铝合金空心锭矮结晶器热顶连续铸造工艺

铝合金热顶铸造空心铸锭缺陷及改进研究摘要：本论文研究了铝合金热顶铸造空心铸锭的缺陷问题及改进方法。

通过对现有铝合金热顶铸造工艺的分析和实验研究，发现空心铸锭中存在着多种缺陷，如气孔、夹杂物等。

针对这些问题，本文进行了一系列改进措施试验设计，包括优化炉温控制、熔炼工艺、铸造系统设计等。

工艺验证表明改进措施能有效减少缺陷产生，提高空心铸锭的质量。

该研究对于提高铝合金热顶铸造工艺的稳定性和可靠性具有一定的参考价值。

关键词：铝合金热顶铸造；改进措施；铸造工艺引言铝合金热顶铸造空心铸锭工艺在工业生产中应用广泛，通过空心铸锭生产产品可大大缩短加工工艺流程，减少加工过程废料产生，达到更加经济、高效的目的。

空心铸锭生产铸造系统与实心铸锭系统虽然相似，但是相比之下多了用来成形铸锭中空的装置，对空心锭生产过程工艺控制要求更高，目前对铝合金热顶铸造空心铸锭的技术研究较少，尤其是对铸锭中存在气孔、夹杂物等缺陷问题亟需解决。

本文通过优化炉温控制、熔炼工艺和铸造系统设计等方法，研究其对空隙铸锭产生缺陷的影响，旨在提升铝合金空心铸锭热顶铸造工艺稳定性[[1]]。

1.铝合金热顶铸造空心铸锭的缺陷分析1.1对现有铝合金热顶熔铸工艺进行分析现有的铝合金热顶熔铸工艺主要包括熔炼、铸造两个方面。

熔炼主要产生问题在于废料比、熔炼时间、精炼这三个方面。

废料比过高会导致夹渣风险的上升；熔炼时间过长会导致铝液吸氢严重出现气孔；精炼不充分会造成铸锭夹渣。

铸造主要产生问题在于空心锭偏心问题、空心锭内孔漏铝问题。

空心锭偏心问题主要是结晶器设计不合理、本身芯子与外部结晶器空隙不一致产生，或者内外部水流量不一致，芯子与结晶器材质不一致均会导致；空心锭内孔漏铝问题主要为内部冷却强度过大或结晶器水孔角度设计不合理产生。

1.2热顶铸造空心锭缺陷类型及其影响铝合金热顶铸造空心铸锭存在多种缺陷类型，其中主要包括气孔、夹杂物和漏铝。

气孔是由于熔融铝合金中的气体析出而形成的孔洞，会降低铸锭的密度，进而影响铸锭的强度和耐腐蚀性，同时还会影响铸锭的表面质量和涂装效果[[2]]。

[铝合金铸造工艺]铝合金铸造工艺简介[铝合金铸造工艺]铝合金铸造工艺简介篇一 : 铝合金铸造工艺简介铝合金铸造工艺简介一、铸造概论在铸造合金中，铸造铝合金的应用最为广泛，是其他合金所无法比拟的，铝合金铸造的种类如下:由于铝合金各组元不同，从而表现出合金的物理、化学性能均有所不同，结晶过程也不尽相同。

