的。
本發(fā)明的裝置由結(jié)晶器、電磁線圈、外層合金熔體分配器、冷卻水套、換熱板、小熔池 和大熔池構(gòu)成。小熔池設(shè)置在大熔池外部，在大熔池和小熔池之間的上部位置由內(nèi)向外依次 設(shè)置換熱板和冷卻水套，在小熔池的入口上方設(shè)置外層合金熔體分配器，在外層合金熔體分
3配器下方、小熔池外部由內(nèi)向外依次設(shè)置結(jié)晶器和電磁線圈。
本發(fā)明的外層合金熔體分配器設(shè)有熔體入口和熔體出口，由側(cè)壁、蓋板和底板圍成的腔 體內(nèi)設(shè)置有分流擋塊，分流擋塊垂直于蓋板和底板。
工作時，電磁線圈通直流電，在熔池內(nèi)的熔體中形成穩(wěn)恒磁場，利用穩(wěn)恒磁場對熔體流 動的抑制作用，抑制合金熔體的流動，阻礙不同合金熔體之間的混合，確保不同合金之間復(fù) 合界面的平直。換熱板材質(zhì)為石墨，冷卻水套和換熱板沿結(jié)晶器大面布置于結(jié)晶器內(nèi)側(cè)，換 熱板下沿位于結(jié)晶器下沿之上；冷卻水套和換熱板用于隔離不同合金的熔體，并使高熔點合 金在與低熔點合金熔體直接接觸之前，形成穩(wěn)定的具有一定強度的支持面和支持層。 一般說 來，多層復(fù)合材料，其外層合金較薄，復(fù)合鑄錠的外層合金寬厚比很大，鑄造過程中，熔體 分配的均勻性很難得到保證。本發(fā)明采用特殊的外層合金熔體分配器，以替代傳統(tǒng)的鋁合金 鑄造分流方式。內(nèi)部的分流擋塊可以保證熔體在分配器內(nèi)部均勻分布，外層合金熔體分配器 實現(xiàn)在分配器內(nèi)部分流，在分配器熔體出口端以線式方式為半連續(xù)鑄造提供合金熔體。
采用上述裝置的本發(fā)明方法的工藝步驟如下。
(1) 合金熔煉將待復(fù)合的兩種合金分別熔煉，高熔點合金的熔煉溫度為76(rC 820 °C ，低熔點合金的熔煉溫度為760°C 820°C 。
(2) 合金精煉將待復(fù)合的兩種合金分別精煉，高熔點合金的精煉溫度為740°C 760 °C，低熔點合金的精煉溫度為740°C~760°C。
(3) 精煉后對合金熔體進行除氣、扒雜，然后將熔體分別靜置30 60min。
(4) 將電磁線圈通電，啟動靜磁場，磁場強度30 40mT。
(5) 高溫熔體澆鑄，澆鑄溫度高于該合金熔點15°C~30°C。
(6) 高溫熔體液面達到在換熱板下沿之上40 50rnrn時，開始低溫熔體澆鑄，澆鑄溫度 高于該合金熔點80°C~10(TC。
高溫熔體和低溫熔體分別澆鑄在大熔池、小熔池中。
(7) 啟動鑄造機，開始進行常規(guī)的半連續(xù)鑄造。 鑄造機采用半連續(xù)鑄造常規(guī)設(shè)備。 ' 高熔點合金采用低過熱度溫度進行澆鑄，即澆鑄溫度高于該合金熔點15°C 3(TC。采用
低過熱度澆鑄，可以降低對冷卻水套和換熱板換熱能力的要求，且能保證高熔點合金在與低 熔點合金熔體直接接觸之前，形成穩(wěn)定的具有一定強度的支持面和支持層;支持層厚度為5 IO咖，支持層的固相率為70% 90%,保證不同合金在復(fù)合界面處形成冶金結(jié)合。
高熔點合金熔體的液面，在換熱板下沿之上40 50mra，通過冷卻水套和換熱板的冷卻作 用，使高熔點合金在與低熔點合金熔體直接接觸之前，形成穩(wěn)定的具有一定強度的支持面和支持層；低熔點合金熔體的液面，在換熱板下沿之上5 10ram，以防止合金在復(fù)合界面處發(fā) 生氧化，同時盡量減輕冷卻水套和換熱板對低熔點合金熔體的冷卻作用。
上述的合金概念包括純鋁及各種牌號的鋁合金。本發(fā)明采用在穩(wěn)恒磁場作用下低過熱度 澆鑄的鑄造復(fù)合方法，具有以下優(yōu)勢-
