专利名称：通孔泡沫铝或泡沫铝合金的连续铸造生产线及其铸造工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种泡沫铝或泡沫铝合金的铸造生产线，特别是涉及一种通孔泡沫铝或泡沫铝合金的连续铸造生产线，本发明还涉及该通孔泡沫铝或泡沫铝合金的连续铸造工艺。
背景技术：
铝泡沫是一类内部存在大量气泡且气泡分布在连续金属相中形成孔隙结构的复合材料，它将连续相铝的金属特点和分散相气孔的孔隙特性有机地结合在一体，使得其具有了密度轻、能量吸收性能良好、独特的声学与热学性能以及优异电磁屏蔽等特点，也使得其在建筑、轨道交通、机械制造与航空航天等领域有着巨大的应用潜力。自1948年 Soknics. B等在熔融金属中加入汞、并获得带有孔洞的金属材料开始，人们开发出了多种多孔金属的制备方法，这些制备方法主要包括熔体发泡法、粉末冶金法和渗流铸造法等。粉末冶金法由于生产成本高，不适合于生产一般工业领域用的泡沫铝材。熔体发泡法主要用来生产闭孔泡沫铝，目前也已有大量的文献报道，如US. pat. 3743353与 CN1320710A均叙述了用金属氢化物作发泡剂制备闭孔泡沫铝的间断操作工艺，但间隙式操作成本较高；为了解决间隙式闭孔泡沫铝生产成本高的缺陷，美国专利US. pat6984356B 2 描述了一种泡沫铝的连续制备方法。渗流铸造法是目前制备通孔泡沫铝的主要方法，该法由于操作简单以及可制备出孔结构可控的多孔金属产品而得到广泛研究，但现行渗流铸造法存在以下不足(1)难于精确控制生产，容易产生如渗流不足、渗流过度等缺陷，造成大量的金属原料浪费；(2)操作难度大。如真空渗流时，抽真空的时间一般为几秒到十几秒， 很难准确的控制；在将金属液倒入模具中时，填料粒子受到冲击，容易形成凹陷，影响产品的形貌；渗流结束的时间不好确定。(3)通常为间歇式生产，目前所公开的文献还没有查询到通孔泡沫铝的连续生产技术。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种能连续生产通孔泡沫铝或泡沫铝合金且成本低、工艺操作简单、易控的通孔泡沫铝或泡沫铝合金的铸造生产线。本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种使用该通孔泡沫铝或泡沫铝合金的铸造生产线的铸造工艺。为了解决上述第一个技术问题，本发明提供的通孔泡沫铝或泡沫铝合金的铸造生产线，该生产线由熔炼系统、熔体供应系统、铸造装置、同步锯床以及铸件支架组成，所述的熔炼系统包括熔炼炉，所述的熔体供应系统包括带保温炉、炉盖、坩埚与溜槽构成，所述的坩埚置于所述的保温炉内且盖有所述的炉盖，所述的炉盖上有用来加入造孔粒子的加料口和经所述的溜槽的熔体流入所述的坩埚的熔体入口，所述的熔炼炉能与所述的溜槽对接； 所述的铸造装置包含结晶器、不少于一对的牵引轧辊与水冷管，所述的结晶器由石墨结晶筒及设在所述的石墨结晶筒外围的水冷套组合而成，所述的石墨结晶筒的进口端与所述的坩埚连通对接，所述的水冷管和所述的牵引轧辊对接设置在所述的石墨结晶筒的出口端后，所述的同步锯床对接设在所述的牵引轧辊的后方，所述的铸件支架对接设在所述的同步锯床的后方。所述的熔炼系统还包括液压顶杆，所述的液压顶杆安装在所述的熔炼炉上用于顶起所述的熔炼炉使其中的熔体能进入熔体供应系统。平台设有第一支撑柱与第二支撑柱，所述的熔炼系统和所述的熔体供应系统安装在所述的平台上。所述的同步锯床由可以同时上下移动的第一导轨与第二导轨及安装在所述的第一导轨与第二导轨之间的用来切割铸件的锯片组成，所述的第一导轨与所述的第二导轨分别安装在用来支撑平台的第一支撑柱与第二支撑柱上。