[发明专利]一种用于挤压成形的半固态铝合金铸棒的铸造方法

说明书

技术领域

本发明属于有色金属加工技术领域，具体涉及一种用于挤压成形的半固态铝合金铸棒的铸造方法。

背景技术

在传统的半固态铝合金铸棒的铸造过程中，常常会因为工艺的缺陷存在以下问题：液穴深，温度分布不均匀，铸棒易开裂且表面质量差；晶粒粗大，影响材料力学性能；存在大量树枝状晶形成的骨架，材料流动性差，后续成型加工困难等缺点，大大增加了生产和加工中原料及能源的浪费，因此发明一种新型的铸造方式是非常重要的。

发明内容

发明的目的：本发明解决了现有技术存在的问题，提供了一种力学性能好、加工效率高的用于挤压成形的半固态铝合金铸棒的铸造方法。

技术方案：为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于挤压成形的半固态铝合金铸棒的铸造方法，所述铝合金铸棒在成型铸造工艺生产步骤如下：

（1）将铝及其添加的合金材料熔化，并控制铝液温度在740-780℃之间开始铸造，并开启冷却水；

（2）在铸造过程中，通过控制铝液在模盘的高度来控制其浇铸温度，浇铸温度为680-700℃，且控制模盘头尾温度差不超过20℃；

（3）当铝液充满模盘后，开启电磁搅拌装置，铸造初始阶段电流为0-20A，铸造速度40-80mm/min，冷却水流量为2800-3000L/min；

（4）当铸造长度达到400-800mm时，提高电磁搅拌电流并增加铸造速度，此时电流为60-80A，铸造速度达到100-150mm/min，冷却水流量为3200-3500L/min；

（5）当铸造长度达到6500-7000mm时，开始减慢铸造速度，并降低电磁搅拌电流，铸造速度由最大值缓慢降低到0mm/min，电流也随之降低为零，冷却水流量不变，铸造结束。

在金属凝固过程中，通过对金属的固液共存区施加交变电流，对其进行电磁搅拌，可以有效打碎树枝状晶，使得基体中形成球状微粒结构；同时剧烈的搅拌可以使液穴变浅，温度分布更加均匀，有效提高铸棒质量及力学性能。

有益效果：本发明充型平稳、无湍流和喷溅、温度低、结晶潜热少，凝固时间短，因而减轻了对成型装置的热冲击，且生产效率高；凝固收缩小，内部组织织密、晶粒细小均匀，适于近终成型，且成型件表面平整光滑，尺寸精度高，力学性能好；节约能源，以生产单位质量零件为例，半固态加工与普通铝合金铸造相比，节能35%左右。

具体实施方式

实施例1：

一种用于挤压成形的半固态铝合金铸棒的铸造方法，铝合金铸棒在成型铸造工艺生产步骤如下：

（1）将铝及其添加的合金材料熔化，并控制铝液温度在740℃之间开始铸造，并开启冷却水；

（2）在铸造过程中，通过控制铝液在模盘的高度来控制其浇铸温度，浇铸温度为680℃，且控制模盘头尾温度差不超过20℃；

（3）当铝液充满模盘后，开启电磁搅拌装置，铸造初始阶段电流为0A，铸造速度40mm/min，冷却水流量为2800L/min；

（4）当铸造长度达到400mm时，提高电磁搅拌电流并增加铸造速度，此时电流为60A，铸造速度达到100mm/min，冷却水流量为3200L/min；

（5）当铸造长度达到6500mm时，开始减慢铸造速度，并降低电磁搅拌电流，铸造速度由最大值缓慢降低到0mm/min，电流也随之降低为零，冷却水流量不变，铸造结束。

实施例2：

一种用于挤压成形的半固态铝合金铸棒的铸造方法，铝合金铸棒在成型铸造工艺生产步骤如下：

（1）将铝及其添加的合金材料熔化，并控制铝液温度在760℃之间开始铸造，并开启冷却水；

（2）在铸造过程中，通过控制铝液在模盘的高度来控制其浇铸温度，浇铸温度为690℃，且控制模盘头尾温度差不超过20℃；

（3）当铝液充满模盘后，开启电磁搅拌装置，铸造初始阶段电流为10A，铸造速度60mm/min，冷却水流量为2800-3000L/min；

（4）当铸造长度达到600mm时，提高电磁搅拌电流并增加铸造速度，此时电流为70A，铸造速度达到125mm/min，冷却水流量为3350L/min；

（5）当铸造长度达到6750mm时，开始减慢铸造速度，并降低电磁搅拌电流，铸造速度由最大值缓慢降低到0mm/min，电流也随之降低为零，冷却水流量不变，铸造结束。

实施例3：

一种用于挤压成形的半固态铝合金铸棒的铸造方法，所述铝合金铸棒在成型铸造工艺生产步骤如下：