一種制備鋁合金管材鑄錠的結(jié)晶器的制造方法
【專利摘要】一種制備鋁合金管材鑄錠的結(jié)晶器，涉及制備鋁合金管材鑄錠的工具。本發(fā)明解決現(xiàn)有變形鋁合金管材采用圓鑄錠擠壓制作而造成生產(chǎn)效率低的問題。裝置由外結(jié)晶器及內(nèi)結(jié)晶器組成；外結(jié)晶器包括水套及結(jié)晶槽；水套上設(shè)置進(jìn)水孔，水套下緣設(shè)置出水槽；在水套上緣與下緣之間設(shè)有連接螺絲孔；結(jié)晶槽內(nèi)設(shè)有導(dǎo)流螺旋筋板，結(jié)晶槽上端設(shè)有支架放置槽，且周向均布螺絲孔，結(jié)晶槽下端設(shè)有出水槽導(dǎo)流面；內(nèi)結(jié)晶器包括芯子、支架、錐形芯及芯子進(jìn)水接頭；芯子包括芯子的結(jié)晶壁、出水孔和螺絲孔；內(nèi)結(jié)晶器通過支架安裝在外結(jié)晶器的結(jié)晶槽。本發(fā)明用于一種制備鋁合金管材鑄錠的結(jié)晶器。
【專利說明】一種制備鋁合金管材鑄錠的結(jié)晶器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及制備鋁合金管材鑄錠的工具。
【背景技術(shù)】
[0002]變形鋁合金管材一般采用變形鋁合金圓鑄錠經(jīng)擠壓制作而成，在這個(gè)加工過程中由于所需擠壓力大，生產(chǎn)效率低下，若采用管材鑄錠，生產(chǎn)效率會在很大程度上得到提高。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明是要解決現(xiàn)有變形鋁合金管材采用圓鑄錠擠壓制作而造成生產(chǎn)效率低的問題，而提供了一種制備鋁合金管材鑄錠的結(jié)晶器。
[0004]本發(fā)明一種制備鋁合金管材鑄錠的結(jié)晶器由外結(jié)晶器及內(nèi)結(jié)晶器組成；外結(jié)晶器包括水套及結(jié)晶槽，水套與結(jié)晶槽通過螺絲連接，連接處用橡膠墊密封；所述的水套上對稱設(shè)置2個(gè)進(jìn)水孔，水套下緣均勻設(shè)置出水槽；在水套上緣與下緣之間陣列設(shè)有連接螺絲孔；所述的結(jié)晶槽包括結(jié)晶槽的結(jié)晶壁、導(dǎo)流螺旋筋板、螺絲孔、支架放置槽和出水槽導(dǎo)流面；結(jié)晶槽內(nèi)設(shè)有2根位置對稱的導(dǎo)流螺旋筋板，結(jié)晶槽上端設(shè)有支架放置槽，且周向均布螺絲孔，結(jié)晶槽下端設(shè)有出水槽導(dǎo)流面；所述的內(nèi)結(jié)晶器包括芯子、支架、錐形芯及芯子進(jìn)水接頭，芯子與錐形芯通過螺紋連接，芯子與芯子進(jìn)水接頭通過螺絲連接，連接處橡膠圈密封，支架與進(jìn)水接頭通過螺紋連接；所述的芯子包括芯子的結(jié)晶壁、出水孔和螺絲孔；芯子上端設(shè)有螺絲孔，芯子下端設(shè)有出水孔；所述的內(nèi)結(jié)晶器通過支架安裝在外結(jié)晶器的結(jié)晶槽上。
[0005]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):1、外結(jié)晶器的結(jié)晶槽內(nèi)設(shè)有導(dǎo)流螺旋筋板，對進(jìn)入結(jié)晶器內(nèi)的水進(jìn)行重新分配，可以使結(jié)晶器水冷均勻，降低因鑄錠裂紋傾向性。
[0006]2、根據(jù)合金種類和規(guī)格設(shè)計(jì)了合適的母線與軸線夾角的正切值的芯子的結(jié)晶壁，減小了鑄造過程中的鑄錠與內(nèi)結(jié)晶器之間的摩擦力，減輕了鑄錠拉裂、鑄造懸掛、內(nèi)壁裂紋的傾向。
[0007]3、實(shí)現(xiàn)了外結(jié)晶器和內(nèi)結(jié)晶器水冷強(qiáng)度單獨(dú)控制，鑄錠內(nèi)應(yīng)力分布均勻，降低了裂紋傾向性。