所述的铸件支架由支撑框及设在所述的支撑框内的缓冲弹簧构成，所述的铸件支架放置于传动履带上。所述的传动履带下部装有用来收集从所述的水冷管出来冷却水的水箱。所述的保温炉为带感应线圈的感应保温炉。为了解决上述第二个技术问题，本发明提供的使用通孔泡沫铝或泡沫铝合金的铸造生产线的鋳造エ艺，步骤如下 第I步，制备出造孔粒子并对其进行预热。第2步，将铝或铝合金锭投到熔炼炉进行熔炼，在溜槽中倒入木炭并引燃利用木炭的热量对溜槽进行预热。第3步，将铝制引锭杆通过牵引轧辊装入石墨结晶筒中，引锭杆的顶部与水冷套的上部齐平；然后在坩埚中加入ー些小块铝锭，并同时启动水冷套中的冷却水与保温炉电源对坩埚进行预热、并使小块铝锭熔化。第4歩，升起液压顶杆，使熔炼炉中熔体经溜槽从熔体入 ロ引入坩埚中，坩埚中熔体液面高度控制在坩埚总高度的1/3 2/5 ;然后将预热好的热造孔粒子自加料ロ加入坩埚中，使坩埚内液面高度控制在坩埚总高度的4/5以下；所加入粒子的体积与坩埚中熔体的体积比控制在I : I I : 1.2。第5歩，启动牵引轧辊使引锭杆或铸件向下移动，打开水冷管的冷却水来冷却引锭杆或铸件。第6歩，当铸件或引锭杆下行到预设长度后，启动与坯锭运行速度一致的同步锯床对坯锭进行切割；切割完毕后，锯床又回到原来位置，以备下一个铸件的切割。第7步，切割下来的坯锭进入由支撑框与缓冲弹簧构成的铸件支架，并由传动履带转运到加工场地切割成板材。第8步，将切割铸件所得板材置于热水或浓度为10 50%的碳酸钠热溶液中进行浸泡，使其中的造孔粒子溶出，即得到通孔泡沫铝材料。第9歩，当坩埚中的熔体液面下降到坩埚高度的1/3位置时，重复第4 步的动作，即往坩埚中引入熔体与造孔粒子。在连续铸造生产エ艺中，造孔粒子的成分包括 TiB2、FeO或Fe2O3中的任何一种铁氧化物，CaSO4 0. 5H20以及MgSO4或K2SO4中的任何ー种可溶性硫酸盐；造孔粒子中各成分的质量百分比分别为TiB2含量40 50%、FeO或Fe2O3 含量为30-40 %、CaSO4 0. 5H20含量为5 20 %、MgSO4或K2SO4的含量5 20 %。造孔粒子的制备步骤为首先称取TiB2、氧化铁与CaSO4 *0. 5H20，并将各组分充分混合得到混合粉末；并同时将可溶性硫酸盐配制成浓度10 50%的溶液；然后，将混合粉末放入成球机的圆盘中，边转动圆盘边喷洒硫酸盐溶液，使粉末成球；最后，将所得小球分级，并将小球先在 100 120°C烘箱中烘烤12 24h后、置于600 800°C的预热炉中进行预热，备用。在连续铸造生产エ艺中，所述熔炼炉中的熔体熔炼温度、坩埚内熔体的温度以及造孔粒子的预热温度均应高于ェ艺所采用合金熔点50 100°C ;所述牵引轧辊使引锭杆或铸件向下移动的速度为30 80mm/min。本发明的优点与积极效果(I)本发明可以实现通孔泡沫铝的连续生产，不仅避免了传统间隙式渗流铸造由于渗流不足、渗流过度等导致的成品率低的缺陷，使泡沫铝生产成本降低，而且可有效降低铸件中缩孔夹渣等的出现。(2)因为本发明生产线几乎全部是机械动作，这不仅可有效保证产品性能的一致性，而且还可有效降低工人劳动强度，进一步提高劳动生产率。(3)通过设计石墨结晶筒的形状，可得到不同截面的铸件。(4)通过调整同步锯床的位置，可获得不同长度的材料。(5)通过更换造孔粒子的大小与形貌以及更换合金牌号，可获得不同孔形状的不同合金种类通孔泡沫铝材料。综上所述，本发明是一种能连续生产通孔泡沫铝或泡沫铝合金的通孔泡沫铝或泡沫铝合金的铸造生产线及其铸造工艺，通过本发明技术可连续获得泡体均匀性良好、且具有不同密度的通孔泡沫铝或泡沫铝合金产品，泡沫铝成本低、工艺操作简单、易控。