(1) 低過熱度澆鑄，降低了對冷卻水套和換熱板換熱能力的要求，同時，由于穩(wěn)恒磁場 的引入，進一步確保了穩(wěn)定平直的冶金結(jié)合的復(fù)合界面的形成，在工藝上，易于實現(xiàn)。
(2) 新型外層合^熔體分配器的引入，為大規(guī)格復(fù)合板錠的生產(chǎn)提供了可能；因而，該 方法更易于實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。


圖1為本發(fā)明的鑄造復(fù)合裝置示意圖2為外層合金熔體分配器結(jié)構(gòu)示意圖主視圖3為外層合金熔體分配器結(jié)構(gòu)示意圖俯視圖4為外層合金熔體分配器結(jié)構(gòu)示意圖A-A向視圖； 圖5為3004/4045合金復(fù)合鑄錠宏觀形貌，(a).橫剖面；(b)縱剖面； 圖6為3004/4045合金復(fù)合鑄錠的微觀組織，(a)鑄錠邊部；(b)復(fù)合中心處； 圖7為純Al/7075奮金復(fù)合鑄錠的宏觀形貌，(a)橫剖面；(b)縱剖面； 圖8純Al/7075合金復(fù)合鑄錠的微觀組織，(a)鑄錠邊部；(b)復(fù)合中心處。 圖中l(wèi)結(jié)晶器，2電磁線圈，3外層合金熔體分配器，4冷卻水套，5換熱板，6小熔池， 7大熔池，8側(cè)壁，9熔體入口， IO分流擋塊，ll蓋板，12熔體出口， 13底板。
具體實施例方式
本發(fā)明的裝置由結(jié)晶器l、電磁線圈2、外層合金熔體分配器3、冷卻水套4、換熱板5、 小熔池6和大熔池7構(gòu)成。小熔池6設(shè)置在大熔池7外部，在大熔池7和小熔池6之間的上 部位置由內(nèi)向外依次設(shè)置換熱板5和冷卻水套4，.在小熔池6的入口上方設(shè)置外層合金熔體 分配器3，在外層合金熔體分配器3下方、小熔池6外部由內(nèi)向外依次設(shè)置結(jié)晶器1和電磁 線圈2。 '
本發(fā)明的外層合金熔體分配器3設(shè)有熔體入口 9和熔體出口 12，由側(cè)壁8、蓋板11和底 板13圍成的腔體內(nèi)設(shè)置有分流擋塊10,分流擋塊10垂直于蓋板11和底板13。'
工作時，電磁線圈2通直流電，在大熔池7和小熔池6內(nèi)的熔體中形成穩(wěn)恒磁場，利用 穩(wěn)恒磁場對熔體流動的抑制作用，抑制合金熔體的流動，阻礙不同合金熔體之間的混合，確 保不同合金之間復(fù)合界面的平直。換熱板5材質(zhì)為石墨，冷卻水套4和換熱板5沿結(jié)晶器1大面布置于結(jié)晶器1內(nèi)側(cè)，換熱板5下沿位于結(jié)晶器1下沿之上；冷卻水套4和換熱板5用 于隔離不同合金的熔體，并使高熔點合金在與低熔點合金熔體直接接觸之前，形成穩(wěn)定的具 有一定強度的支持面和支持層。外層合金熔體分配器3內(nèi)部的分流擋塊10可以保證熔體在分 配器內(nèi)部均勻分布，外層合金熔體分配器3實現(xiàn)在分配器內(nèi)部分流，在分配器熔體出口端以 線式方式為半連續(xù)鑄造提供合金熔體。
以下通過實施例進一步說明本發(fā)明內(nèi)容。 實施例1
4045/3004合金的鑄造復(fù)合，工藝步驟如下。，
(1) 合金熔煉將待復(fù)合的兩種合金分別熔煉，高熔點合金(3004)的熔煉溫度為790 'C，低熔點合金(4045)的熔煉溫度為790'C。
(2) 合金精煉將待復(fù)合的兩種合金分別精煉，高熔點合金(3004)的精煉溫度為750 °C，低熔點合金(4045)的精煉溫度為75(TC。 '
(3) 精煉后對合金熔體進行除氣、扒雜，然后將熔體分別靜置45min。
(4) 將電磁線圈通電，啟動靜磁場，磁場強度35mT。
