一种用于镁合金半连续铸造的分流装置及铸造系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半连续铸造的分流装置，尤其涉及一种用于镁合金半连续铸造的分流装置及铸造系统。
【背景技术】
[0002]随着我国经济的快速发展，镁合金材料越来越多的应用在列车壳体、航天器减重部件、特种机械减重部件等高新技术制造领域。这些部件除少数可采用铸造工艺直接成型夕卜，大多数需采用锻造和乳制等工艺来实现。因此，性能优良的大尺寸镁合金铸锭的制备成为关键所在。目前，有色合金中的大尺寸镁合金铸锭制备多采用半连续铸造工艺:首先，将合金液体从高温炉中流出，经移液装置流入分流装置；此后，再从分流装置侧壁的孔中流出，进入结晶器进行冷却；电机将结晶器中已经凝固的部分缓慢带入下部的竖井并保持水冷，而结晶器中始终存在着待冷却的合金液体。
[0003]其中，传统的分流装置为圆盘状金属材质，这种盘状分流装置侧壁存在均匀分布的孔洞，镁合金液体流入该种分流装置的中心后，从金属分流装置侧壁的孔洞流入结晶器中的液池。采用传统的分流装置，镁合金液体暴露在空气中，较易产生氧化皮，随着液体流动造成氧化物夹杂，合金液体从不同位置流入结晶器中，铸造制得的产品的热裂现象几率较大。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于镁合金半连续铸造的分流装置及铸造系统，采用本发明提供的分流装置能够降低热裂现象几率。
[0005]本发明提供了一种用于镁合金半连续铸造的分流装置，包括氧化锆基体多孔环及分别设置在所述氧化锆基体多孔环两端的上盖和下盖，使所述氧化锆基体多孔环与上盖和下盖形成腔体；
[0006]所述上盖设有孔，使镁合金液体通过所述孔进入到腔体中；
[0007]在所述腔体内，所述下盖设有分流锥；
[0008]所述孔和分流锥同轴；
[0009]所述氧化锆基体多孔环中的孔包括封闭孔和连通孔，所述氧化锆基体多孔环中的孔的平均直径为5?20mm ;连通孔通道的总体积占氧化锆基体多孔环体积的20%?50%。
[0010]优选地，所述多孔环的侧壁厚度和高度比为3?30:10?200。
[0011]优选地，所述分流锥的锥角大于等于90°且小于180°。
[0012]优选地，所述上盖设有与多孔环外侧接触的上盖侧壁；
[0013]所述上盖侧壁的高度和上盖的厚度比为5?10:2?20。
[0014]优选地，所述下盖设有与多孔环外侧接触的下盖侧壁；
[0015]所述下盖侧壁的高度和下盖的厚度比为5?10:2?20。
[0016]优选地，所述上盖设的孔和上盖的直径比为1?5:10?100。
[0017]优选地，所述氧化锆基体多孔环由氧化锆和粘结剂制得；
[0018]所述粘结剂包括聚苯乙烯、玻璃酸钠和聚甲基丙烯酸甲酯。
[0019]优选地，所述氧化锆和粘结剂的体积比为45?75:25?55 ;
[0020]所述聚苯乙烯、玻璃酸钠和聚甲基丙烯酸甲酯的体积比为15?55:5?40:25?65ο
[0021]优选地，所述预成型的压力为50?200MPa ;所述预成型的时间为1?3min。
[0022]优选地，所述氧化错的粒径为1.5?6mm。
[0023]本发明提供了一种镁合金半连续铸造系统，包括上述技术方案所述的分流装置；
[0024]与分流装置的上盖设有的孔连接的移液管；
[0025]与分流装置的出液口相连通的结晶器。