图I是连续铸造生产线示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不受此限制。参见图1，一种通孔泡沫铝或泡沫铝合金的铸造生产线，该生产线由熔炼系统、熔体供应系统、铸造装置、同步锯床311以及铸件支架组成，平台000设有第一支撑柱308与第二支撑柱307，熔炼系统和熔体供应系统安装在平台000上，熔炼系统包括熔炼炉100和液压顶杆101，液压顶杆101安装在熔炼炉100上用于顶起熔炼炉100使其中的熔体能进入熔体供应系统。熔体供应系统包括带带感应线圈207的感应保温炉200、炉盖201、坩埚206 与溜槽205构成，坩埚206置于带感应线圈207的感应保温炉200内且盖有炉盖201，炉盖 201上有用来加入造孔粒子的第一加料口 202、第二加料口 204和经溜槽205的熔体流入坩埚206的熔体入口 203，熔炼炉100能与溜槽205对接；铸造装置包含结晶器、不少于一对的牵引轧辊306与水冷管305，结晶器由石墨结晶筒300及设在石墨结晶筒300外围的水冷套301组合而成，石墨结晶筒(300)的进口端与所述的坩埚(206)连通对接，结晶器通过压板304用螺栓303来实现其与坩埚206之间的紧密连接，结晶器的石墨结晶筒300与坩埚 206之间有密封垫，密封垫材质为石墨纸或内存铁皮的石墨复合板中的任何一种，坩埚206 的材质为铸铁或铸钢中的任何一种。水冷管305和牵引轧辊306对接设置在石墨结晶筒 300的出口端后，同步锯床311对接设在牵引轧辊306的后方，同步锯床311由可以同时上下移动的第一导轨309与第二导轨312及安装在第一导轨309与第二导轨312之间的用来切割铸件的锯片310组成，第一导轨309与第二导轨312分别安装在用来支撑平台000的第一支撑柱308与第二支撑柱307上。铸件支架对接设在同步锯床311的后方，铸件支架由支撑框313及设在支撑框313内的缓冲弹簧314构成，铸件支架放置于传动履带315上，传动履带315下部装有用来收集从水冷管305出来冷却水的水箱316。本发明提供的通孔泡沫铝或泡沫铝合金的连续铸造生产エ艺包括下列步骤第I歩，制备出造孔粒子并对其进行预热；第2步，将铝或铝合金锭投到熔炼炉100进行熔炼，在溜槽205中倒入木炭并引燃利用木炭的热量对溜槽205进行预热；第3步，将铝制引锭杆通过牵引轧辊306装入石墨结晶筒300中，引锭杆的顶部与石墨结晶筒300的A-A截面持平，即与水冷套301的上部齐平；然后在坩埚206中加入ー些小块铝锭，启动水冷套301中的冷却水与保温炉200电源对坩埚206进行预热、并使小块铝锭熔化；第4步，升起液压顶杆101，使熔炼炉100中熔体经溜槽205从熔体入ロ 203引入坩埚206中，坩埚206中熔体液面高度控制在坩埚206总高度的1/3 2/5 ;然后将预热好的热造孔粒子自第一加料ロ 202与第二加料ロ 204加入坩埚206中，使坩埚206内液面高度控制在坩埚206总高度的4/5以下；所加入粒子的体积与坩埚206中熔体的体积比控制在 I : I I : I. 2 ;第5歩，启动牵引轧辊306使引锭杆或铸件向下移动，打开水冷管305的冷却水来冷却引锭杆或铸件；第6歩，当铸件或引锭杆下行到预设长度后，启动与坯锭运行速度一致的同步锯床311对坯锭进行切割；切割完毕后，锯床又回到原来位置B处，以备下一个铸件的切割；第7步，切割下来的坯锭进入由支撑框313与缓冲弹簧314构成的铸件支架，并由传动履带315转运到加工场地切割成板材；第8步，将切割铸件所得板材置于热的质量浓度为10 20%的碳酸钠热溶液中进行浸泡，使其中的造孔粒子溶出，即得到通孔泡沫铝材料；第9步，当坩埚206中的熔体液面下降到坩埚高度的1/3位置时，重复第4步的动作，即往坩埚中引入熔体与造孔粒子。