,)故必须针对铝合金特性，合理选择铸造方法，才能防止或在许可范围内减少铸造缺陷的产生，从而优化铸件。

1、铝合金铸造工艺性能铝合金铸造工艺性能，通常理解为在充满铸型、结晶和冷却过程中表现最为突出的那些性能的综合。

流动性、收缩性、气密性、铸造应力、吸气性。

铝合金这些特性取决于合金的成分，但也与铸造因素、合金加热温度、铸型的复杂程度、浇冒口系统、浇口形状等有关。

流动性流动性是指合金液体充填铸型的能力。

流动性的大小决定合金能否铸造复杂的铸件。

在铝合金中共晶合金的流动性最好。

影响流动性的因素很多，主要是成分、温度以及合金液体中存在金属氧化物、金属化合物及其他污染物的固相颗粒，但外在的根本因素为浇注温度及浇注压力的高低。

实际生产中，在合金已确定的情况下，除了强化熔炼工艺外，还必须改善铸型工艺性，并在不影响铸件质量的前提下提高浇注温度，保证合金的流动性。

收缩性收缩性是铸造铝合金的主要特征之一。

一般讲，合金从液体浇注到凝固，直至冷到室温，共分为三个阶段，分别为液态收缩、凝固收缩和固态收缩。

合金的收缩性对铸件质量有决定性的影响，它影响着铸件的缩孔大小、应力的产生、裂纹的形成及尺寸的变化。

通常铸件收缩又分为体收缩和线收缩，在实际生产中一般应用线收缩来衡量合金的收缩性。

铝合金收缩大小，通常以百分数来表示，称为收缩率。

?体收缩体收缩包括液体收缩与凝固收缩。

铸造合金液从浇注到凝固，在最后凝固的地方会出现宏观或显微收缩，这种因收缩引起的宏观缩孔肉眼可见，并分为集中缩孔和分散性缩孔。

集中缩孔的孔径大而集中，并分布在铸件顶部或截面厚大的热节处。

铝合金铸造工艺简析一、铸造的分类重力铸造、低压铸造、压力铸造，我厂主要为重力铸造，利用重力自行流入模具，通过结晶器进行梯度降温，让铝合金按顺序凝固的铸造方式铸造铸棒。

二、铝液的熔炼铝合金熔炼简单知识影响铝液质量的主要因素：铝液中的含气量和氧化夹杂物。

在铝合金熔体（铝液）中溶解的气体有：H2、CO2、CO、N2、C n H m（碳氢化合物）等气体；其中以H2为主。

分析铝合金中的气体成分，证明H2占85﹪以上，因而铝合金的“含气量”可以近似地视为“含氢量”。

铝液中的氢主要来自高温铝液和溶解在其中的水发生化学反应生成氢。

铝液中气体的主要来源：１.燃料：火焰反射炉熔炼铝合金时，煤气中的水分以及燃烧时产生的水分易进入熔体（铝液）；２.大气：熔炼过程中，大气中的水蒸气被熔体（铝液）吸收；３.炉衬：烘炉不彻底时，炉衬表面吸附的水分以及砌制时泥浆中的水分在熔炼头几个班次时对熔体（铝液）中的气体含量将有明显的影响；４.炉料：吸附在炉料（包括铝锭和辅料）表面上的湿气，在熔化过程中起化学作用而产生的氢将被溶解，如果炉料放置过久，且表面有油污，对熔体（铝液）的吸气量尤有影响；５.熔炼工具：如果熔炼工具干燥不好，易使熔体（铝液）的吸气量增加；６.倒料过程中：如果熔体（铝液）落差大或液流翻滚过急时也会使气体及氧化夹杂卷入熔体（铝液）；高温时铝和水汽的反应：2Al+3H2O Al2O3+3H2（溶入铝液中）当在水汽比较多的环境下，剧烈反应，引起爆炸，造成事故。

