[实用新型]一种生产过共晶铝硅合金铸锭的装置

说明书

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过共晶铝硅合金铸锭的装置。

背景技术

过共晶铝硅合金具有耐磨、耐腐蚀、热膨胀系数低、密度小、高温性能好等特点，主要用于生产汽车空调压缩机斜盘、空调压缩变速器阀活塞、汽缸套、液压马达等零件。但是由于过共晶铝硅合金含硅量高（一般大于12%），大量存在的初晶硅质点使得材料的机加工性能变差，加工表面粗糙度增加且在工作过程中容易发生硅脱落，从而导致磨粒磨损的发生，不仅使工作表面温度升高，而且容易发生咬合现象，因此初晶硅质点的形态和分布对过共晶铝硅合金的性能尤其是耐磨性能具有决定性影响。

目前生产过共晶铝硅合金相关零件时主要采用锻造的方法，这主要是因为过共晶铝硅合金铸造成形时容易形成缩松，而且初晶Si尺寸粗大。锻造工艺生产的相关零件具有致密性高，机械性能好，生产效率高等优点，但上述优点实现的前提是要有高质量的过共晶铝硅合金铸锭。

目前，过共晶铝硅合金铸锭的生产工艺主要为传统的垂直半连续铸造的方法，该方法的主要缺点是工艺稳定性差、初晶硅偏析严重且尺寸粗大。另外目前还有在中间包外施加电磁搅拌生产过共晶铝硅合金铸锭的相关技术及报道，采用该技术的确能在一定程度上解决偏析等问题，但是其主要缺点是由于中间包外电磁搅拌器的添加无法用一个统一的分流盘将多个热顶结晶器连接起来，因此该方法仅适合单根铸锭连续铸造，生产效率非常低，无法形成大批量、规模化生产；另外电磁搅拌区域远离结晶区前沿，使得电磁搅拌对铝合金凝固过程的有效干预大打折扣。

发明内容

为了解决现有的过共晶铝硅合金铸锭生产装置存在的工艺稳定性差、初晶硅偏析严重等不足以及中间包外添加电磁搅拌器的方法无法生产多根铸锭、电磁搅拌效果差等缺陷，本实用新型提供一种新的装置，该装置不仅能保证过共晶铝硅合金铸锭生产工艺稳定，解决初晶硅偏析严重的问题，而且可同时生产多根铸锭，适宜于大规模化生产。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种生产过共晶铝硅合金铸锭的装置，其特征是包括有上下联通的分流槽、导流管、结晶器和结晶器底座，导流管位于分流槽的下方，结晶器位于导流管的下方，结晶器底座位于结晶器的下方。围绕在结晶器外部安装电磁搅拌器，结晶器高度100-200mm，结晶器底座高度50-100mm，电磁搅拌器高度150-300mm，石墨环高度10-15mm，导流管高度150-200mm，水箱高度150-300mm。

在本实用新型的生产过共晶铝硅合金铸锭的装置中，在结晶器上部导流管与分流盘相连，铸造时导流管与分流盘内熔体处于同一水平，每个结晶器上部的分流盘都相互连通，构成一个大液面，熔体高度均为同一水平面。导流管与分流盘间采用高温胶及耐火材料进行紧固和密封，导流管与结晶器石墨环内衬压紧无缝隙。

在本实用新型的生产过共晶铝硅合金铸锭的装置中，电磁搅拌器位于结晶器外部，水箱内部,电磁搅拌器铁芯下沿位于结晶器石墨环内衬上沿±5mm范围内，电磁搅拌器内电磁力方向与连铸方向垂直。

本实用新型的有益效果是，不仅能保证过共晶铝硅合金铸锭生产工艺稳定，解决初晶硅偏析严重的问题，电磁搅拌效果明显提升，而且可同时生产多根铸锭，适宜于大规模化生产。

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.分流盘 ，2.导流管，3.铝液 ，4.结晶器，5.电磁搅拌器，6.水箱，7.铝合金铸锭，8.石墨内衬，9.结晶器底座。

图2是采用本实用新型装置可实现多根铸锭同时生产的结构示意图。

图3是采用传统半连续铸造方法生产的A390铝合金铸锭棒的显微组织。

图4是采用本实用新型装置所生产的A390铝合金铸锭的显微组织。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型主要包括分流盘1、导流管2、电磁搅拌器5、结晶器4和结晶器底座9等部件。分流盘1的出口与导流管2进口对接而成，二者之间的缝隙采用高温胶及耐火材料进行紧固和密封。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上沿距离分流盘底部距离为150-200mm，石墨内衬8与分流盘1通过导流管2连接。

对于YL117合金，液相线温度是653℃，固相线温度为515℃，浇注温度为750℃。YL117合金液从静置炉经流槽进入分流盘1内，然后经导流管2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5.0kW，施加频率为20Hz，搅拌速率为300rpm。施加电磁搅拌的YL117合金熔体从导流管2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3为采用常规连铸工艺获得的YL117铝合金铸锭的微观组织，其初晶硅偏析严重，形态不够圆整，晶粒尺寸在150μm以上。图4为采用本实用新型装置生产的YL117铝合金铸锭的微观组织。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，晶粒平均尺寸在20-40μm。