专利名称：用于制备镁合金铸锭的凝固系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于制备镁合金铸锭的凝固系统。
背景技术：
镁合金作为最轻的结构材料，由于低密度、高的比强度、高超的阻尼性等优点在汽车、航空、电子等工业领域表现出超强的吸引力。镁合金分为铸造镁合金和变形镁合金，其中铸造镁合金占镁合金总量的90%以上。镁合金铸锭的制备方法主要有压力铸造、挤压铸造、重力铸造、半固态铸造、半连续铸造。压力铸造是镁合金最主要、应用最广泛的成形工艺。由于压铸件是多工艺流程相配合的产物，因此当铸造不恰当时，会产生表面和内部缺陷。挤压铸造分为直接挤压和间接挤压，直接挤压由于浇注金属液时需要精确定量，因此应用不多。间接挤压能够生产内部无缺陷的铸件，但是铸件中心容易产生宏观偏析，同时组织也不够致密。 重力铸造包括砂型铸造、金属型铸造、壳型铸造和熔模铸造。其中消失模铸造是砂型铸造生产上的技术革命，被誉为“21世纪的铸造新技术”。但是对于应用最广的Mg-Al系镁合金而言，结晶温度较宽不仅使铸件的组织粗大，而且会出现严重的缩松缺陷。20世纪70年代，美国麻省理工学院的Flemings教授提出了半固态金属加工技术的新概念。与传统的铸造技术相比，半固态成形技术可以实现无湍流充填和近终成形，因而减少了铸件中的气孔、缩松，提高了组织致密性。半固态成形分为流变成形和触变成形，在流变成型中难点是半固态浆料的保存和输送，触变成型由于坯料输送方便，易于实现自动化操作，因此触变成型是目前应用最广的半固态成型方法。半固态成形技术在制备优质半固态坯料、开发工艺简单的成形工艺等方面还有待加强。半连续铸造是指从熔体浇入结晶器到铸锭冷却到室温，要进行两次冷却，一次在结晶器中的间接冷却，一次是结晶器下缘的直接冷却。采用半连续铸造获得的铸锭组织致密，没有气孔等缺陷，铸锭界面上性能均一，被广泛用于生产各种规格的变形镁合金铸锭。虽然采用这种方法制备的镁合金铸锭质量较好，但是需要控制的工艺参数较多，如熔液温度、冷却水量、拉坯速度等。采用软接触电磁连铸的方法对改善金属加工成型性，提高生产效率等方面起着重要的作用，但是设备比较复杂，成本较高。
发明内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于制备镁合金铸锭的凝固系统，其结构简单，操作方便，工艺参数容易控制，可防止高温镁合金熔体的氧化和燃烧，保温效果好，可实现定向凝固，获得的镁合金表面及内部质量良好。本实用新型的技术解决方案是一种用于制备镁合金铸锭的凝固系统，包括炉壳、保温炉体，设在保温炉体内的电阻丝，其特殊之处是在炉壳内设有控温热电偶，在炉壳底部设置喷水器，喷水器上面敞口，在保温炉体和喷水器之间设有保温材料，该凝固系统还设有坩埚保温盖，在坩埚保温盖上设保护气体导入管。所述喷水器是由水槽、设置在水槽内的喷头、设置在喷头上的进水管、设置在水槽上的排水管和排气孔构成。所述水槽敞口边缘设有密封垫。所述炉壳上口边缘设有保温密封垫。本实用新型的有益效果是I、由于设有保护气体导入管，可通入保护气体，防止高温镁合金熔体的氧化和燃
Jyti ο 2、具有保温及温度控制功能，可确保坩埚侧面无热量散失。3、采用底部喷水进行冷却，确保热量从坩埚底部单向快速传出，从而实现定向凝固的功能，可获得表面及内部质量良好的镁合金铸锭。4、结构简单，操作方便，工艺参数容易控制，生产效率高。
图I是本实用新型的结构示意图；图2是图I中喷水器的结构示意图。图中保护气体导入管1，坩埚保温盖2，保温密封垫3，炉壳4，保温炉体5，控温热电偶6，密封垫7，保温材料8，喷水器9，支架10，电阻丝11，坩埚12，水槽901，排气孔902，喷头903，进水管904，排水管905。
具体实施方式
如图I所示，本实用新型包括炉壳4、保温炉体5、设置在保温炉体I内的电阻丝11，炉壳5底部设有支架10，保温炉体5上口设有保温密封垫3，在炉壳4内底部设置喷水器9，喷水器9上面敞口并在敞口处边缘设有密封垫7，在保温炉体5和喷水器9之间设有保温材料8，在炉壳4上设有与保温炉体5内腔相通的控温热电偶6，该凝固系统还设有坩埚保温盖2，在坩埚保温盖2上设有通入坩埚内的保护气体导入管I。如图2所示，所述喷水器9是由水槽901、设置在水槽901中心的喷头903、设置在喷头903上的进水管904、设置在水槽901上的排水管905和排气孔902构成。操作时，将内装镁合金熔体的坩埚12移至已经预热的保温炉体5内，坩埚12上边沿搭在保温密封垫3上；电阻丝11断电，增大保护气体中SF6的含量，同时打开冷却水进水管阀门，冷却水由喷头903喷向坩埚2底面，对坩埚12进行降温冷却；冷却水排水管905温度降至室温后，关闭冷却水和保护气体；待铸锭自然冷却到室温后，取出铸锭。
权利要求1.一种用于制备镁合金铸锭的凝固系统，包括炉壳、保温炉体、设在保温炉体内的电阻丝，其特征是在炉壳内设有控温热电偶，在炉壳底部设置喷水器，喷水器上面敞口，在保温炉体和喷水器之间设有保温材料，该凝固系统还设有坩埚保温盖，在坩埚保温盖上设保护气体导入管。
2.根据权利要求I所述的用于制备镁合金铸锭的凝固系统，其特征是所述喷水器敞口边缘设有密封垫。
3.根据权利要求I或2所述的用于制备镁合金铸锭的凝固系统，其特征是所述喷水器是由水槽、设置在水槽内的喷头、设置在喷头上的进水管、设置在水槽上的排水管和排气孔构成。
4.根据权利要求I所述的用于制备镁合金铸锭的凝固系统，其特征是所述炉壳上口边缘设有保温密封垫。
专利摘要一种用于制备镁合金铸锭的凝固系统，包括炉壳、保温炉体，设在保温炉体内的电阻丝，其特殊之处是在炉壳内设有控温热电偶，在炉壳底部设置喷水器，喷水器上面敞口，在保温炉体和喷水器之间设有保温材料，该凝固系统还设有坩埚保温盖，在坩埚保温盖上设保护气体导入管。优点是结构备简单，操作方便，工艺参数容易控制，可防止高温镁合金熔体的氧化和燃烧，保温效果好，可实现定向凝固，获得的镁合金表面及内部质量良好。
文档编号B22D27/04GK202527690SQ20122017896
公开日2012年11月14日 申请日期2012年4月25日 优先权日2012年4月25日
发明者岳旭东, 常国威, 李青春, 陈淑英 申请人:辽宁工业大学