[0008]4、通過進(jìn)水接頭與支架的螺紋連接，調(diào)整芯子伸入外結(jié)晶器中高度，改變了二次水冷部位，減輕了鑄錠裂紋的傾向性。
[0009]5、設(shè)計(jì)了錐形芯，實(shí)現(xiàn)了內(nèi)結(jié)晶器水量分配的均勻，減輕鑄錠裂紋傾向。
[0010]6、本發(fā)明的一種制備鋁合金管材鑄錠的結(jié)晶器可采用管材鑄錠，因而提高了生產(chǎn)效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明制備鋁合金管材鑄錠的結(jié)晶器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2為外結(jié)晶器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖3為內(nèi)結(jié)晶器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖4為外結(jié)晶器的水套的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖5為圖4的B-O-B的剖視圖；
[0016]圖6為外結(jié)晶器的結(jié)晶槽的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖7為內(nèi)結(jié)晶器芯子結(jié)構(gòu)不意圖；
[0018]圖8為內(nèi)結(jié)晶器支架結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖9為內(nèi)結(jié)晶器支架俯視圖；
[0020]圖10為內(nèi)結(jié)晶器維形芯結(jié)構(gòu)不意圖；
[0021]圖11為內(nèi)結(jié)晶器芯子進(jìn)水接頭結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]【具體實(shí)施方式】一:結(jié)合圖1至圖11，本實(shí)施方式是一種制備鋁合金管材鑄錠的結(jié)晶器由外結(jié)晶器I及內(nèi)結(jié)晶器2組成；外結(jié)晶器I包括水套1-1及結(jié)晶槽1-2，水套1-1與結(jié)晶槽1-2通過螺絲連接，連接處用橡膠墊密封；所述的水套1-1上對稱設(shè)置2個(gè)進(jìn)水孔1-1-1，水套1-1下緣均勻設(shè)置出水槽1-1-2 ;在水套1-1上緣與下緣之間陣列設(shè)有連接螺絲孔1-1-3 ;所述的結(jié)晶槽1-2包括結(jié)晶槽的結(jié)晶壁1-2-1、導(dǎo)流螺旋筋板1-2-2、螺絲孔
1-2-3、支架放置槽1-2-4和出水槽導(dǎo)流面1-2-5 ;結(jié)晶槽1_2內(nèi)設(shè)有2根位置對稱的導(dǎo)流螺旋筋板1-2-2，結(jié)晶槽1-2上端設(shè)有支架放置槽1-2-4，且周向均布螺絲孔1-2-3，結(jié)晶槽
1-2下端設(shè)有出水槽導(dǎo)流面1-2-5 ;所述的內(nèi)結(jié)晶器2包括芯子2-1、支架2-2、錐形芯2-3及芯子進(jìn)水接頭2-4，芯子2-1與錐形芯2-3通過螺紋連接，芯子2-1與芯子進(jìn)水接頭2_4通過螺絲連接，連接處橡膠圈密封，支架2-2與進(jìn)水接頭2-4通過螺紋連接；所述的芯子2-1包括芯子的結(jié)晶壁2-1-1、出水孔2-1-2和螺絲孔2-1-3 ;芯子2_1上端設(shè)有螺絲孔2_1_3，芯子2-1下端設(shè)有出水孔2-1-2 ;所述的內(nèi)結(jié)晶器2通過支架2-2安裝在外結(jié)晶器I的結(jié)晶槽1_2上。