本发明的连续铸造生产エ艺中所述造孔粒子成分包括TiB2、氧化铁(FeO或Fe2O3 中任何ー种)，CaSO4 0. 5H20以及可溶性硫酸盐(MgSO4或K2SO4中的任何ー种)；造孔粒子中各成分的质量百分比分别为TiB2含量40 50%、FeO或Fe2O3含量为30 40%、 CaSO4 .OJH2O含量为5 20%、MgS04或K2SO4的含量5 20%。造孔粒子的制备步骤为 首先将称取TiB2、氧化铁与CaSO4 *0. 5H20,并将各组分充分混合得到混合粉末；并同时将可溶性硫酸盐配制成浓度10 50%的溶液；然后，将混合粉末放入成球机的圆盘中，边转动圆盘边喷洒硫酸盐溶液，使粉末成球；最后，将所得小球分级，并将小球先在100 120°C烘箱中烘烤12 24h后、置于600 800°C的预热炉中进行预热，备用。本发明的连续铸造生产エ艺中，熔炼炉100中的熔体熔炼温度、坩埚内熔体的温度以及造孔粒子的预热温度均应高于エ艺所采用合金熔点50 100°C ;牵引轧辊306使引锭杆或铸件向下移动的速度为30 80mm/min。下面结合附图与实施例对本发明的使用进行说明。实施例1，以纯铝为原料的通孔泡沫铝连续鋳造。本实施例用纯铝为原料，所制备通孔泡沫铝坯锭的截面尺寸宽X厚为 300X 100mm,所制备通孔泡沫铝板的尺寸为2500X300X IOmm,泡沫铝材料中的孔径为2-3_。下面分步骤对铸造工艺进行说明。第I步，制备出造孔粒子并对其进行预热。分别按40%、40%与10%的质量百分比称取TiB2、FeO与半水石膏(CaSO4 *0. 5H20)，并将它们在混捏机中充分混匀；同时称取10% 的硫酸镁配制成浓度50%的溶液；然后，将混合粉末放入成球机的圆盘中，边转动圆盘边喷洒硫酸盐溶液，使粉末成球；最后，将所得小球分级，选取粒径为2-3mm的球用于本实施例，并将所选的球先在烘箱中120°C烘烤12h，然后将球置于720 750°C的预热炉中预热， 备用;第2步，将纯铝投到熔炼炉100进行熔炼，熔炼温度720 750°C，并在溜槽205中倒入木炭、并引燃利用木炭的热量对溜槽205进行预热；第3步，将截面尺寸宽X厚为298 X 98mm的铝制引锭杆通过牵引轧辊306装入与引徒杆相匹配的石墨结晶筒300中，然后在樹祸206中加入一些小块招徒，并冋时启动水冷套301中的冷却水与感应保温炉200电源对坩埚206进行预热、并使小块铝锭熔化，坩埚 206预热温度为710-730°C ;铝制引锭杆装入石墨结晶筒300时，引锭杆的顶部与石墨结晶筒300的A-A截面持平(见图I)，即与水冷套301的上部齐平；石墨结晶筒300的截面尺寸宽X厚为300 X IOOmm ；第4步，升起液压顶杆101，使熔炼炉100中熔体经溜槽205从熔体入口 203引入坩埚206中，使坩埚206中熔体液面高度控制在坩埚206总高度的2/5 ;然后将预热好的粒径2-3mm热造孔粒子自第一加料口 202与第二加料口 204加入坩埚206中，使坩埚206内液面高度控制在坩埚206总高度的4/5 ；第5步，启动牵引轧辊306使引锭杆或铸件以80mm/min的移动速度向下移动，并同时打开水冷管305的冷却水来冷却引锭杆或铸件；第6步，当引锭杆与铸件的结合处下降到同步锯床311的位置B处后，启动锯床将结合处切开，所切下的坯锭可以回炉或下一个炉次再用，待切割完毕后，锯床又回到原来位置B处；当铸件下行2. 