一种铝及铝合金低压铸造方法与流程

本发明涉及一种铝及铝合金低压铸造方法，属于铝及铝合金铸造技术领域。

背景技术：

目前铝及铝合金铸造方法，在铸造过程中从始至终都保持着一定的铝液静压力。铸造过程中，铝液进入结晶器后，受结晶工作面冷却收缩产生间隙，在铝液静压力作用下使凝壳局部重熔而产生偏析，甚至在表面产生流挂产生偏析瘤。这不仅造成较差的铸造表面质量，而且影响了挤压产品的质量和挤压效率。

另外，目前铝及铝合金在铸造过程中，结晶器高度是固定的。不同牌号的铸造需要对应不同高度的结晶器，生产的成本较高，结晶器的切换降低了生产效率。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是减小铝及铝合金铸造时结晶前沿的铝液的静压力，获得较好的铸造表面质量，减小了表面偏析层或偏析瘤。另外，本发明的可调节结晶高度满足了不同牌号铸造需求，提高了结晶器的利用率，降低了生产成本。

本发明的技术方案是：

为解决上述技术问题，本发明铝及铝合金低压铸造方法包括以下工艺步骤：

一种新型铝及铝合金低压铸造方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)、熔炼铝液

通过熔炼炉对再生铝锭进行熔化或铝包直供电解铝水方式，熔炼温度控制在735℃±10°，然后对铝液合金化，待铝液充分扩散后进行取样化验，成分合格后进行精炼除氢除渣，为铸造准备合格铝液；

步骤2、铝液填模

铸造开始时，通过溜槽进行导流，填模前，通气孔处于封闭状态，模盘盖密封盖紧，铝液通过分配溜槽导入模盘；

步骤3、模盘内真空化

模盘上盖上设置有抽气孔，此时抽气孔开始工作，对模盘内的腔体进行抽气，减少模盘内空气压力，进入真空化，确保铝液可填充整个模盘，进而进入结晶器；

步骤4、液位高度调整

填充完毕后开始铸造，铸造过程中抽气孔不断进行抽气，在模盘内部形成负压，使得铝液被吸入，源源不断得供给铸造；

铸造过程中，通过溜槽上闸板开口大小调节分配流槽处的液位高度,不断降低溜槽处液位高度使得铸造达到通气的液位H；

步骤5、结晶高度调节进入低压铸造

通过闸板开口调节分配流槽处的铝液高度，使得达到系统通气高度，此刻通气阀打开，排出结晶器内部的铸造气体，使结晶前沿的液位处于标准大气压，结晶器前沿处于低压状态；

步骤6、铸造结束

铸造结束时，分配流槽液位不断降低，低于安全真空度所设高度时，液位高度大于斜口耐材底部10mm，通气阀关闭，模盘上盖上的抽气孔停止工作，打开上盖进行模盘清理。

对上述方案的进一步改进，合金化的方式采用添加合金或添加剂实现。

对上述方案的进一步改进，系统通气高度为石墨环高度4/5处。

本发明所要解决的技术问题是减小铝及铝合金铸造时结晶前沿的铝液的静压力，获得较好的铸造表面质量，减小了表面偏析层或偏析瘤。另外，本发明的可调节结晶高度满足了不同牌号铸造需求，提高了结晶器的利用率，降低了生产成本。

附图说明

图1是采用传统铸造方法的结构示意图。

图2是本发明铸造方法的结构示意图。

图3是传统铸造工艺制造的铸铝棒外观图。

图4是传统铸造工艺制造的铸铝棒的金相组织。

图5是本发明低压铸造方法制造的铝棒的外观图。

图6是本发明低压铸造方法制造的铝棒的金相组织。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

与传统的热顶和气滑铸造一样，熔化过程是一致的。如图1-6所示，通过熔炼炉对再生铝锭进行熔化或铝包直供电解铝水，一般熔炼温度控制约在735℃，然后通过添加合金或添加剂进行合金化，充分扩散后进行取样化验，成分合格后进行精炼除氢除渣，然后静置等待铸造。

如图1所示，传统的铸造方式铝液1通过流槽导流2进入结晶器3，充满全部结晶器后下降铸造平台实现铸造。在铸造过程中，结晶前沿始终保持着一定的铝液的静压力。当铝液进入结晶器后，受结晶工作面冷却收缩产生间隙，在铝液静压力作用下使凝壳局部重熔而产生偏析，甚至在表面产生流挂产生偏析瘤，严重影响了制品的表面质量。另外，在铸造过程中，传统铸造方式的结晶高度是固定不变的，无法实现多牌号的通用。

一种新型铝及铝合金低压铸造方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1、熔炼铝液

通过熔炼炉对再生铝锭进行熔化或铝包直供电解铝水方式，熔炼温度控制在735℃±10°，然后对铝液合金化，待铝液充分扩散后进行取样化验，成分合格后进行精炼除氢除渣，为铸造准备合格铝液；

步骤2、铝液填模

铸造开始时，通过溜槽2进行导流，填模前，通气孔6处于封闭状态，模盘盖4密封盖紧，铝液1通过分配溜槽2导入模盘；

模盘外部是钢结构框架，内部由耐火材料、导流流槽和结晶器组成，图1和图2为模盘示意图；

步骤3、模盘内真空化

模盘上盖4上设置有抽气孔，此时抽气孔5开始工作，对模盘内的腔体进行抽气，减少模盘内空气压力，进入真空化，确保铝液可填充整个模盘，进而进入结晶器3；抽真空比例控制在不让铝液高于分流盘为宜；

步骤4、液位高度调整

填充完毕后开始铸造，铸造过程中抽气孔5不断进行抽气，在模盘内部形成负压，使得铝液1被吸入，源源不断得供给铸造；

铸造过程中，通过溜槽上闸板7开口大小调节分配流槽2处的液位高度,不断降低溜槽2处液位高度使得铸造达到通气的液位H。

步骤5、结晶高度调节进入低压铸造

通过闸板开口调节分配流槽2处的铝液高度，使得达到系统通气高度，此刻通气阀6打开，排出结晶器内部的铸造气体，使结晶前沿的液位处于标准大气压，结晶器前沿处于低压状态，这样的低压状态减少了铝液对其的压力。

根据不同合金的金属特性，通过闸板开口大小调节分配流槽2液位高度进行结晶高度调节，调节范围控制在：石墨环高度，在此高度范围内可获得较好的铸造表面和组织。

结晶高度调节须高于热顶底部h和分配流槽底高，来确保真空状态。

步骤6、铸造结束

铸造结束时，分配流槽2液位不断降低，低于安全真空度所设高度时，液位高度高于斜口耐材底部距离为a，a控制在10mm，通气阀6关闭，模盘上盖4上的抽气孔5停止工作，打开上盖4进行模盘清理。

对上述方案的进一步改进，合金化的方式采用添加合金或添加剂实现。

对上述方案的进一步改进，系统通气高度为石墨环高度4/5处。

本发明的低压铸造方法，主要将模盘上的空气抽成真空，通过压力差将铝液压入结晶器，然后通过排放孔和流槽液面的调节实现水平液面的铸造，减小了铸造液面的压力差，又可通过排放孔的气压调节来调节结晶高度。本发明保持了传统的热顶和气滑铸造的优势，而且改善了铸棒表面质量，减小了组织上的偏析,详情可见以下对比图3与图4。另外，可调节的结晶高度实现一个结晶器满足不同牌号的需求，减小了生产成本，提高了生产效率和挤压制品的质量。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。