(5) 高溫熔體(3004)澆鑄，澆鑄溫度高于該合金熔點20'C。
(6) 高溫熔體(3004)液面達到在換熱板下沿之上45mm時，開始低溫熔體(4045)澆 鑄，澆鑄溫度高于該合金熔點90。C。
高溫熔體(3004)和低溫熔體(4045)分別澆鑄在大熔池、小熔池中。
(7) 啟動鑄造機；開始進行常規(guī)的半連續(xù)鑄造。 控制鑄造速度100ram/tnin
控制冷卻水套水量20L/min 控制結(jié)晶器二冷水水量80L/min
高熔點合金采用低過熱度溫度進行澆鑄，即澆鑄溫度高于該合金熔點2(TC。采用低過熱 度澆鑄，可以降低對冷卻水套和換熱板換熱能力的要求，且能保證高熔點合金在與低熔點合 金熔體直接接觸之前，形成穩(wěn)定的具有一定強度的支持面和支持層；支持層厚度為8mm，支 持層的固相率為80%，保證不同合金在復(fù)合界面處形成冶金結(jié)合。
高熔點合金熔體的液面，在換熱板下沿之上45mm，通過冷卻水套和換熱板的冷卻作用， 使高熔點合金在與低熔點合金熔體直接接觸之前，形成穩(wěn)定的具有一定強度的支持面和支持 層；低熔點合金熔體的液面，在換熱板下沿之上8mm，以防止合金在復(fù)合界面處發(fā)生氧化， 同時盡量減輕冷卻水套和換熱板對低熔點合金熔體的冷卻作用。 ，
圖5為3004/4045合金鑄造復(fù)合錠坯的宏觀形貌，圖6為3004/4045合金復(fù)合鑄錠的微觀組
6織。由兩圖可見，無論是宏觀形貌還是微觀組織，均顯示采用本發(fā)明的鑄造復(fù)合方法，很 好地實現(xiàn)了3004/4045合金的鑄造復(fù)合；復(fù)合界面平直、穩(wěn)定，復(fù)合界面處無氧化、夾雜，界 面結(jié)合良好，為冶金結(jié)合。 實施例2
4045/3004合金的鑄造復(fù)合，工藝步驟如下。
(1) 合金熔煉將待復(fù)合的兩種合金分別熔煉，高熔點合金(3004)的熔煉溫度為820 'C，低熔點合金(4045)的熔煉溫度為82CTC。
(2) 合金精煉將待復(fù)合的兩種合金分別精煉，高熔點合金(3004)的精煉溫度為760 'C，低熔點合金(4045)的精煉溫度為760'C。
(3) 精煉后對合金熔體進行除氣、扒雜，然后將熔體分別靜置60min。
(4) 將電磁線圈通電，啟動靜磁場，磁場強度40mT。
(5) 高溫熔體(p004)澆鑄，澆鑄溫度高于該合金熔點3(TC。
(6) 高溫熔體(3004)液面達到在換熱板下沿之上50mm時，開始低溫熔體(4045)澆 鑄，澆鑄溫度高于該合金熔點IOO'C。
高溫熔體(3004)和低溫熔體(4045)分別澆鑄在大熔池、小熔池中。'
(7) 啟動鑄造機，開始進行常規(guī)的半連續(xù)鑄造。 控制鑄造速度110mm/min 控制冷卻水套水量20L/min 控制結(jié)晶器二冷水水量80L/min
高熔點合金采用低過熱度溫度進行澆鑄，即澆鑄溫虔高于該合金熔點30'C。采用低過熱 度澆鑄，可以降低對冷卻水套和換熱板換熱能力的要求，且能保證高熔點合金在與低熔點合 金熔體直接接觸之前，'形成穩(wěn)定的具有一定強度的支持面和支持層；支持層厚度為10ram，支 持層的固相率為90%，保證不同合金在復(fù)合界面處形成冶金結(jié)合。
高熔點合金熔體的液面，在換熱板下沿之上50mm，通過冷卻水套和換熱板的冷卻作用， 使高熔點合金在與低熔點合金條體直接接觸之前，形成穩(wěn)定的具有一定強度的支持面和支持 層；低熔點合金熔體的液面，在換熱板下沿之上lOmra，以防止合金在復(fù)合界面處發(fā)生氧化， 同時盡量減輕冷卻水套和換熱板對低熔點合金熔體的冷卻作用。 實施例3