5m后再次启动锯床，待切割完毕后，锯床又回到原来位置B处，以备下一个铸件的切割；第7步，切割下来的坯锭进入由支撑框313与缓冲弹簧314构成的铸件支架，并由传动履带315转运到加工场地切割成尺寸为2500 X 300 X IOmm板材；第8步，将所得板材置于浓度为10%的碳酸钠热溶液中进行浸泡，并用热水漂洗， 使其中的造孔粒子溶出，即得到尺寸为2500 X 300 X IOmm的通孔泡沫铝板；第9步，当坩埚206中的熔体液面下降到坩埚高度的1/3位置时，重复第4步的动作，即往坩埚中引入熔体与造孔粒子。实施例2，以6063合金为原料的通孔泡沫铝连续铸造。本实施例用6063铝合金作为生产通孔泡沫铝的原料，所制备通孔泡沫铝坯锭的截面尺寸宽X厚为300X 100mm，所制备通孔泡沫铝板的尺寸为2000X300X 10mm，泡沫铝材料中的孔径为3-5mm。下面分步骤对铸造工艺进行说明。第I步中，除了以下这些方面与实施例I不同外，其它均与实施例I相同。本实施例与实施例I的不同点制备造孔粒子的原料分别为TiB2、Fe2O3与半水石膏 (CaSO4 · O. 5H20)配比为别取50%、40%与5% (质量百分比)，所称取的可溶性盐为硫酸钾，量为5%。硫酸钾溶液的配制浓度为10% ;所选取的粒子粒径为3-5_。
第2步，首先按下面流程熔制6063合金熔体-(a)配料按0. 65wt % Mg及
0. 4wt% Si称取金属镁、102铝硅合金及铝锭，(b)将铝锭与102铝硅合金同时加入熔炼炉中熔化，(C)用氮气将市售打渣剂鼓入熔体中(d)将镁锭加入捞渣后的熔体中熔化，并用氮气将市售精炼剂鼓入熔体，(e)熔体温度維持在720 750°C ;打渣剂与精炼剂加入量为熔体质量的I. 5%。。在熔制合金熔体的同时，在溜槽205中倒入木炭并引燃利用木炭的热量对溜槽205进行预热。第3步，同实施例I。第4步，升起液压顶杆101，使熔炼炉100中熔体经溜槽205从熔体入ロ 203引入坩埚206中，使坩埚206中熔体液面高度控制在坩埚总高度的1/3 ;然后将预热好的粒径 3-5mm热造孔粒子自第一加料ロ 202与第二加料ロ 204加入坩埚206中，使坩埚206内液面高度控制在坩埚总高度的2/3。第5歩，启动牵引轧辊306使引锭杆或铸件以30mm/min的移动速度向下移动，并同时打开水冷管305的冷却水来冷却引锭杆或铸件。第6步，与实施例I相同，除了铸件长度为2m外。随后的步骤与实施例I相同，唯一不同的是溶出粒子时用的15%的热碳酸钠溶液。本实施例可获得孔径3-5mm，尺寸为2000 X 300 X IOmm的通孔泡沫铝板。实施例3，以6063合金为原料的通孔泡沫铝圆棒的连续铸造。本实施例用6063铝合金作为生产通孔泡沫铝的原料，所制备通孔泡沫铝坯锭的截面尺寸①50mm，泡沫铝材料中的孔径为2-3mm。下面分步骤对鋳造エ艺进行说明。本实施例的第I步同实施例I的第I步。 本实施例的第2步同实施例2的第2步。第3步，将截面尺寸为0>48mm的铝制引锭杆通过牵引轧辊306装入与引锭杆相匹配的石墨结晶筒300中，然后在坩埚206中加入一些小块铝锭，并同时启动水冷套301中的冷却水与感应保温炉200电源对坩埚206进行预热、并使小块铝锭熔化，坩埚206预热温度为710 730°C。铝制引锭杆装入石墨结晶筒300吋，引锭杆的顶部与石墨结晶筒300的 A-A截面持平(见图I)，即与水冷套301的上部齐平。石墨结晶筒300的截面尺寸宽X厚为のSOmm ;第4步，同实施例2的第4步；第5歩，启动牵引轧辊306使引锭杆或铸件向下移动的移动速度为80mm/min ；随后的步骤与实施例2相同。本实施例可获得孔径2_3mm,截面尺寸为fI5SOmm的通孔泡沫招棒。
