[发明专利]一种高性能合金的连续铸挤方法及装置在审

专利信息
申请号: 202310283957.0 申请日: 2023-03-22
公开(公告)号: CN116372126A 公开(公告)日: 2023-07-04
发明(设计)人: 尹建成;王亚强;黄嘉粮;吴素珍;刘英莉;钟毅 申请(专利权)人: 昆明理工大学
主分类号: B22D11/06 分类号: B22D11/06
代理公司: 昆明隆合知识产权代理事务所(普通合伙) 53220 代理人: 龙燕
地址: 650093 云*** 国省代码: 云南;53
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摘要:
搜索关键词: 一种 性能 合金 连续 方法 装置
【说明书】:

发明公开了一种高性能合金的连续铸挤方法及装置,属于连续挤压技术领域。本发明所述高性能合金的连续铸挤方法包括如下步骤:将金属熔化后经漏斗引入挤压轮槽,在挤压轮与凝固靴的共同约束和冷却下快速凝固成U型薄坯;然后薄坯随挤压轮向前运动,遇到堵头在挤压型腔内堆积,当挤压轮槽作用在坯料上的摩擦力足够大时,坯料被推入模腔,从模孔流出形成制品。本发明在凝固靴与挤压轮槽内U型凝固腔内约束金属熔体凝固为U型薄坯,使其在挤压轮与凝固靴的双重冷却下快速凝固;且U型薄坯各部分冷却速度一致,所得产品性能均一;凝固后的坯料在挤压轮槽与凝固靴的摩擦力作用下产生剧烈剪切,获得更为细小均匀的组织。

技术领域

本发明属于连续挤压技术领域,具体涉及一种高性能合金的连续铸挤方法及装置。

背景技术

连续铸挤是将液态金属直接进入挤压轮与固定靴块的挤压型腔内,经过动态结晶然后挤出模孔成材,这种将铸造与连续挤压结合起来的技术具有工艺流程短、生产工序少、节能节材等优点,主要应用于低熔点的铝、镁合金及其复合材料小型管材、合金线材、合金型材、电工铝母线、大口径管和Al-Ti-B晶粒细化剂等的成形生产,还可用于液-固包覆复合材料的连续制备。然而,铸挤轮槽尺寸通常较大,合金熔液的结晶潜热不易快速导出,致使其凝固速度不高,限制了该技术在高性能合金材料领域的应用。

针对此问题,尹建成等提出“一种高性能合金的连续制备方法及装置”(CN202211206410.2),即联合使用水冷铜轮组和挤压轮的传导传热以实现熔体的非平衡凝固,为高性能合金的连续制备提供了可能。然而,该方法也存在一些问题,如引入水冷铜轮组会增加运动部件的数量,影响生产系统的稳定性;水冷铜轮组与熔体的接触面积较小,凝固速度的提升效果有限等。

发明内容

针对上述现有技术的缺点,本发明提供一种高性能合金的连续铸挤方法及装置。

为实现上述目的,本发明采取的技术方案为:一种高性能合金的连续铸挤方法,具体包括如下步骤:

(1)将金属熔化后经漏斗引入挤压轮槽,在挤压轮与凝固靴的共同约束和冷却下快速凝固成U型薄坯;所述凝固靴上有突起,突起部分伸入挤压轮槽内,形成U型凝固腔。

(2)U型薄坯随挤压轮向前运动,遇到堵头后在挤压型腔内堆积,当挤压轮槽作用在坯料上的摩擦力足够大时,坯料被推入模腔,然后从模孔流出形成制品。

作为本发明的优选实施方式,所述U型薄坯的厚度为1-2mm。

本发明还要求保护所述高性能合金的连续铸挤方法的装置,包括漏斗2、挤压轮槽3、挤压轮4、挤压靴8、模具10、模腔11;挤压轮4上设有挤压轮槽3,漏斗2位于挤压轮槽3上方,挤压轮槽3的左侧设有挤压靴8,挤压靴8内部设有模腔11,所述模腔11内部设置有模具10;还包括凝固靴5,所述凝固靴5的内侧面呈圆弧形位于挤压轮槽3的左上方,设置于漏斗2和挤压靴8之间,与挤压靴8的上端接触;凝固靴5上设有有突起,突起部分伸入挤压轮槽3内,与挤压轮槽3形成U型的凝固腔。

作为本发明的优选实施方式,所述凝固靴5内部设有循环冷却水通道6。

作为本发明的优选实施方式,所述挤压轮4内部设有循环冷却水通道12。

作为本发明的优选实施方式,本发明挤压轮4沿逆时针方向转动。

通过挤压轮4与凝固靴5的双重冷却作用使金属熔体实现快速凝固,凝固靴5在挤压轮槽3中的伸入量逐渐增加,合金在动态凝固过程中伴随有剧烈剪切,使组织更为细化。

本发明的原理是:合金在坩埚中熔化后经漏斗2引入挤压轮槽3,随后进入凝固靴5与挤压轮槽3形成的U型空隙,熔体在挤压轮4与凝固靴5的双重冷却作用下实现快速凝固形成U型薄坯;凝固后的金属薄坯在挤压轮槽3摩擦力作用下转动遇到堵头后进入模腔11并在挤压型腔内堆积,当挤压轮槽3作用在坯料上的摩擦力足够大时,堆积在型腔内的坯料从模具10中流出形成制品。

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