[0023]本【具體實(shí)施方式】的優(yōu)點(diǎn):1、外結(jié)晶器I的結(jié)晶槽1-2內(nèi)設(shè)有導(dǎo)流螺旋筋板1-2-2，對進(jìn)入結(jié)晶器內(nèi)的水進(jìn)行重新分配，可以使結(jié)晶器水冷均勻，降低因鑄錠裂紋傾向性。
[0024]2、實(shí)現(xiàn)了外結(jié)晶器I和內(nèi)結(jié)晶器2水冷強(qiáng)度單獨(dú)控制，鑄錠內(nèi)應(yīng)力分布均勻，降低了裂紋傾向性。
[0025]3、通過進(jìn)水接頭2-4與支架2-2的螺紋連接，調(diào)整芯子伸入外結(jié)晶器中高度，改變了二次水冷部位，減輕了鑄錠裂紋的傾向性。
[0026]4、設(shè)計(jì)了錐形芯2-3，實(shí)現(xiàn)了內(nèi)結(jié)晶器水量分配的均勻，減輕鑄錠裂紋傾向。
[0027]5、本發(fā)明的一種制備鋁合金管材鑄錠的結(jié)晶器可采用管材鑄錠，因而提高了生產(chǎn)效率。
[0028]【具體實(shí)施方式】二:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一的不同點(diǎn)在于:所述的水套1-1材質(zhì)為鑄鋼，直接澆鑄后機(jī)械加工而成。其它與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0029]【具體實(shí)施方式】三:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一或二之一的不同點(diǎn)在于:所述的結(jié)晶槽1-2材質(zhì)為2A50合金，經(jīng)鍛造、熱處理及機(jī)械加工而成；
[0030]所述的鍛造條件為開鍛溫度< 480°C，終鍛溫度> 3500C ;所述的熱處理包括淬火及時(shí)效處理，所述的淬火處理為在金屬溫度509 °C?515 °C下保溫90min，水溫控制在50°C?60°C;所述的時(shí)效處理為在溫度153°C?160°C下保溫8h，且升溫及保溫時(shí)間總共為8h?14h。其它與【具體實(shí)施方式】一或二相同。
[0031]本【具體實(shí)施方式】的優(yōu)點(diǎn):外結(jié)晶器I的結(jié)晶槽1-2采用在高溫環(huán)境下具有較小膨脹系數(shù)的2A50鋁合金鍛造制作而成。
[0032]【具體實(shí)施方式】四:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至三之一的不同點(diǎn)在于:所述的芯子2-1材質(zhì)為2A50合金，經(jīng)擠壓、熱處理及機(jī)械加工而成；
[0033]所述的擠壓條件為擠壓溫度為370°C?450°C，擠壓筒溫度320°C?450°C;熱處理包括淬火及時(shí)效處理，所述的淬火處理為510°C?515°C下保溫210min ;所述的時(shí)效處理為在150°C?155°C下保溫3h。其它與【具體實(shí)施方式】一至三相同。
[0034]本【具體實(shí)施方式】的優(yōu)點(diǎn):內(nèi)結(jié)晶器2的芯子2-1材質(zhì)為套采用2A50合金擠壓棒材制成。
[0035]【具體實(shí)施方式】五:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至四之一的不同點(diǎn)在于:所述的進(jìn)水孔1-1-1截面最小直徑為42mm，進(jìn)水孔1_1_1中心距水套1_1上緣50mm。其它與【具體實(shí)施方式】一至四相同。
[0036]【具體實(shí)施方式】六:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至五之一的不同點(diǎn)在于:所述的出水槽1-1-2為橫截面3 X 3mm的開口槽，出水槽1_1_2與軸線夾角30°，且出水槽1_1_2下緣面的母線與軸線的夾角60°，相鄰出水槽1-1-2間距離6_?8_。其它與【具體實(shí)施方式】一至五相同。
