铝合金铸造工艺与铸锭质量的关系

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铝合金铸造工艺与铸锭质量的关系
作者:史丽翠
来源:《科学与财富》2016年第03期

摘 要:按照当前铝合金铸造行业的发展模式,要求使用的设备应该是先进的铸造工艺设
备,只有先进的设备才能保证铸造行业的发展。除了要求使用设备之外还要思考铸造的参数,
参数是影响铸造工艺最主要的因素,本篇文章主要分析了铸造工艺对铸锭质量有什么影响。分
析哪些因素对铸锭影响的关系最大。

关键词:铝合金;铸造;参数;工艺;铸锭
对于铸锭效果来说,铸造的工艺会对其有一定的影响,例如温度以及速度等,冷却的强度
也会影响铸锭的质量,除了以上的几种因素之外,还有其他的因素会影响铸锭的质量,例如液
位高度还有开始铸造的条件以及在铸造结束后的条件等等。下面我们分析下铸造参数会对铸锭
的质量造成的影响。

1 铸造温度
铸造沏度通常是指液体金属从保温炉通过转注工具注入结晶器过程中具确良好流动性所需
要的温度。但是,目前铝合金熔铸大部分已应用了在线除气与过滤装置,铸造温度仍然按上述
的概念是不够全面与正确的。实践证明,在线除气装置中液体温度不同具除气效果也不同。因
此,要考虑在线除气装置除气效果对液体温度的要求。另外,还应考虑液体在结晶器内的气体
析出情况,因铸造温度低,液体在结晶器内的气体来不及上浮逸出液面,造成气孔、疏松,还
可能产生灾渣及冷隔等铸锭质量缺陷、铸造温度最高不宜超过熔炼温度。铸造温度过高会导致
铸造开始时漏铝。底部裂纹与拉裂,还可能产生羽毛品组织缺陷,又因为转注工具长度不同而
液体温降不同,在线装首有加热点,液体在转注过程中温度变化起伏大,所以科学规范铸造温
度应指注入结晶器内的液体温度一般情况下铸造温度比合金的实际结晶温度高50℃~70℃,
1xxx、3xxx系铝合金在铸造过机中过渡带较窄,铸造温度宜偏高;而2xxx、7xxx系合金的过
渡带较宽.铸造温度宜偏低。

2 铸造速度
铸造速度是指在规定的时间内,连续的铸造铸锭并且使其成型,这个时间的长度就是铸造
的速度。如果是按照老式的铸造方式来看,铸造速度是固定的,而且每一次的铸造都是相同的
速度。但是现在的铸造速度改变,其速度是曲线形状,在开始铸造的时候一直到结束其速度都
不是统一的。在速度变化的时候,就会影响铸锭的质量,而且铸锭还会有裂纹,甚至都会使铸
锭的性能出现变化。但是无论其速度怎样变化,都不能让其质量有太多的偏差,而且一般采用
的速度都是最高的速度。在使用老式铸造法的时候铸锭就会有裂缝,其解决方法通常是回火。
现代铸造法则取代了回火工艺,使辅助措施减少,而且还让人工的劳动量减轻。还能减少因为
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铸造速度而出现质量缺陷,控制铸锭的裂纹,制造出来的截面尺寸与规定的相同。按照规律,
如果出现的裂纹属于冷裂纹,那么就要提高铸造的速度。而出现的裂纹是热裂纹,就要控制铸
造的速度。

3 冷却强度
冷却强度也叫做冷却速度,就是铸锭由热变冷的过程,这一速度也会对铸锭质量带来影
响,甚至会影响铸锭的组织。冷却的速度上升,强度大,而铸锭就会快速结晶,并且其内部结
构分化的较细,但是冷却强度在增加的时候,铸锭的液穴变得越来越浅。过渡地带的尺寸在缩
短,当金属的条件改善之后,这样在铸锭的时候就不会有气孔,同时还能避免出现疏松现象。
在提高铸锭的密度上,还要再次的细化铸造物的结构,将结构中的某些区域缩小。