当在干空气条件下（水分较少），水汽也能和铝液起反应，因此在铝液中总是含有一定数量的氢。

铝液中的氧化夹杂：铝液与空气中的氧气O2、氮气N2、在高温下发生化学反应生成氧化夹杂物，其中以生成的氧化膜（Al2O3)对铝液的污染最大。

这些氧化夹杂的熔点都较高，如氧化铝的熔点约为2050℃，所以铝液中的氧化夹杂主要以固态形式存在，严重影响我们熔炼的铝液质量。

氧化夹杂表面疏松，能吸附空气中的水汽和氢，增加了铝液中的气体含量。

铸造工艺参数对铸锭质量的影响1、冷却速度对铸锭质量的影响冷却速度指铸锭的降温速度，又称冷却强度，用单位时间内下降的温度来表示，常用单位是℃/s。

但在实际生产中，这个单位不便于控制，由于在既定条件下，各种工具和工艺条件都是预先确定的，因此生产现场多采用冷却水压或冷却水流量作为冷却速度的度量。

在连续铸造过程中，铸锭内各点在同一时刻的冷却速度以及同一点在不同时刻的冷却速度都是变化的。

(1)冷却速度对铸锭组织的影响在直接水冷半连续铸造时，随着冷却强度的增加，铸锭结晶速度提高，熔体中溶质元素来不及扩散，过冷度增加，晶核增多，因而所得晶粒细小；同时，过渡带尺寸缩小，铸锭致密度提高，减小了疏松倾向。

此外提高冷却速度，还可细化一次晶化合物尺寸，减小区域偏析的程度。

铸模的导热条件是显著影响铸锭组织的重要因素，尤其是边缘部位的组织。

图1示出了扁铸锭中枝晶网尺寸分布情况：A是铸模中金属水平高的情况；B是铸模中金属水平低的情况；C是电磁铸造的，金属不和铸模接触，完全依靠喷射到铸锭上的水流把热量带走。

图1 在不同水平铸造或电磁铸造的扁锭中的IPP分布情况(2)冷却速度对铸锭力学性能的影响。

冷却速度是决定铸锭力学性能的基本因素。

通常，随冷却速度增大，铸锭的平均力学性能得到提高。

冷却速度的这种作用主要是由下面两个原因引起的：一是随冷却速度增大，铸锭结晶速度提高，晶内结构细化；二是随冷却速度增大，铸锭过渡带尺寸缩小，铸锭致密度提高。

此外，提高冷却速度，还可细化一次晶化合物的尺寸，减小区域偏析的程度。

但是，合金成分不同，冷却速度对铸锭力学性能影响的程度是不一样的，对变形铝合金而言，大致可分为四个基本的类型：第一类是在所有温度下(从室温到熔点)均呈单相的合金，如各种牌号的高纯铝、工业纯铝、5A66、7A01等。

这些合金的铸态力学性能同冷却速度的关系不太强烈，冷却速度仅在能消除破坏金属连续性的缺陷(疏松、气孔)的极限速度之前有影响(见图2a)。

连续铸轧工艺技术规程目录1. 目的及适用围2. 连续铸轧工艺流程3. 熔炼工艺技术规程4. 精练工艺技术规程5. 铸轧工艺技术规程6. 供料嘴组装工艺技术规程7. 液化气喷涂工艺技术规程8. 炉外除气工艺技术规程9. 附件:9.1 化学成分控制标准9.2 轧辊磨削工艺技术要求9.3 烘炉制度、洗炉制度9.4 废料分级标准9.5 试样切取要求连续铸轧工艺技术操作规程1目的及适用围1.1目的:规工艺操作，保证产品质量。

1.2适用围:本规程适用于？ 960X1850mm 倾斜式铸轧机连续铸轧工艺技术规程。

2连续铸轧工艺流程连续铸轧的原料为：铝锭、铝水、待回炉废料，成品为铸轧带材。

其生产工艺流程如下：铝锭、铝水、待回炉废料---|熔炼及配料—精练—铸轧—成品铸轧卷3熔炼工艺技术规程3.1、连续铸轧的原料为：铝水、铝锭、待回炉废料、中间合金、易挥发合金。

3.2、熔炼炉装炉顺序为：小片料---板片料——难熔难挥发合金---铝水--- 易挥发合金。

3.3、各种炉料应均匀平坦分布在炉子中央或稍靠近烟道及烧咀大火交叉处，同时不可堵住喷嘴。

3.4、使用电解铝水时必须配入30%〜35%的冷料。

3.5、装炉炉料应干净，无油污、无杂质、无水分等。

3.6、按要求进行配料和装炉。

加料要迅速，以尽量减少炉热量损失，同时计算各种牌号废杂料的化学成分及用量。

3 .7 、当炉料化平后应立即对熔体进行搅拌，加快固体料熔化速度并向炉均匀撒入一层覆盖剂，用量为1kg/t.Al.3.8 、炉料完全融化完毕后进行取样分析，式样在炉子中间部位舀取，取样勺距炉底约100mm ，式样在两个炉门共取两个，进行炉前分析，（最终试样以溜槽中所取为准）如果计算值与试样成份差值大于20% 时应重新搅拌取样。