[0037]【具體實(shí)施方式】七:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至六之一的不同點(diǎn)在于:所述的結(jié)晶槽的結(jié)晶壁1-2-1高度160mm?180mm、壁厚10mm。其它與【具體實(shí)施方式】一至六相同。
[0038]【具體實(shí)施方式】八:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至七之一的不同點(diǎn)在于:所述的2根導(dǎo)流螺旋筋板1-2-2間距為70mm?80mm，導(dǎo)流螺旋筋板1_2_2的厚度為4mm。其它與【具體實(shí)施方式】一至七相同。
[0039]【具體實(shí)施方式】九:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至八之一的不同點(diǎn)在于:所述的出水槽導(dǎo)流面1-2-5的母線與軸線的夾角為30°。其它與【具體實(shí)施方式】一至八相同。
[0040]【具體實(shí)施方式】十:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至九之一的不同點(diǎn)在于:所述的芯子的結(jié)晶壁2-1-1的母線與軸線夾角的正切值為1/14?1/17、芯子的結(jié)晶壁2-1-1壁厚為10mm、長度為210mm ;所述的出水孔2-1-2直徑為3mm?3.5mm,間距為5mm?6mm ;所述的出水孔2-1-2母線與軸線成角30°。其它與【具體實(shí)施方式】一至九相同。
[0041]本【具體實(shí)施方式】的優(yōu)點(diǎn):根據(jù)合金種類和規(guī)格設(shè)計(jì)了合適的母線與軸線夾角的正切值的芯子的結(jié)晶壁2-1-1，減小了鑄造過程中的鑄錠與內(nèi)結(jié)晶器之間的摩擦力，減輕了鑄錠拉裂、鑄造懸掛、內(nèi)壁裂紋的傾向。
[0042]通過以下實(shí)施例驗(yàn)證本發(fā)明的有益效果:
[0043]實(shí)施例1:
[0044]本實(shí)施例的一種制備鋁合金管材鑄錠的結(jié)晶器由外結(jié)晶器I及內(nèi)結(jié)晶器2組成；外結(jié)晶器I包括水套1-1及結(jié)晶槽1-2，水套1-1與結(jié)晶槽1-2通過螺絲連接，連接處用橡膠墊密封；所述的水套1-1上對稱設(shè)置2個(gè)進(jìn)水孔1-1-1，水套1-1下緣均勻設(shè)置出水槽
1-1-2 ;在水套1-1上緣與下緣之間陣列設(shè)有連接螺絲孔1-1-3 ;所述的結(jié)晶槽1-2包括結(jié)晶槽的結(jié)晶壁1-2-1、導(dǎo)流螺旋筋板1-2-2、螺絲孔1-2-3、支架放置槽1_2_4和出水槽導(dǎo)流面1-2-5 ;結(jié)晶槽1-2內(nèi)設(shè)有2根位置對稱的導(dǎo)流螺旋筋板1-2-2，結(jié)晶槽1_2上端設(shè)有支架放置槽1-2-4，且周向均布螺絲孔1-2-3，結(jié)晶槽1-2下端設(shè)有出水槽導(dǎo)流面1-2-5 ;所述的內(nèi)結(jié)晶器2包括芯子2-1、支架2-2、錐形芯2-3及芯子進(jìn)水接頭2-4，芯子2_1與錐形芯
2-3通過螺紋連接，芯子2-1與芯子進(jìn)水接頭2-4通過螺絲連接，連接處橡膠圈密封，支架
2-2與進(jìn)水接頭2-4通過螺紋連接；所述的芯子2-1包括芯子的結(jié)晶壁2-1-1、出水孔2_1_2和螺絲孔2-1-3 ;芯子2-1上端設(shè)有螺絲孔2-1-3，芯子2-1下端設(shè)有出水孔2_1_2 ;所述的內(nèi)結(jié)晶器2通過支架2-2安裝在外結(jié)晶器I的結(jié)晶槽1-2上。