4045/3004合金的鑄造復(fù)合，工藝步驟如下。 (1)合金熔煉將待復(fù)合的兩種合金分別熔煉，高熔點合金(3004)的熔煉溫度為760 °C ，低熔點合金(404'5)的熔煉溫度為76CTC 。(2) 合金精煉將待復(fù)合的兩種合金分別精煉，高熔點合金(3004)的精煉溫度為740 °C，低熔點合金(4045)的精煉溫度為74(TC。
(3) 精煉后對合金熔體進行除氣、扒雜，然后將熔體分別靜置30min。
(4) 將電磁線圈通電，啟動靜磁場，磁場強度30mT。
(5) 高溫熔體(3004)澆鑄，澆鑄溫度高于該合金熔點15°C。
(6) 高溫熔體C3004)液面達到在換熱板下沿之上40mm時，開始低溫熔體(4045)澆 鑄，澆鑄溫度高于該合金熔點8(TC。
高溫熔體(3004)和低溫熔體(4045)分別澆鑄在大熔池、小熔池中。
(7) 啟動鑄造機，開始進行常規(guī)的半連續(xù)鑄造。 控制鑄造速度90咖/min 控制冷卻水套水量20L/min 控制結(jié)晶器二冷水水量80L/min
高熔點合金采用低過熱度溫度進行澆鑄，即澆鑄溫度高于該合金熔點15°C。采用低過熱 度澆鑄，可以降低對冷卻水套和換熱板換熱能力的要求，且能保證高熔點合金在與低熔點合 金熔體直接接觸之前，.形成穩(wěn)定的具有一定強度的支持面和支持層；支持層厚度為5mm，支 持層的固相率為70%,保證不同合金在復(fù)合界面處形成冶金結(jié)合。
高熔點合金熔體的液面，在換熱板下沿之上40mm,通過冷卻水套和換熱板的冷卻作用， 使高熔點合金在與低熔點合金熔體直接接觸之前，形成穩(wěn)定的具有一定強度的支持面和支持 層；低熔點合金熔體的液面，在換熱板下沿之上5mm，以防止合金在復(fù)合界面處發(fā)生氧化， 同時盡量減輕冷卻水套和換熱板對低熔點合金熔體的冷卻作用。 實施例4
Al/7075合金的鑄造復(fù)合，工藝步驟如下。
(1) 合金熔煉將待復(fù)合的兩種合金分別熔煉，高熔點合金(7075)的熔煉溫度為790 。C， Al的熔煉溫度為790。C。
(2) 合金精煉將待復(fù)合的兩種合金分別精煉，高熔點合金(7075)的精煉溫度為750 'C， A1的精煉溫度為750'C。
(3) 精煉后對合金熔體進行除氣、扒雜，然后將熔體分別靜置45min。'
(4) 將電磁線圈通電，啟動靜磁場，磁場強度35mT。
(5) 高溫熔體(7075)澆鑄，澆鑄溫度高于該合金熔點2(TC。
(6) 高溫熔體(7075)液面達到在換熱板下沿之上45mm時，開始A1熔體澆鑄，澆鑄溫 度高于該合金熔點90'C。高溫熔體(7075)和A1分別澆鑄在大熔池、小熔池中。 (7)啟動鑄造機，開始進行常規(guī)的半連續(xù)鑄造。 ' 控制鑄造速度62mm/niin 控制冷卻水套水量20L/min 控制結(jié)晶器二冷水水量80L/min
高熔點合金采用低過熱度溫度進行澆鑄，即澆鑄溫度高于該合金熔點20°C。采用低過熱 度澆鑄，可以降低對冷卻水套和換熱板換熱能力的要求，且能保證高熔點合金在與低熔點合 金熔體直接接觸之前，形成穩(wěn)定的具有一定強度的支持面和支持層；支持層厚度為8ram，支 持層的固相率為80%，'保證不同合金在復(fù)合界面處形成冶金結(jié)合。
高熔點合金熔體的液面，在換熱板下沿之上45mm，通過冷卻水套和換熱板的冷卻作用， 使高熔點合金在與低熔點合金熔體直接接觸之前，形成穩(wěn)定的具有一定強度的支持面和支持 層；低熔點合金熔體的液面，在換熱板下沿之上8niin，以防止合金在復(fù)合界面處發(fā)生氧化， 同時盡量減輕冷卻水套和換熱板對低熔點合金熔體的冷卻作用。