3.9 、根据炉前分析结果进行配料，加入合金时要分别在两个炉门向不同位置加入，加入合金时铝液温度不得低于720 Co3.10 、向表面撒一层覆盖剂用量为20 kg ，关闭炉门进行保温，准备倒炉。

铝合金空心铸锭热顶铸造中的缺陷分析及避免方法杜新宇【摘要】铝合金空心铸锭在生产过程中容易出现铸锭内孔偏心、内孔拉裂及漏铝问题,造成铸造成品率低,增加生产成本,内孔偏心的空心锭在挤压时会影响挤压出的铝合金无缝管的质量.因此,寻求更加完善的铝合金空心锭铸造方法成为迫切需要解决的问题.根据试验结果,简要介绍了铝合金热顶铸造空心锭实际应用技术,分析了铝合金热顶铸造空心锭在生产过程中容易出现的铸锭内孔偏心、内孔拉裂、漏铝等问题产生的原因,制定了工艺改进措施,重点对实践中发现铸造工具存在的不足之处进行了结构改进,经试验表明热顶铸造空心锭壁厚均匀,满足了挤压用空心锭的质量要求,生产出的铝合金无缝管质量合格.【期刊名称】《轻合金加工技术》【年(卷),期】2018(046)011【总页数】4页(P16-19)【关键词】铝合金空心铸锭;热顶铸造;铸锭偏心;内孔拉裂;漏铝【作者】杜新宇【作者单位】南阳理工学院,河南南阳473004【正文语种】中文【中图分类】TG292铝合金无缝管主要是在双动挤压机(亦称管材挤压机)上进行生产。

