一种过共晶硅铝合金生产装置及其变质工艺的制作方法

1.本发明涉及铝合金棒材制造技术领域，尤其涉及一种过共晶硅铝合金生产装置及其变质工艺。


背景技术：

2.各行业都在向轻量化方向发展，活塞材质由传统的铸铁活塞发展到亚共晶硅铝合金活塞和共晶硅铝合金活塞，实现了轻量化效果。而过共晶硅铝合金虽然抗高温、耐摩擦系数优于共晶硅铝合金，但生产制备过程中无法解决粗晶硅尺寸高于100μm的问题，未能得到推广。
3.在进行过共晶硅铝合金生产工作的过程中，需要使用到工作釜进行大量的熔化混合处理工作，在此过程中需要进行大量的扒渣处理工作，现有的扒渣装置无法充分的将工作釜内的不同位置炉渣扒出，同时在进行熔体转移的过程中，需要设置相应的管道，管道内设有相应的开关结构，但是现有的管道以及开关结构会使得工作釜内管道开关结构之间存在一段空闲区域，此区域内的物料无法有效的参与加工，极大的不利于生产工作的进行。
4.为此，我们提出一种过共晶硅铝合金生产装置及其变质工艺来解决上述问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的是为了解决现有技术中存在的问题，而提出的一种过共晶硅铝合金生产装置及其变质工艺。
6.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种过共晶硅铝合金生产装置，包括底座，所述底座的上端面上固定连接有多个呈相互对称设置的支撑架，多个所述支撑架呈相互远离设置，多个所述支撑架远离底座的一端共同固定连接有工作釜，所述工作釜的内壁上设有工作腔，所述工作腔的内壁上固定连接有导热板，所述工作腔内设有导热液，所述工作釜的外壁上固定连接有加热器，所述加热器的输出端贯穿工作釜设置，所述导热板的两个内壁上均设有升降槽，两个所述升降槽内均滑动连接有升降块，两个所述升降块之间固定连接有固定轴，所述固定轴上转动连接有转动管，所述转动管上固定连接有扒渣网，所述固定轴上套设有扭转弹簧，所述扭转弹簧的一端固定连接在转动管的内壁上设置，且扭转弹簧的另一端固定连接在固定轴上设置，所述工作釜远离底座的一侧壁上固定连接有伸缩电机，所述伸缩电机的输出轴贯穿工作釜固定连接在其中一个升降块上设置，所述扒渣网上设有两个呈对称设置的控制结构。
7.优选的，所述控制结构包括固定连接在扒渣网靠近底座一侧壁上的拉绳，所述支撑架上远离底座的一侧壁上固定连接有转动电机，所述转动电机的转动轴上固定连接有滑轮，所述拉绳远离扒渣网的一端缠绕在滑轮上设置，所述拉绳远离扒渣网的一端固定连接在滑轮上设置，所述工作釜上设有下料结构。
8.优选的，所述下料结构包括设置在工作釜靠近底座一侧壁上的下料口，所述工作釜靠近底座的一侧外壁上固定连接有下料管，所述下料口内滑动连接有堵塞块，所述堵塞
块远离底座的一端与工作釜的内壁呈匹配设置，所述堵塞块靠近底座的一侧壁上固定连接有升降座，所述升降座靠近底座的一侧壁上设有卡槽，所述卡槽内设有斜面块，所述下料管的外壁上固定连接有推进电机，所述推进电机的推进端贯穿下料管固定连接在斜面块上设置，所述升降座上滑动连接有限位套，所述限位套的外壁上固定连接有连接杆，所述连接杆固定连接在下料管的内壁上设置。
9.优选的，所述卡槽内滑动连接有卡块，所述卡块固定连接在斜面块上设置。
10.优选的，所述工作釜靠近底座的一端呈半圆形设置，所述扒渣网的形状与工作釜靠近底座的一端呈匹配设置。