[0026]本发明提供了一种用于镁合金半连续铸造的分流装置，包括氧化锆基体多孔环及分别设置在所述氧化锆基体多孔环两端的上盖和下盖，使所述氧化锆基体多孔环与上盖和下盖形成腔体；所述上盖设有孔，使镁合金液体通过所述孔进入到腔体中；在所述腔体内，所述下盖设有分流锥；所述孔和分流锥同轴；所述氧化锆基体多孔环中的孔包括封闭孔和连通孔，所述氧化锆基体多孔环中的孔的平均直径为5?20_ ;连通孔通道的总体积占氧化锆基体多孔环体积的20%?50%。本发明提供的分流装置应用在半连续铸造装置上，当镁合金液体通过上盖设有的孔流入多孔环的腔体中，在腔体内，下盖上设有的分流锥使得镁合金液体分流至氧化锆基体多孔环的侧壁处，经过氧化锆基体多孔环的侧壁中曲折的孔，使得镁合金液体从多孔环的侧壁的孔以渗透形式流出，充分降低成分偏析几率，进而降低热裂现象。实验结果表明:与现有技术相比，使用本发明提供的分流装置浇铸得到的镁合金的热裂纹条数从8?10条减少至1?4条；热裂纹最深处不超过30mm。
【附图说明】
[0027]图1为本发明提供的半连续铸造系统的结构示意图；
[0028]图2为本发明实施例提供的氧化锆基体多孔环的俯视图；
[0029]图3为本发明实施例提供的氧化锆基体多孔环的截面示意图；
[0030]图4为本发明实施例提供的上盖的侧视图；
[0031]图5为本发明实施例提供的上盖的俯视图；
[0032]图6为本发明实施例提供的下盖的侧视图；
[0033]图7为本发明实施例提供的下盖的俯视图。
【具体实施方式】
[0034]本发明提供了一种用于镁合金半连续铸造的分流装置，包括氧化锆基体多孔环及分别设置在所述氧化锆基体多孔环两端的上盖和下盖，使所述氧化锆基体多孔环与上盖和下盖形成腔体；
[0035]所述上盖设有孔，使镁合金液体通过所述孔进入到腔体中；
[0036]在所述腔体内，所述下盖设有分流锥；
[0037]所述孔和分流锥同轴；
[0038]所述氧化锆基体多孔环中的孔包括封闭孔和连通孔，所述氧化锆基体多孔环中的孔的平均直径为5?20mm ;所述连通孔通道的总体积占氧化锆基体多孔环体积的20%?50%。
[0039]图1为本发明提供的半连续铸造系统的结构示意图；其中，1为移液管；2为节流阀；3为吊挂架；4为上盖；5为氧化锆基体多孔环；6为分流锥；7为下盖；8为镁液；9为结晶器；10为结晶器底座；11为电机。
[0040]在本发明中，所述半连续铸造系统包括移液管1，所述移液管1输送镁合金液体；在移液管1上设置节流阀2，所述节流阀2能够控制镁合金液体的流量和流速。
[0041 ] 在本发明中，所述半连续铸造系统包括氧化锆基体多孔环5，分别设置在所述氧化锆基体多孔环5两端的上盖4和下盖7，使所述氧化锆基体多孔环与上盖和下盖形成腔体。在本发明中，所述氧化锆基体多孔环5的外直径为120?200mm ;在本发明的具体实施例中，所述氧化错基体多孔环5的外直径为120mm、150mm或200_。在本发明中，所述氧化错基体多孔环中的孔包括封闭孔和连通孔，所述氧化锆基体多孔环中的孔的平均直径为5?20mm ;所述连通孔通道的总体积占氧化锆基体多孔环体积的20%?50% ;所述氧化锆基体多孔环5中连通孔的连接直径优选为5mm?20mm ;连通孔通道由氧化错、聚苯乙稀、玻璃酸钠和聚甲基丙烯酸甲酯烧结时形成，连接直径为连通通道的平均尺寸；所述封闭孔通道的总体积占所述连通孔通道体积优选< 5%。参见图2和图3，其中，图2为本发明实施例提供的氧化锆基体多孔环的俯视图；图3为本发明实施例提供的氧化锆基体多孔环的截面示意图。在本发明中，所述氧化锆基体多孔环5的厚度和高度比优选为3?30:10?200 ;在本发明的具体实施例中，所述氧化错基体多孔环5的厚度记为S，3mm ^ S ^ 30mm ;所述氧化错基体多孔环5的高度记为h，10mm ^ h ^ 200mm。在本发明中，所述镁合金液体流经氧化锆基体多孔环后，其中的一些氧化物也能过滤掉，降低成分偏析几率，进而降低热裂现象。
[0042]在本发明中，所述氧化锆基体多孔环由氧化锆和粘结剂制得；
[0043]所述粘结剂包括聚苯乙烯、玻璃酸钠和聚甲基丙烯酸甲酯。
[0044]在本发明具体实施例中，所述氧化锆基体多孔环5的制备方法优选包括以下步骤:
[0045]将氧化锆和粘结剂混合，然后依次进行预成型和烧结，