一种小直径铝棒铸造方法与流程

　　导航：X技术最新专利金属材料;冶金;铸造;磨削;抛光设备的制造及处理,应用技术

　　随着铝材应用的越来越广泛，铝材在工业上的应用范围增加，对铝材物理性能的要求也越来越高。为了满足产品的挤压要求，需要生产小直径的棒材，如半径小于75mm的铝棒。这种铝棒如果采用常规的深井铸造方式，铝液在分流槽中由于重力作用流入结晶器，在结晶器的冷却作用下形成棒材；由于棒体的直径小，铝液冷却速度快，铝液容易堵塞结晶器，造成某根铝棒铸造失败；另外，由于铝液流通截面的面积小，不同铝棒的流速不平衡，而铝棒的堵头是水平同步下降的，容易造成铝棒的铸造缺陷。

　　本发明实施例为了解决小直径铝棒铸造缺陷多的技术问题，提供一种小直径铝棒铸造方法，可实现铸造过程铝液的流速控制，满足铸棒工艺的要求。

　　s002、与结晶器配合的模头下降，同时对通过结晶器的铝液进行冷却，实现铝棒铸造。

　　作为上述方案的改进，将铝液加压通入结晶器中，具体是指：将铝液依次通入保温单元、封闭式流槽和结晶器中，所述保温单元、封闭式流槽和结晶器依次连接；当所述保温单元流入铸造对应数量的铝棒所需的铝液后，关闭铝液流入保温单元的通道；所述保温单元的上部通过加压单元加压。

　　作为上述方案的改进，将所述封闭式流槽分成不同铸造区域，不同铸造区域的铝液供给由不同的所述保温单元提供。

　　作为上述方案的改进，所述保温单元的上部通过加压单元加压是指，所述加压单元为设于保温单元顶部的气缸，所述气缸的活塞杆受驱动机构驱动而向下移动，将气缸中的气体压入保温单元中。

　　作为上述方案的改进，铸造过程中，所述气缸的活塞杆的移动距离与模头的下降距离成预定比例关系。

　　作为上述方案的改进，所述保温单元内设有发热元件，铝液通入保温单元后，所述发热元件对铝液加温到预定工艺温度。

　　作为上述方案的改进，熔炉中的铝液通过流槽流入保温单元中，在所述保温单元流入铸造对应数量的铝棒所需的铝液后，通过设于流槽上的闸板阀关闭铝液流入保温单元的通道。

　　铸造过程中，由于铝液受到大于普通大气压的压力作用，因此它的流速会比单单依靠重力的流速快，通过控制加压的压力可以精确控制铝液的流速，提高铝棒铸造质量。

　　另外，本方法采用保温单元存储足够对应的铝棒铸造数量的铝液，类似于预存的设计，使得铝棒铸造不受流槽大小限制，铸造更加灵活。

　　另一方面，由于本申请采用将一个流槽板分成多个铸造单元，每个铸造单元通过一组独立的加压机构进行加压，铸造过程中，所有气缸的活塞杆的移动距离保持一致，使得如果某个结晶器中的铝液流动过快，其对应的铝液的压力会比其他加压机构对应的铝液的压力低，此结晶器的铝液流动会随之减慢，使模头架上所有铝棒的铸造质量均匀统一，稳定性高。

　　图3是本发明一种铝合金的高速铸棒设备的密封保温箱与流槽板的装配状态示意图。

　　为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。仅此声明，本发明在文中出现或即将出现的上、下、左、右、前、后、内、外等方位用词，仅以本发明的附图为基准，其并不是对本发明的具体限定。

　　本发明第一实施例提供了一种小直径铝棒铸造方法，包括以下步骤：s001、将铝液加压通入结晶器中；s002、与结晶器配合的模头下降，同时对通过结晶器的铝液进行冷却，实现铝棒铸造。

　　将铝液加压通入结晶器中，具体是指：将铝液依次通入保温单元、封闭式流槽和结晶器中，所述保温单元、封闭式流槽和结晶器依次连接；当所述保温单元流入对应数量的铝棒铸造所需的铝液后，封闭铝液流入保温单元的通道；所述保温单元的上部通过加压单元加压。

　　为了保证铸造质量和铸造效率，应当将所述封闭式流槽分成不同铸造区域，不同铸造区域的铝液供给由不同的所述保温单元提供。

　　所述保温单元的上部通过加压单元加压是指，所述加压单元为设于保温单元顶部的气缸，所述气缸的活塞杆受驱动机构驱动而向下移动，将气缸中的气体压入保温单元中。

　　根据本发明第一实施例，铸造过程中，所有气缸的活塞杆的移动距离保持一致。

　　根据本发明第二实施例，与第一实施例的不同之处在于，所述气缸的活塞杆的移动距离与模头的下降距离成预定比例关系。

　　优选地，所述保温单元内设有发热元件，铝液通入保温单元后，所述发热元件对铝液加温到预定工艺温度。熔炉中的铝液通过流槽流入保温单元中，在所述保温单元流入对应数量的铝棒铸造所需的铝液后，通过设于流槽上的闸板阀封闭铝液流入保温单元的通道。