圖7為A1/7075合金鑄造復(fù)合錠坯的宏觀形貌，圖8為A1/7075合金復(fù)合鑄錠的微觀組 織。由兩圖可見，無論是宏觀形貌還是微觀組織，均顯示采用本發(fā)明的鑄造復(fù)合方法，很 好地實現(xiàn)了 A1/7075合金的鑄造復(fù)合；復(fù)合界面平直、穩(wěn)定，復(fù)合界面處無氧化、夾雜，界 面結(jié)合良好，為冶金結(jié)合。 實施例5
Al/7075合金的鑄造復(fù)合，工藝步驟如下。
(1) 合金熔煉將待復(fù)合的兩種合金分別熔煉，高熔點合金(7075)的熔煉溫度為820 'C， A1的熔煉溫度為820'C。
(2) 合金精煉將待復(fù)合的兩種合金分別精煉，高熔點合金(7075)的精煉溫度為760 °C， A1的精煉溫度為760'C。
(3) 精煉后對合金熔體進行除氣、扒雜，然后將熔體分別靜置60min。
(4) 將電磁線圈通電，啟動靜磁場，磁場強度40mT。
(5) 高溫熔體(7075)澆鑄，澆鑄溫度高于該合金熔點30'C。
(6) 高溫熔體(？075)液面達到在換熱板下沿之上50mm時，開始A1熔體澆鑄，澆鑄溫 度高于該合金熔點IO(TC。
高溫熔體(7075)和A1分別澆鑄在大熔池、小熔池中。
(7) 啟動鑄造機，開始進行常規(guī)的半連續(xù)鑄造。 控制鑄造速度65mm/min控制冷卻水套水量20L/min 控制結(jié)晶器二冷木水量80L/min
高熔點合金采用低過熱度溫度進行澆鑄，即澆鑄溫度高于該合金熔點3(TC。采用低過熱 度澆鑄，可以降低對冷卻水套和換熱板換熱能力的要求，且能保證高熔點合金在與低熔點合 金熔體直接接觸之前，形成穩(wěn)定的具有一定強度的支持面和支持層；支持層厚度為lOirnn,支 持層的固相率為90%，保證不同合金在復(fù)合界面處形成冶金結(jié)合。
高熔點合金熔體的液面，在換熱板下沿之上50咖，通過冷卻水套和換熱板的冷卻作用， 使高熔點合金在與低熔點合金熔體直接接觸之前，形成穩(wěn)定的具有一定強度的支持面和支持 層；低熔點合金熔體的液面，在換熱板下沿之上10mm，以防止合金在復(fù)合界面處發(fā)生氧化， 同時盡量減輕冷卻水套和換熱板對低熔點合金熔體的冷卻作用。 實施例6
A1/7075合金的鑄造復(fù)合，工藝步驟如下。
(1) 合金熔煉將待復(fù)合的兩種合金分別熔煉，高熔點合金(7075)的熔煉溫度為760 °C, Al的熔煉溫度為760°C。 '
(2) 合金精煉將待復(fù)合的兩種合金分別精煉，高熔點合金(7075)的精煉溫度為740 'C， Al的精煉溫度為74(TC。
(3) 精煉后對合金熔體進行除氣、扒雜，然后將條體分別靜置30min。
(4) 將電磁線圈通電，啟動靜磁場，磁場強度30mT。
(5) 高溫熔體(7075)澆鑄，澆鑄溫度高于該合金熔點15'C。
(6) 高溫熔體(7075)液面達到在換熱板下沿之上40mra時，開始A1熔體僥鑄，澆鑄溫 度高于該合金熔點80'C。
高溫熔體(7075)和A1分別澆鑄在大熔池、小熔池中。
(7) 啟動鑄造機，開始進行常規(guī)的半連續(xù)鑄造。 . 控制鑄造速度60咖/min
控制冷卻水套水量20L/min 控制結(jié)晶器二冷水水量80L/min
高熔點合金采用低過熱度溫度進行澆鑄，即澆鑄溫度高于該合金熔點15°C。采用低過熱 度澆鑄，可以降低對冷卻水套和換熱板換熱能力的要求,.且能保證高熔點合金在與低熔點合 金熔體直接接觸之前，形成穩(wěn)定的具有一定強度的支持面和支持層；支持層厚度為5mm，支 持層的固相率為70%，.保證不同合金在復(fù)合界面處形成冶金結(jié)合。
高熔點合金熔體的液面，在換熱板下沿之上40mm，通過冷卻水套和換熱板的冷卻作用，使高熔點合金在與低熔點合金熔體直接接觸之前，形成穩(wěn)定的具有一定強度的支持面和支持 層；低熔點合金熔體的液面，在換熱板下沿之上5mm，以防止合金在復(fù)合界面處發(fā)生氧化， 同時盡量減輕冷卻水套和換熱板對低熔點合金熔體的冷卻作用。