[0045]所述的水套1-1材質(zhì)為鑄鋼，直接澆鑄后機(jī)械加工而成。
[0046]所述的結(jié)晶槽1-2材質(zhì)為2A50合金，經(jīng)鍛造、熱處理及機(jī)械加工而成；所述的鍛造條件為開鍛溫度480°C，終鍛溫度350°C;所述的熱處理包括淬火及時(shí)效處理，所述的淬火處理為在金屬溫度510°C下保溫90min，水溫控制在50°C ;所述的時(shí)效處理為在溫度155°C下保溫8h，且升溫及保溫時(shí)間總共為9h。
[0047]所述的芯子2-1材質(zhì)為2A50合金，經(jīng)擠壓、熱處理及機(jī)械加工而成；所述的擠壓條件為擠壓溫度為380°C，擠壓筒溫度400°C ;熱處理包括淬火及時(shí)效處理，所述的淬火處理為510°C下保溫210min ;所述的時(shí)效處理為在150°C下保溫3h。
[0048]所述的進(jìn)水孔1-1-1截面最小直徑為42mm，進(jìn)水孔1-1-1中心距水套1-1上緣50mmo
[0049]所述的出水槽1-1-2為橫截面3X3_的開口槽，出水槽1_1_2與軸線夾角30°，且出水槽1-1-2下緣面的母線與軸線的夾角60°，相鄰出水槽1-1-2間距離7mm。
[0050]所述的結(jié)晶槽的結(jié)晶壁1-2-1高度180mm、壁厚10mm。
[0051 ] 所述的2根導(dǎo)流螺旋筋板1-2-2間距為80mm，導(dǎo)流螺旋筋板1_2_2的厚度為4mm。
[0052]所述的出水槽導(dǎo)流面1-2-5的母線與軸線的夾角為30°。
[0053]所述的芯子的結(jié)晶壁2-1-1的母線與軸線夾角的正切值為1/17、芯子的結(jié)晶壁
2-1-1壁厚為10mm、長度為210mm ;所述的出水孔2-1-2直徑為3.5mm,間距為6mm ;所述的出水孔2-1-2母線與軸線成角30°。
[0054]本實(shí)施例的一種制備鋁合金管材鑄錠的結(jié)晶器可制備管材鑄錠，因而提高了生產(chǎn)效率，解決了現(xiàn)有技術(shù)沒有制備鋁合金管材鑄錠的結(jié)晶器的問題。
【權(quán)利要求】
1.一種制備鋁合金管材鑄錠的結(jié)晶器，其特征在于:一種制備鋁合金管材鑄錠的結(jié)晶器由外結(jié)晶器(I)及內(nèi)結(jié)晶器(2)組成；外結(jié)晶器(I)包括水套(1-1)及結(jié)晶槽(1-2)，水套(1-1)與結(jié)晶槽(1-2)通過螺絲連接，連接處用橡膠墊密封；所述的水套(1-1)上對稱設(shè)置2個(gè)進(jìn)水孔(1-1-1)，水套(1-1)下緣均勻設(shè)置出水槽(1-1-2);在水套(1-1)上緣與下緣之間陣列設(shè)有連接螺絲孔(1-1-3);所述的結(jié)晶槽(1-2)包括結(jié)晶槽的結(jié)晶壁(1-2-1)、導(dǎo)流螺旋筋板(1-2-2)、螺絲孔(1-2-3)、支架放置槽(1-2-4)和出水槽導(dǎo)流面(1_2_5);結(jié)晶槽(1-2)內(nèi)設(shè)有2根位置對稱的導(dǎo)流螺旋筋板(1-2-2)，結(jié)晶槽(1-2)上端設(shè)有支架放置槽(1-2-4)，且周向均布螺絲孔(1-2-3)，結(jié)晶槽(1-2)下端設(shè)有出水槽導(dǎo)流面(1-2-5)；所述的內(nèi)結(jié)晶器(2)包括芯子(2-1)、支架(2-2)、錐形芯(2-3)及芯子進(jìn)水接頭(2-4)，芯子(2-1)與錐形芯(2-3)通過螺紋連接，芯子(2-1)與芯子進(jìn)水接頭(2-4)通過螺絲連接，連接處橡膠圈密封，支架(2-2)與進(jìn)水接頭(2-4)通過螺紋連接；所述的芯子(2-1)包括芯子的結(jié)晶壁(2-1-1)、出水孔(2-1-2)和螺絲孔(2-1-3);芯子(2_1)上端設(shè)有螺絲孔(2-1-3)，芯子(2-1)下端設(shè)有出水孔(2-1-2);所述的內(nèi)結(jié)晶器(2)通過支架(2_2)安裝在外結(jié