11.一种过共晶硅铝合金变质工艺，包括以下步骤：1）照质量分数配比，熔炼铝合金：首先开启加热器，使得加热器通过输出端对导热液进行加热，继而完成对导热板的加热工作，然后将铝锭放入到工作釜内进行加热，将铝锭熔化后依次加入工业硅块、铝铜中间合金进行熔炼，熔炼温度通过加热器设置在790℃-810℃，待配料完全熔化后，向工作釜内撒入扒渣剂进行扒渣，并进行两次以上搅拌，在进行扒渣时，可以先控制两个转动电机控制转动轴带动相应的滑轮转动到合适的位置上，继而使得两个滑轮可以收卷或是释放拉绳，这样一来便可以通过两个拉绳与扒渣网的连接，以及扭转弹簧的设置，使得扒渣网可以呈竖直状态下降，在利用伸缩电机的输出轴使得升降块带动扒渣网下降到工作釜底部后，控制两个转动电机复位转动，使得扒渣网可以在扭转弹簧的弹力作用下复位，然后贴合工作釜的底部铲动完成扒渣工作，随后反向重复上升步骤使得扒渣网可以完成另一个方向的铲动扒渣工作，并当温度降到745-745℃时，向熔体压入镁锭，待镁锭熔化后再进行搅拌扒渣；2）导炉、精炼：将经步骤1）得到的熔体经下料管将熔体导入静置炉，在进行下料的过程中，控制推进电机通过推进端推动斜面块滑动，继而使得斜面块可以通过卡槽推动升降座和堵塞块上升，使得堵塞块脱离下料口，继而使得熔体可以顺利的通过下料口和下料管进入到静置炉内，用氩气将精炼剂通入熔体进行精炼，其后进行扒渣，完成熔体净化处理；3）变质处理：将经步骤2）得到的熔体温度调整到770-780℃，然后将铝磷变质剂按20kg/t压入熔体，进行3次搅拌，每次搅拌间隔时间5-6min，搅拌时间7-8min；4）升温、静置：将经步骤3）得到的熔体温度调整到750℃-770℃，然后静置30min，然后将熔体通过流槽导入过滤箱、除气箱，进一步完成熔体净化，同时在过滤箱前端，通过喂丝机将铝钛硼丝均匀熔入铝熔体中；5）铸造：将经步骤4）得到的熔体进行铸造，铸造速度60-120mm/min，冷却水流量控制在40-90l/min；6）铸锭均质：将经步骤5）得到的铸锭进行均质处理，均质温度470-480℃，保温8-10h，然后出炉水冷，冷却强度≥200℃/h；7）型材棒材：将经步骤6）得到的铸锭进行加热350-400℃，挤压筒温度控制在350-380℃，采用棒材模具，型材速度2-4m/min，进行在线淬火挤压生产，在线冷却强度≥2℃/s。
12.与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本发明中用户可以借助伸缩电机等结构使得扒渣网可以自由的升降，借助两个转动电机以及两个拉绳等结构使得扒渣网可以在工作釜内转动，这样配合扒渣网和工作釜
靠近底座的特殊形状，使得扒渣网可以充分的将工作釜内的炉渣过滤出来，极大的保障了加工质量，同时借助堵塞块和工作釜的匹配设置，以及通过推进电机等结构使得堵塞块升降，可以在保障物料顺利转移的同时，避免有物料不参与加工工作，进一步的保障了产品的生产质量。
13.2、本发明的过共晶铝合金粗晶硅的平均尺寸≤50μm，最大尺寸≤80μm，可生产铸锭直径90-330mm，本发明采用铝磷变质剂，可以大幅度的限制粗晶硅的生长，通过多次搅拌，使熔体变质更加充分，本发明采用铝磷变质剂，可以大幅度的限制粗晶硅的生长，通过多次搅拌，使熔体变质更加充分，本发明的过共晶硅棒材h112状态硬度80-90hbw，和相同状态下的共晶硅相比，硬度提升25%以上，这样便可以制造出更好的铝合金活塞。
附图说明