權(quán)利要求
1、一種穩(wěn)恒磁場作用下鋁合金低過熱度復(fù)合鑄造的裝置，其特征在于由結(jié)晶器、電磁線圈、外層合金熔體分配器、冷卻水套、換熱板、小熔池和大熔池構(gòu)成，小熔池設(shè)置在大熔池外部，在大熔池和小熔池之間的上部位置由內(nèi)向外依次設(shè)置換熱板和冷卻水套，在小熔池的入口上方設(shè)置外層合金熔體分配器，在外層合金熔體分配器下方、小熔池外部由內(nèi)向外依次設(shè)置結(jié)晶器和電磁線圈。
2、 按照權(quán)利要求1所述的穩(wěn)恒磁場作用下鋁合金低過熱度復(fù)合鑄造的裝置，其特征在于外層合金熔體分配器設(shè)有熔體入口和熔體出口，由側(cè)壁、蓋板和底板圍成的腔體內(nèi)設(shè)置有分流擋塊，分流擋塊垂直于蓋板和底板。
3、 按照權(quán)利要求l所述的穩(wěn)恒磁場作用下鋁合金低過熱度復(fù)合鑄造的裝置，其特征在于換熱板材質(zhì)為石墨，冷卻水套和換熱板沿結(jié)晶器大面布置于結(jié)晶器內(nèi)側(cè)，換熱板下沿位于結(jié)晶器下沿之上。
4、 采用權(quán)利要求1所述的裝置進行鋁合金低過熱度復(fù)合鑄造的方法，其特紐在于工藝步驟如下(1) 合金熔煉將待復(fù)合的兩種合金分別熔煉，高熔點合金的熔煉溫度為760°C 820'C，低熔點合金的熔煉溫度為760'C 82(TC;(2) 合金精煉將待復(fù)合的兩種合金分別精煉，高熔點合金的精煉溫度為740'C 760'C，低熔點合金的精煉溫度為740'C 76(TC;(3) 精煉后對合金熔體進行除氣、扒雜，然后將熔體分別靜置30 60min;(4) 將電磁線圈il電，啟動靜磁場，磁場強度30 40mT;(5) 高溫熔體澆鑄，澆鑄溫度高于該合金熔點15°C 30°C;(6) 高溫熔體液面達到在換熱板下沿之上40 50rnm時，開始低溫熔體澆鑄，澆鑄溫度高于該合金熔點80'C 10(TC;(7) 啟動鑄造機，開始進行常規(guī)的半連續(xù)鑄造。
5、 按照權(quán)利要求4所述的鋁合金低過熱度復(fù)合鑄造的方法，其特征在于高溫熔體和低溫熔體分別澆鑄在大熔池、小熔池中。
6、 按照權(quán)利要求4所述的鋁合金低過熱度復(fù)合鑄造的方法，其特征在于低熔點合金熔體的液面，在換熱板下沿之上5 10mm。
全文摘要
一種穩(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，裝置由結(jié)晶器、電磁線圈、外層合金熔體分配器、冷卻水套、換熱板、小熔池和大熔池構(gòu)成。工藝步驟為合金熔煉、合金精煉，精煉后對合金熔體進行除氣、扒雜，然后將熔體分別靜置30～60min，啟動靜磁場，磁場強度30～40mT，開始高溫熔體澆鑄，澆鑄溫度高于該合金熔點15℃～30℃；高溫熔體液面達到在換熱板下沿之上40～50mm時，開始低溫熔體開始澆鑄，澆鑄溫度高于該合金熔點80℃～100℃；啟動鑄造機，開始進行常規(guī)的半連續(xù)鑄造。本發(fā)明確保了穩(wěn)定平直的冶金結(jié)合的復(fù)合界面的形成，在工藝上，易于實現(xiàn)。
文檔編號B22D21/04GK101664801SQ20091018794
公開日2010年3月10日 申請日期2009年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月19日
發(fā)明者崔建忠, 張海濤, 克 秦, 蔣會學(xué), 趙志浩 申請人:東北大學(xué)