)晶器(I)的結(jié)晶槽(1-2)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備鋁合金管材鑄錠的結(jié)晶器，其特征在于:所述的水套(1-1)材質(zhì)為鑄鋼，直接澆鑄后機(jī)械加工而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備鋁合金管材鑄錠的結(jié)晶器，其特征在于:所述的結(jié)晶槽(1-2)材質(zhì)為2A50合金，經(jīng)鍛造、熱處理及機(jī)械加工而成； 所述的鍛造條件為開鍛溫度< 480°C，終鍛溫度> 3500C ;所述的熱處理包括淬火及時(shí)效處理，所述的淬火處理為在金屬溫度509°C?515°C下保溫90min，水溫控制在50°C?600C ;所述的時(shí)效處理為在溫度153°C?160°C下保溫8h，且升溫及保溫時(shí)間總共為8h?14h。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備鋁合金管材鑄錠的結(jié)晶器，其特征在于:所述的芯子(2-1)材質(zhì)為2A50合金，經(jīng)擠壓、熱處理及機(jī)械加工而成； 所述的擠壓條件為擠壓溫度為370°C?450°C，擠壓筒溫度320°C?450°C ;熱處理包括淬火及時(shí)效處理，所述的淬火處理為510°C?515°C下保溫210min ;所述的時(shí)效處理為在150°C?155°C下保溫 3h。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備鋁合金管材鑄錠的結(jié)晶器，其特征在于:所述的進(jìn)水孔(1-1-1)截面最小直徑為42mm，進(jìn)水孔(1+1)中心距水套(1-1)上緣50mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備鋁合金管材鑄錠的結(jié)晶器，其特征在于:所述的出水槽(1-1-2)為橫截面3X3mm的開口槽，出水槽(1_1_2)與軸線夾角30°，且出水槽(1-1-2)下緣面的母線與軸線的夾角60°，相鄰出水槽(1-1-2)間距離6mm?8mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備鋁合金管材鑄錠的結(jié)晶器，其特征在于:所述的結(jié)晶槽的結(jié)晶壁(1-2-1)高度160mm?180mm、壁厚10mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備鋁合金管材鑄錠的結(jié)晶器，其特征在于:所述的2根導(dǎo)流螺旋筋板(1-2-2)間距為70mm?80mm，導(dǎo)流螺旋筋板(1_2_2)的厚度為4mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備鋁合金管材鑄錠的結(jié)晶器，其特征在于:所述的出水槽導(dǎo)流面(1-2-5)的母線與軸線的夾角為30°。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備鋁合金管材鑄錠的結(jié)晶器，其特征在于:所述的芯子的結(jié)晶壁(2-1-1)的母線與軸線夾角的正切值為1/14?1/17、芯子的結(jié)晶壁(2-1-1)壁厚為10mm、長度為210mm ;所述的出水孔(2-1-2)直徑為3mm?3.5mm,間距為5mm?6mm ；所述的出水孔(2-1-2)母線與軸線成角30°。
【文檔編號】B22D11/04GK104308102SQ201410578222
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月25日
【發(fā)明者】姜德俊, 張珺玲, 王英軍, 趙濤, 天超生, 曹俊波 申請人:東北輕合金有限責(zé)任公司