权利要求
1.一种通孔泡沫铝或泡沫铝合金的连续铸造生产线，该生产线由熔炼系统、熔体供应系统、铸造装置、同步锯床(311)以及铸件支架组成，其特征在于所述的熔炼系统包括熔炼炉(100)，所述的熔体供应系统包括带保温炉、炉盖(201)、坩埚(206)与溜槽(205)构成，所述的坩埚(206)置于所述的保温炉内且盖有所述的炉盖(201)，所述的炉盖(201)上有用来加入造孔粒子的加料口(202、204)和经所述的溜槽(205)的熔体流入所述的坩埚 (206)的熔体入口(203)，所述的熔炼炉(100)能与所述的溜槽(205)对接；所述的铸造装置包含结晶器、不少于一对的牵引轧辊(306)与水冷管(305)，所述的结晶器由石墨结晶筒(300)及设在所述的石墨结晶筒(300)外围的水冷套(301)组合而成，所述的石墨结晶筒(300)的进口端与所述的坩埚(206)连通对接，所述的水冷管(305)和所述的牵引轧辊 (306)对接设置在所述的石墨结晶筒(300)的出口端后，所述的同步锯床(311)对接设在所述的牵引轧辊(306)的后方，所述的铸件支架对接设在所述的同步锯床(311)的后方。
2.根据权利要求I所述的通孔泡沫铝或泡沫铝合金的连续铸造生产线，其特征在于 所述的熔炼系统还包括液压顶杆(101)，所述的液压顶杆(101)安装在所述的熔炼炉(100) 上用于顶起所述的熔炼炉(100)使其中的熔体能进入熔体供应系统。
3.根据权利要求I或2所述的通孔泡沫铝或泡沫铝合金的连续铸造生产线，其特征在于平台(000)设有第一支撑柱(308)与第二支撑柱(307)，所述的熔炼系统和所述的熔体供应系统安装在所述的平台(000)上。
4.根据权利要求3所述的通孔泡沫铝或泡沫铝合金的连续铸造生产线，其特征在于 所述的同步锯床(311)由可以同时上下移动的第一导轨(309)与第二导轨(312)及安装在所述的第一导轨(309)与第二导轨(312)之间的用来切割铸件的锯片(310)组成，所述的第一导轨(309)与所述的第二导轨(312)分别安装在用来支撑平台(000)的第一支撑柱 (308)与第二支撑柱(307)上。
5.根据权利要求I或2所述的通孔泡沫铝或泡沫铝合金的连续铸造生产线，其特征在于所述的铸件支架由支撑框(313)及设在所述的支撑框(313)内的缓冲弹簧(314)构成， 所述的铸件支架放置于传动履带(315)上。
6.根据权利要求I或2所述的通孔泡沫铝或泡沫铝合金的连续铸造生产线，其特征在于所述的传动履带(315)下部装有用来收集从所述的水冷管(305)出来冷却水的水箱 (316)。
7.根据权利要求I或2所述的通孔泡沫铝或泡沫铝合金的连续铸造生产线，其特征在于所述的保温炉为带感应线圈(207)的感应保温炉(200)。