老式的铸造法在铸造的时候,一般使用的工具的都是分体结晶器,特别是在铸造铸锭的时
候,水套还有结晶器都要分开使用,我国在铸造工艺上技术水平上升,技术性强,使用的结晶
器都是一体的。老式的结晶器在铸造的时候会使用很多的水,而且还会造成大量的消耗,这是
因为结晶器在供水的时候属于封闭,不能循环供水,部分的冷却水不能起到很好的冷却作用,
在没有冷却效果的时候,采用的是二次冷却,但是二次冷却,的效果要比一次的差,这样在铸
锭的时候其中质量就会有缺陷。现在的铸造中使用的结晶器,也会消耗冷却水,但是消耗的数
量少,只是以往消耗的70%。国外在铸造铸锭的时候,一般使用的结晶器都是液压。这种结晶
器可以将正常的冷却速度加快,而且不用二次冷却,甚至可以消除冷却后再加热的现象,还能
减少铸造的人数,但是这种设备要求操作人必须具有很好的操作水平,可以轻松的操作好设
备。

在提高或者是降低冷却速度的时候,主要是靠温度来调节,一般来说,正确的冷却水温在
20°,水温要根据该地的位置以及气候而定,如果是温度较低的位置,可以适当的调整冷却水
温。而且供水使用的设备会对冷却速度有影响,使用的设备好,冷却的效果好,速度快,但是
使用的设备差,冷却的效果就会差,而冷却的速度也会变慢。厂房的温度对于冷却的速度也是
有变化的。这些变化都会改变铸造的铸锭质量。结晶器有多种功能,每一种功能都是按照工艺
编制而成的。因此可以根据铸造的工艺来设定冷却的强度。尤其是对一些在低温下不容易塑造
的硬合金。一般在铸造的时候,冷性裂纹以及热性裂纹会同时出现,在消除冷性裂纹的时候,
主要是提高铸造的温度,使金属发生变形。同时控制金属继续发生裂纹,这样才能保证是良性
的铸锭。

4 结晶器有效高度对铸锭质量的影响
结晶器有效高度指铸锭从液态冷凝成型过程中与结晶器工作面开始接触点到结晶器底缘的
距离。可以说,几十年来连续铸造的发展史,在某种程度上,也就是不断降低结晶器有效高度
的历史。从普通结晶器到矮结晶器,再到热顶、气幕结晶器,直到电磁结晶器,结晶器有效高
度一路下降,直至为零。结晶器有效高度对铸锭质量的重要性可见一斑。(1)结晶器有效高
度对铸锭组织的影响。随着结晶器有效高度的降低,一次冷却强度下降,二次直接冷却速度加
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快,溶质元素来不及扩散,活性质点多,晶内结构细。由于液穴变浅,过渡带变窄,有利于气
体和非金属夹杂物的上浮,疏松倾向小,铸锭致密度提高。(2)结晶器有效高度对铸锭力学
性能的影响。降低结晶器有效高度等于提早铸锭接受二次直接水冷的时间,使铸锭冷却强度增
大,导致两个结果:一是晶内结构更细小,二是液穴更平坦,组织致密性提高,从而使铸锭平
均力学性能(强度和塑性)提高。

结束语
稳定的铸锭质量是铸造工艺参数最佳组合的结果,而最佳铸造工艺参数是根据铸造理论与
实践结合而得出的。目前铝合金材料在性能方面要求更高,老式铸造工艺装备已经不适应新技
术发展的要求,加速其改造才能与时俱进。

参考文献
[1]何正夫,王荣莉.用电解铝液直接生产铝材坯料的晶粒度控制[J].有色金属加工,2012
(5).

[2]石钰.高强度铝合金扁铸锭先进制备技术及先进企业[J].金属世界,2010(4).
[3]郭世杰,王家淳,刘金炎,吴文祥,王乐酉.半连续铸造中脉冲水冷却技术对扁锭底部
翘曲的影响[J].特种铸造及有色合金,2010(6).

[4]孙德勤.提高铝合金铸锭质量的关键技术[J].铸造技术,2010(5).