14.图1为本发明提出的一种过共晶硅铝合金生产装置的正面结构剖视图；图2为图1中a结构的放大图；图3为本发明提出的一种过共晶硅铝合金生产装置的部分侧面结构剖视图。
15.图中：1底座、2支撑架、3工作釜、4工作腔、5导热板、6加热器、7升降槽、8升降块、9固定轴、10转动管、11扒渣网、12扭转弹簧、13伸缩电机、14拉绳、15转动电机、16滑轮、17下料口、18下料管、19堵塞块、20升降座、21卡槽、22斜面块、23推进电机、24限位套、25连接杆、26卡块、27导热液。
具体实施方式
16.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
17.参照图1-3，一种过共晶硅铝合金生产装置，包括底座1，底座1的上端面上固定连接有多个呈相互对称设置的支撑架2，多个支撑架2呈相互远离设置，多个支撑架2远离底座1的一端共同固定连接有工作釜3，工作釜3的内壁上设有工作腔4，工作腔4的内壁上固定连接有导热板5，工作腔4内设有导热液27，工作釜3的外壁上固定连接有加热器6，加热器6的输出端贯穿工作釜3设置，导热板5的两个内壁上均设有升降槽7，两个升降槽7内均滑动连接有升降块8，两个升降块8之间固定连接有固定轴9，固定轴9上转动连接有转动管10，转动管10上固定连接有扒渣网11，工作釜3靠近底座1的一端呈半圆形设置，扒渣网11的形状与工作釜3靠近底座1的一端呈匹配设置，这样设置使得扒渣网11在转动的过程中可以更好的贴合工作釜3的内壁，继而完成工作釜3内部的更全面过滤扒渣工作；固定轴9上套设有扭转弹簧12，扭转弹簧12的一端固定连接在转动管10的内壁上设置，且扭转弹簧12的另一端固定连接在固定轴9上设置，扭转弹簧12的设置使得转动管10和扒渣网11可以顺利的完成复位工作继而可以案子的盛放炉渣上升，工作釜3远离底座1的一侧壁上固定连接有伸缩电机13，伸缩电机13的输出轴贯穿工作釜3固定连接在其中一个升降块8上设置，扒渣网11上设有两个呈对称设置的控制结构，控制结构包括固定连接在扒渣网11靠近底座1一侧壁上的拉绳14，支撑架2上远离底座1的一侧壁上固定连接有转动电机15，转动电机15的转动轴上固定连接有滑轮16，拉绳14远离扒渣网11的一端缠绕在滑轮16上设置，拉绳14远离扒渣网11的一端固定连接在滑轮16上设置，工作釜3上设有下料结
构，下料结构包括设置在工作釜3靠近底座1一侧壁上的下料口17，工作釜3靠近底座1的一侧外壁上固定连接有下料管18，下料口17内滑动连接有堵塞块19，堵塞块19远离底座1的一端与工作釜3的内壁呈匹配设置，堵塞块19靠近底座1的一侧壁上固定连接有升降座20，升降座20靠近底座1的一侧壁上设有卡槽21，卡槽21内设有斜面块22，卡槽21内滑动连接有卡块26，卡块26固定连接在斜面块22上设置，卡块26的设置使得斜面块22在卡槽21内的滑动更加稳定；下料管18的外壁上固定连接有推进电机23，推进电机23的推进端贯穿下料管18固定连接在斜面块22上设置，升降座20上滑动连接有限位套24，限位套24的外壁上固定连接有连接杆25，连接杆25固定连接在下料管18的内壁上设置，这样设置使得堵塞块19和升降座20可以稳定的升降，继而完成物料排放和堵塞工作。