　　为了实施本申请第一实施例所提供的铸棒方法，本发明第三实施例提供了一种铝

　　合金的高速铸棒设备，如图1-图3所示，包括流槽板1、密封保温箱2、第一分流槽3、加压机构和模头架4；所述流槽板1上设有第二分流槽5，所述第二分流槽5上设有上下贯穿所述流槽板1的铸造孔6，所述铸造孔6下端安装有结晶器(图中未画出)；若干所述密封保温箱2设于所述流槽板1上方，所述密封保温箱2底部与第二分流槽5连通；所述第一分流槽3连接所述密封保温箱2，用于将熔炉中的铝液引导到密封保温箱2中；所述加压机构用于通过气体对所述密封保温箱2内的铝液加压。

　　采用上述方案，铝液可以在加压机构的压力下从结晶器送出，铝液的流速受到加压机构的压力控制，满足铸棒工艺的要求。

　　其中，所述加压机构为对应设于所述密封保温箱2设置的气缸7，动力机构通过驱动所述气缸7的活塞杆伸缩，往所述密封保温箱2注入气体。所述模头架4上设有模头8，所述模头8与结晶器配合设置，在铝棒铸造过程中，所述模头架4通过额外的驱动机构，如液压缸或曳引机等驱动水平下降。

　　所述流槽板1上表面设有流槽封闭板9，所述流槽封闭板9将所述第二分流槽5的上方空间封闭，使所述第二分流槽5通过铸造孔6和密封保温箱2与流槽封闭板9之间的连通孔10与外界连通。

　　优选地，所述流槽封闭板9上设有插板阀11，所述插板阀11用于控制第一流槽与所述密封保温箱2之间的连通和切断。

　　优选地，所述流槽封闭板9上还设有进气阀12。在铸造开始前，氮气通过所述进气阀12通入所述密封保温箱2中。氮气是惰性气体，可以防止铸造过程铝液爆燃等意外。

　　采用本铸棒方法，铸造过程中，由于铝液受到大于普通大气压的压力作用，因此它的流速会比单单依靠重力的流速快，通过控制加压的压力可以精确控制铝液的流速，提高铝棒铸造质量。

　　另外，本方法采用保温单元存储足够对应的铝棒铸造数量的铝液，类似于预存的设计，使得铝棒铸造不受流槽大小限制，铸造更加灵活。

　　另一方面，由于本申请采用将一个流槽板分成多个铸造单元，每个铸造单元通过一组独立的加压机构进行加压，铸造过程中，所有气缸的活塞杆的移动距离保持一致，使得如果某个结晶器中的铝液流动过快，其对应的铝液的压力会比其他加压机构对应的铝液的压力低，此结晶器的铝液流动会随之减慢，使模头架上所有铝棒的铸造质量均匀统一，稳定性高。

　　根据本发明第三实施例，所述动力机构是连接模头架4和气缸7的活塞杆的连接杆13。所述气缸7的活塞杆71与同步动作板14连接，所述同步动作板14连接所述连接杆13。

　　为了实施本申请第二实施例所提供的铸棒方法，本发明第四实施例提供了一种铝合金的高速铸棒设备，与第三实施例的不同之处在于，所述动力机构是连接模头架4和气缸7的活塞杆的比例驱动机构，所述比例驱动机构以模头架4的移动距离为输入量，以一定比例控制所述气缸7的活塞杆的移动距离。具体地，所述比例驱动机构可以是钢丝绳和滑轮组，所述钢丝绳一端连接模头架4，另一端绕入滑轮组后连接气缸7的活塞杆，根据连入的滑轮组的不同，模头架4移动时，活塞杆的移动距离的比例不同。所述比例驱动机构也可以是齿轮组，所述模头架4和活塞杆与不同的齿条连接，对应的齿条连入齿轮组的输入齿轮和输出齿轮中，根据连入的齿轮组的不同，模头架4移动时，活塞杆的移动距离的比例不同。

　　本方案的工作原理是：铸造开始前，模头架4与流槽板1紧贴，模头8与结晶器密闭连接。当铸造开始后，模头架4下降，模头8开始与结晶器脱离，由于结晶器通有冷却水，经过结晶器的铝液会被快速冷却，变成固体的铝棒跟随模头8下降。在此过程中，由于铝液受到加压机构的压力作用，因此它的流速会比单单依靠重力的流速快，铝液的流速通过加压机构的压力调节，因此可以精确控制铝液的流速，提高铝棒铸造质量。另外，本方法采用密封保温箱存储足够对应的铝棒铸造数量的铝液，类似于预存的设计，使得铝棒铸造不受流槽大小限制，铸造更加灵活。另一方面，由于本申请采用将一个流槽板分成多个铸造单元，每个铸造单元通过一组独立的加压机构进行加压，而且每组加压机构与模头架连动，使得如果某个结晶器中的铝液流动过快，其对应的铝液的压力会比其他加压机构对应的铝液的压力低，此结晶器的铝液流动会随之减慢，使模头架上所有铝棒的铸造质量均匀统一，稳定性高。

　　以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

　　1. 金属材料表面改性技术 2. 超硬陶瓷材料制备与表面硬化 3. 规整纳米材料制备及应用研究

　　1.数字信号处理 2.传感器技术及应用 3.机电一体化产品开发 4.机械工程测试技术 5.逆向工程技术研究

　　1.精密/超精密加工技术 2.超声波特种加工 3.超声/电火花复合加工 4.超声/激光复合加工 5.复合能量材料表面改性 6.航空航天特种装备研发

　　1. 先进材料制备 2. 环境及能源材料的制备及表征 3. 功能涂层的设计及制备 4. 金属基复合材料制备