[发明专利]AO流变铸造新工艺

说明书

 

技术领域

   本发明属于合金铸铁铸造技术领域，具体涉及一种AO流变铸造新工艺。

 

背景技术

流变铸造是一种新型凝固组织控制技术，关键是获得含有细小均匀分布的球形；近球形晶粒的半固态浆料。为了降低成本，突破传统机械搅拌和电磁搅拌的限制，国内外开发了许多低成本工艺。目前国际上流变铸造侧重于铝合金的研究，而针对镁合金的研究还非常有限。流变铸造是一种全新的短流程成形方法，该工艺能得到细小、均匀、近球形的初生相，从而使镁合金的力学性能显著提高。将AZ91合金的半固态浆料直接进行压铸成形，抗拉强度和伸长率比普通压铸工艺分别提高了20％和140％。采用流变铸轧制技术制备了镁合金薄板，板材具有良好的深冲性能。近期，北京有色金属研究总院半固态研究开发与英国Brunel大学Z．Fan等合作，共同致力于镁合金流变铸造技术的开发和推广应用。冶金与材料制备工程科学学科发展研究报告(2006---2010年)183认为流变铸造是凝固学科、塑性成形与加工学科的研究开发重点。镁合金半固态浆料的制备思路传承于铝合金的浆料制备，主要有机械搅拌、电磁搅拌，近液相线铸造+电磁搅拌，电磁搅拌+添加晶粒细化剂、添加晶粒细化剂+液相线铸造、近液相线射铸技术、双螺旋机械搅拌等。上述工艺均可以获得半固态浆料，其中以双螺旋机械搅拌效果最佳，但仅NRC有工业应用的公开报道，其它工艺均处于试验室研究阶段。

综合上述研究，尽管世界范围内对制备半固态浆料的研究方兴未艾，但还存在以下几个共性问题：①间歇、非连续的制备模式，难以连续制备高质量的半固态浆料，该模式虽然可以满足高压铸造和挤压铸造等成形工艺的要求，但不能满足连铸、连续铸轧、连续铸挤等短流程技术的要求；②过多依赖于低过热度浇往．虽然低过热度浇注有利于细化品粒．但要求浇注温度必须控制在液线附近，对温度控制的精度和均匀性要求高．实际操作有较大困难．特别是连续制造或大体料微观组织的均匀性方面．这是上述工艺尚未得到工业推广的重要原因。

 

发明内容

为了克服现有技术领域存在的上述问题，本发明的目的在于，提供一种生产AO流变铸造新工艺。

本发明提供的AO流变铸造的工艺，该法是近年来发展的一项制备AO流变铸造新工艺，按其原理也可归于铸造法。该方法将高过热度合金熔体浇入一倾斜的圆筒形振荡室，振荡室绕其中心轴线触周期性的回转式摆动，在凝固初期对台金熔体产生局部积冷和搅拌混台作用．获得含有大量自由晶的低固相率的半固态浆料；同时控制该浆料的后续冷却过程，便可获得具有一定固相率的优质半固态浆料。

本发明提供的AO流变铸造的工艺，其有益效果在于：可大幅度提高浇注温度．制备效率可达到50 kg／min。AO流变铸造将机械搅拌和冷却斜坡技术融为一体．利用摆动振荡和重力浇注形成了特殊的浇注过程．对凝固初期游离晶形成重要影响。

 

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明提供AO流变铸造新工艺，进行详细的说明。

实施例一

将高过热度Cu合金熔体浇入一倾斜的圆筒形振荡室，振荡室绕其中心轴线触周期性的回转式摆动，在凝固初期对台金熔体产生局部积冷和搅拌混台作用．获得含有大量自由晶的低固相率的半固态浆料；同时控制该浆料的后续冷却过程，便可获得具有一定固相率的优质半固态Cu浆料。

AO流变铸造新工艺存在立式和卧式两种形式，卧式AO流变铸造主要由振荡激励器、底注式中间包、振荡室、浆料收集坩埚和独立的温度系统。温度系统用于控制盘、振荡器和浆料收集坩埚的温度。振荡器的丰要特征在于绕其中心轴线按定的频率和幅度做周期性的转式摆动(圆周旋转)。浆料收集坩埚用于存储半固态浆料．并调节该转盘浆料的同相率和冷却速度。振荡激励器可按照需求调整振荡室的振荡幅度和频率。