由于挤压铝合金无缝管采用的是锥形模，对铸锭毛坯的内外表面质量要求较高，否则生产出的无缝管内外表面质量较差。

传统使用的空心铸锭毛坯主要采用DC铸造法，生产的空心铸锭经车皮、镗孔或热剥皮后使用。

这种工艺方法不但增加3%～5%的几何废料，而且将一级铝合金料变为三级废料。

若重熔使用，烧损率将超过10%，这不但造成铝资源的浪费，同时增加了生产成本。

在单动挤压机(亦称型材挤压机)上挤压生产无缝管，使用的铸锭毛坯多数采用热顶铸造实心锭，在车床上钻孔后作为挤压管材的毛坯。

虽然多数锭坯的内孔较小，但同样存在一级料变为三级废料的问题。

如加工时中心对的不正，锭坯内径出现偏心，会使挤压的管材产生偏心废品而报废。

若钻孔时进给太快，致使锭坯内孔壁螺旋线痕过深，挤压出的铝合金无缝管内壁产生周期性的鱼鳞裂纹，会使挤压管材报废。

第1篇摘要：铝合金因其具有轻质、高强度、耐腐蚀等优点，在航空航天、汽车制造、建筑等领域得到了广泛的应用。

铝合金铸造是将熔融的铝合金液注入铸模中，经过凝固、冷却和脱模等过程，最终获得具有一定形状和尺寸的铝合金铸件。

本文介绍了铝合金铸造工艺的基本原理、分类、特点以及在实际应用中的注意事项。

一、铝合金铸造工艺的基本原理铝合金铸造工艺是将熔融的铝合金液注入铸模中，使其在铸模内冷却、凝固、结晶，最终形成具有一定形状和尺寸的铝合金铸件。

其基本原理如下：1. 熔融：将铝合金原料在熔炉中加热至熔点，使其熔化成液态。

2. 注入：将熔融的铝合金液通过注管注入铸模中。

3. 冷却：铸模内的铝合金液在冷却介质（如水、空气等）的作用下逐渐凝固。

4. 结晶：凝固过程中，铝合金液中的溶质和杂质逐渐析出，形成晶体。

5. 脱模：铸件凝固、冷却至室温后，从铸模中取出。

6. 后处理：对铸件进行清理、去毛刺、热处理等工序，以提高其性能。

二、铝合金铸造工艺的分类1. 按照铸模材料分类：（1）金属模铸造：铸模由金属制成，如铸铁、钢等。

（2）非金属模铸造：铸模由非金属材料制成，如石墨、砂等。

2. 按照冷却方式分类：（1）水冷铸造：铸模表面涂有水冷材料，冷却速度快。

（2）风冷铸造：铸模表面涂有风冷材料，冷却速度较慢。

3. 按照铸件结构分类：（1）砂型铸造：适用于形状复杂、尺寸较大的铸件。

（2）金属型铸造：适用于形状简单、尺寸较小的铸件。

（3）压铸：适用于形状复杂、尺寸精度要求高的铸件。

三、铝合金铸造工艺的特点1. 生产效率高：铝合金铸造工艺可实现大批量生产，提高生产效率。

2. 成本低：铝合金铸造工艺设备简单，操作方便，生产成本低。

3. 适用范围广：铝合金铸造工艺可适用于各种形状、尺寸和性能要求的铸件。

4. 节能环保：铝合金铸造工艺在生产和应用过程中，具有较好的节能环保性能。

四、铝合金铸造工艺在实际应用中的注意事项1. 铝合金熔融温度：铝合金熔融温度过高或过低都会影响铸件质量，应严格控制熔融温度。

一种铝合金铸造铸锭的方法及用该铸锭挤压型材的方法篇一：摘要:本文介绍了一种铝合金铸造铸锭的方法及用该铸锭挤压型材的方法。

该方法采用连续铸造技术,在高精度设备下完成,生产效率高,产品质量稳定。

同时,通过对铸锭内部组织的研究,成功开发出一种新型铝合金挤压型材,具有较高的机械性能和附加值。

正文:一、铝合金铸造铸锭的方法1. 设备选择本方法采用连续铸造技术,主要设备包括:压力机、高温预热炉、熔炉、退火炉、铸造机、冷却系统等。

其中,压力机是实现铸锭过程的关键技术设备,其主要功能是将铝合金熔体注入铸锭模具中,保证铸锭质量。

2. 工艺流程(1)铝合金熔体处理:将铝合金矿石等原材料加热至熔点以上,进行熔体处理,以去除杂质和形成良好的熔体结构。

(2)铸造过程:将熔体注入铸锭模具中,通过压力机实现铸锭过程,形成铸锭。

(3)退火处理:铸锭经过退火炉进行退火处理,以去除铸锭表面的应力和氧化皮。

(4)高温预热:将铸锭放入高温预热炉中进行高温预热,以提高铝合金的机械性能。

(5)冷却处理:将铸锭从高温预热炉中取出,放入冷却系统等进行冷却处理,以降低铝合金的硬度和强度。

(6)检验和加工:对铸锭进行检验,如重量、密度、硬度等,然后进行加工,如切割、挤压等。

二、用该铸锭挤压型材的方法1. 设备选择本方法采用连续挤压技术,主要设备包括:压力机、高温预热炉、熔炉、退火炉、铸造机、冷却系统等。

其中,压力机是实现挤压过程的关键技术设备,其主要功能是将铝合金熔体注入挤压模具中,保证挤压产品的质量。

2. 工艺流程(1)铝合金熔体处理:将铝合金矿石等原材料加热至熔点以上,进行熔体处理,以去除杂质和形成良好的熔体结构。

(2)铸造过程:将熔体注入挤压模具中,通过压力机实现挤压过程,形成挤压型材。

(3)退火处理:挤压型材经过退火炉进行退火处理,以去除挤压型材表面的应力和氧化皮。

(4)高温预热:将挤压型材放入高温预热炉中进行高温预热,以提高挤压型材的机械性能。