18.一种过共晶硅铝合金变质工艺，包括以下步骤：1）照质量分数配比，熔炼铝合金：首先开启加热器6，使得加热器6通过输出端对导热液27进行加热，继而完成对导热板5的加热工作，然后将铝锭放入到工作釜3内进行加热，将铝锭熔化后依次加入工业硅块、铝铜中间合金进行熔炼，熔炼温度通过加热器6设置在790℃-810℃，待配料完全熔化后，向工作釜3内撒入扒渣剂进行扒渣，并进行两次以上搅拌，在进行扒渣时，可以先控制两个转动电机15控制转动轴带动相应的滑轮16转动到合适的位置上，继而使得两个滑轮16可以收卷或是释放拉绳14，这样一来便可以通过两个拉绳14与扒渣网11的连接，以及扭转弹簧12的设置，使得扒渣网11可以呈竖直状态下降，在利用伸缩电机13的输出轴使得升降块8带动扒渣网11下降到工作釜3底部后，控制两个转动电机15复位转动，使得扒渣网11可以在扭转弹簧12的弹力作用下复位，然后贴合工作釜3的底部铲动完成扒渣工作，随后反向重复上升步骤使得扒渣网11可以完成另一个方向的铲动扒渣工作，这样一来便可以全面的对工作釜3内的炉渣进行过滤处理，极大的保障了产品的加工质量，并当温度降到745-745℃时，向熔体压入镁锭，待镁锭熔化后再进行搅拌扒渣；2）导炉、精炼：将经步骤1得到的熔体经下料管18将熔体导入静置炉，在进行下料的过程中，控制推进电机23通过推进端推动斜面块22滑动，继而使得斜面块22可以通过卡槽21推动升降座20和堵塞块19上升，使得堵塞块19脱离下料口17，继而使得熔体可以顺利的通过下料口17和下料管18进入到静置炉内，这样便可以在顺利完成物料转移的同时，借助堵塞块19贴合工作釜3的内壁，使得物料在加工时全部位于工作釜3内，继而可以在工作釜3内完成充分的加工工作，不会出现遗漏情况，进一步的保障了加工的质量，用氩气将精炼剂通入熔体进行精炼，其后进行扒渣，完成熔体净化处理；3）变质处理：将经步骤2）得到的熔体温度调整到770-780℃，然后将铝磷变质剂按20kg/t压入熔体，进行3次搅拌，每次搅拌间隔时间5-6min，搅拌时间7-8min；4）升温、静置：将经步骤3）得到的熔体温度调整到750℃-770℃，然后静置30min，然后将熔体通过流槽导入过滤箱、除气箱，进一步完成熔体净化，同时在过滤箱前端，通过喂丝机将铝钛硼丝均匀熔入铝熔体中；5）铸造：将经步骤4）得到的熔体进行铸造，铸造速度60-120mm/min，冷却水流量控制在40-90l/min；6）铸锭均质：将经步骤5）得到的铸锭进行均质处理，均质温度470-480℃，保温8-10h，然后出炉水冷，冷却强度≥200℃/h；
7）型材棒材：将经步骤6）得到的铸锭进行加热350-400℃，挤压筒温度控制在350-380℃，采用棒材模具，型材速度2-4m/min，进行在线淬火挤压生产，在线冷却强度≥2℃/s。
19.本发明经上述过程生产加工出的过共晶硅铝合金棒材化学成分及其质量百分比含量：si：15.0~18.0%，cu：4.0-5.0%，mg：0.4%~0.7%，p：0.08-0.12%，fe≤0:25%，ti≤0.1%，mn0.9~1.2%，re≤0.05%，其它元素单个≤0.05%、总和≤0.15%，同时过共晶铝合金粗晶硅的平均尺寸≤50μm，最大尺寸≤80μm，可生产铸锭直径90-330mm，过共晶硅棒材h112状态硬度80-90hbw，和相同状态下的共晶硅相比，硬度提升25%以上，极大的保障了铝合金活塞的质量，同时采用铝磷变质剂，可以大幅度的限制粗晶硅的生长，通过多次搅拌，使熔体变质更加充分，继而使得产品的质量得到了进一步的提升。
20.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。