8.根据权利要求I所述的使用通孔泡沫铝或泡沫铝合金的连续铸造生产线的铸造工艺，其特征在于包括下列步骤第I步，制备出造孔粒子并对其进行预热；第2步，将铝或铝合金锭投到熔炼炉(100)进行熔炼，在溜槽(205)中倒入木炭并引燃利用木炭的热量对溜槽(205)进行预热；第3步，将铝制引锭杆通过牵引轧辊(306)装入石墨结晶筒(300)中，引锭杆的上部到达石墨结晶筒(300)的上沿与水冷套(301)的上部齐平；然后在坩埚(206)中加入一些小块铝锭，并同时启动水冷套(301)中的冷却水与保温炉(200)电源对坩埚(206)进行预热、 并使小块铝锭熔化；第4步，升起液压顶杆(101)，使熔炼炉(100)中熔体经溜槽(205)从熔体入口(203) 引入坩埚(206)中，坩埚(206)中熔体液面高度控制在坩埚(206)总高度的1/3 2/5 ;然后将预热好的热造孔粒子自加料口(202、204)加入坩埚(206)中，使坩埚(206)内液面高度控制在坩埚(206)总高度的4/5以下；所加入粒子的体积与坩埚(206)中熔体的体积比控制在I : I I : I. 2 ;第5步，启动牵引轧辊(306)使引锭杆或铸件向下移动，打开水冷管(305)的冷却水来冷却引锭杆或铸件；第6步，当铸件或引锭杆下行到预设长度后，启动与坯锭运行速度一致的同步锯床(311)对坯锭进行切割；切割完毕后，锯床又回到原来位置B处，以备下一个铸件的切割；第7步，切割下来的坯锭进入由支撑框(313)与缓冲弹簧(314)构成的铸件支架，并由传动履带(315)转运到加工场地切割成板材；第8步，将切割铸件所得板材置于热的质量浓度为10 20%的碳酸钠热溶液中进行浸泡，使其中的造孔粒子溶出，即得到通孔泡沫铝材料；第9步，当坩埚(206)中的熔体液面下降到坩埚高度的1/3位置时，重复第4步的动作， 即往坩埚中弓I入熔体与造孔粒子。
9.根据权利要求8所述的使用通孔泡沫铝或泡沫铝合金的连续铸造生产线的铸造工艺，其特征在于造孔粒子的成分包括TiB2、FeO或Fe2O3中的任一种铁氧化物， CaSO4 · O. 5H20以及MgSO4或K2SO4中的任一种可溶性硫酸盐；造孔粒子中各成分的质量百分比分别为 TiB240 50%、FeO 或 Fe2O3 为 30 40%、CaSO4 · O. 5H20 为 5 20%、MgSO4 或K2SO4为5 20% ;造孔粒子的制备步骤为首先将称取TiB2、氧化铁与CaSO4 · O. 5H20， 并将各组分充分混合得到混合粉末；并同时将可溶性硫酸盐配制成浓度10 50%的溶液； 然后，将混合粉末放入成球机的圆盘中，边转动圆盘边喷洒硫酸盐溶液，使粉末成球；最后， 将小球分级，并将小球先在100 120°C烘箱中烘烤12 24h后、置于600 800°C的预热炉中进行预热，备用。
10.根据权利要求8或9所述的使用通孔泡沫铝或泡沫铝合金的连续铸造生产线的铸造工艺，其特征在于所述的熔炼炉(100)中的熔体熔炼温度、坩埚(206)内熔体的温度以及造孔粒子的预热温度均高于工艺所采用合金熔点50 100°C ;所述的牵引轧辊(306)使引锭杆或铸件向下移动的速度为30 80mm/min。
全文摘要
本发明公开了一种通孔泡沫铝或泡沫铝合金的连续铸造生产线及其铸造工艺，连续铸造系统由熔炼系统、熔体供应系统、铸造装置、同步锯床以及铸件支架组成；熔炼系统包括熔炼炉与液压顶杆，熔体供应系统由感应保温炉、炉盖、坩埚与溜槽构成，铸造装置包含有结晶器、牵引轧辊与水冷管，同步锯床安装在支撑柱的导轨上，铸件支架由支撑架与缓冲弹簧构成。连续铸造工艺包括制备出造孔粒子并对其进行预热，在熔炼炉内进行铝或铝合金熔体的熔制、合格熔体往熔体供应系统的转入、连续铸造与同步锯切等工序。本发明可连续铸造出通孔泡沫铝坯锭，不仅成品率高，而且还可制备出不同孔径及多种牌号的泡沫铝，且其中泡体分布均匀。
文档编号C22C1/08GK102581243SQ201210097470
公开日2012年7月18日 申请日期2012年4月5日 优先权日2012年4月5日
发明者伍上元, 刘宏专, 周向阳, 文康, 杨娟, 王辉 申请人:中南大学