一种锌铝镁合金浇铸装置及方法

文档序号:123179 发布日期:2021-10-22 浏览:32次 >En<

阅读说明:本技术 一种锌铝镁合金浇铸装置及方法 (Zinc-aluminum-magnesium alloy casting device and method ) 是由 丁旭 邓远久 韩朝云 余振武 陈昌将 窦鉴 刘凡 班新 胡如忠 吴红林 张云豹 于 2021-08-03 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种锌铝镁合金浇铸装置及方法,属于金技术领域,本发明采用在浇铸前,向锭模内腔均匀撒入硫磺,在浇铸时硫磺能够消耗残氧,生成的二氧化硫能够隔绝氧气,并利用滑石粉做为覆盖剂以及通过均匀充满锭模内空间的惰性气体,达到隔绝空气防止氧化的目的,并且,氯化锌在浇铸时熔化形成“水封”,使锭模内形成一个独立的空间,防止空气进入,达到隔绝空气防止氧化的目的,保证能够稳定生产合格的锌铝镁合金。(The invention relates to a zinc-aluminum-magnesium alloy casting device and a method, belonging to the technical field of gold, wherein before casting, sulfur is uniformly scattered into an inner cavity of an ingot mold, the sulfur can consume residual oxygen during casting, generated sulfur dioxide can isolate oxygen, talcum powder is used as a covering agent and inert gas which uniformly fills the space in the ingot mold is used for isolating air and preventing oxidation, and zinc chloride is melted to form a water seal during casting, so that an independent space is formed in the ingot mold, air is prevented from entering, the purpose of isolating air and preventing oxidation is achieved, and qualified zinc-aluminum-magnesium alloy can be stably produced.)

一种锌铝镁合金浇铸装置及方法

技术领域

本发明属于冶金技术领域,具体的说,涉及一种锌铝镁合金浇铸装置及方法。

背景技术

目前国内生产的锌镁铝合金含镁一般含镁较低,含镁在2%以下,现有生产工艺采用工频感应电炉,在470~520℃将锌熔化,再加入铝熔化,升温520~560℃将镁熔化,氯化铵造渣后直接浇铸。

申请号20181003150.3的专利“一种锌铝镁合金熔炼方法”,含锌97.2~97.6%,含铝1.4~1.6%,含镁1.1~1.2%。在浇铸成型的过程中,采用冷却循环水对合金铸锭模进行冷却,缩短了合金冷却时间,避免了镁元素和铝元素的偏析现象发生,提高了产品质量。由于含镁低,浇铸时不需要保护。该工艺技术不能直接用于含镁大于2% 的锌铝镁合金浇铸,浇铸时会发生氧化,表面发黑,生产不出合格产品。

申请号201811157769.9的专利“一种含钛和锑的热浸镀锌铝镁合金及其制备方法”,含镁2.5~3.5%,含铝10~12%,含钛0.1~0.2%,含锑0.1~0.1%,余量锌。该工艺将纯锌、纯铝、Al~50%Mg中间合金、Al~5%Ti中间合金、Al~5%Sb中间合金加入坩埚升温到700~720℃加入覆盖剂(NaCl+KCl)熔化,采用ZnCl2进行精炼和除渣,降温到550℃浇铸。该工艺技术采用覆盖剂(NaCl+KCl)熔化,直接浇铸。不能直接用于含镁大于3.5% 的锌铝镁合金熔炼,浇铸时会发生氧化,表面发黑,生产不出合格产品。

申请号201410367048.6的专利“一种含钛的锌铝镁合金锭及制备方法”,含铝3~4%,含锌6~8%,含铝88~91%。采用油淬冷却,氮气保护,浇铸采用压铸成型。该工艺技术只能压铸成型。

需要生产含镁打于4%的锌铝镁合金,现有生产工艺熔炼过程采用工业盐覆盖剂(NaCl+KCl)或通氮气保护,通过渣槽浇铸。该工艺锌铝镁合金浇铸时,锌铝镁合金在锭模中氧化,表面发黑,产品外观质量达不到要求。

发明内容

为了克服背景技术中存在的问题,本发明提供了一种锌铝镁合金浇铸装置及方法,该工艺操作简单,容易控制,能够稳定生产合格的锌铝镁合金。

为实现上述目的,本发明是通过如下技术方案实现的:

一种锌铝镁合金浇铸装置包括水槽1、水槽进水管2、锭模3、“U”型卡槽4、锭模盖5、惰性气体进口7、惰性气体管道8、惰性气体喷头9、漏斗11、加料阀门12、合金浇铸口盖13;所述的水槽1的一侧侧壁上设置有水槽进水管2,水槽1内设置有锭模3,锭模3的顶部开口边缘设置有能够装入高度为10~30mm氯化锌的“U”型卡槽4,“U”型卡槽4内卡接有锭模盖5,锭模盖5的底部设置有位于锭模3腔内的惰性气体管道8,惰性气体管道8上惰性气体喷头9,与惰性气体管道8连通的惰性气体进口7从锭模盖5的顶部穿出;锭模盖5上设置与锭模3内腔连通的合金浇铸口10,合金浇铸口10上设置有合金浇铸口盖13,锭模盖5上还设置有用于向漏斗11内加入滑石粉的漏斗11,漏斗11的出料口设置有加料阀门12。

进一步,所述的锭模盖5上还设置有观察孔14。

进一步,所述的锭模盖5的顶部左右两侧分别设置有一对把手6。

进一步,所述的惰性气体管道8呈L形,L形惰性气体管道8有两根,分别安装在方形的锭模盖5的底部,两根L形惰性气体管道8围绕方形的锭模盖5的底部一圈,L形惰性气体管道8每段支管上均设置有惰性气体喷头9。

一种锌铝镁合金浇铸方法,具体步骤为:

1)在锭模3内腔均匀撒入硫磺1~3mm,向水槽1中加入生产水,当水到达锭模3高度的85~95%时,停止加生产水,向“U”型卡槽4中装入高度为10~30mm的氯化锌,然后再将锭模盖5卡入“U”型卡槽4中,盖上合金浇铸口盖13,从漏斗11向锭模3内腔中加入滑石粉,做好浇铸前准备工作;

2)将锌片:铝锭:镁锭按照重量比比例配料后熔炼形成锌铝镁合金熔液;

3)打开惰性气体阀门,惰性气体从惰性气体进口7通过惰性气体管道8从惰性气体喷头9喷到锭模3中,喷惰性气体1~3分钟;

4)打开合金浇铸口盖13,将浇铸管道接到合金浇铸口10后,将步骤2)中熔炼得到的锌铝镁合金熔液从浇铸管道流入锭模3中,锌铝镁合金熔液达到锭模3体积20~30%时,通过漏斗11向锭模3内加入滑石粉;锌铝镁合金熔液达到锭模3上端部40~100mm时,停止浇铸及加入滑石粉,盖上合金浇铸口盖13;

5)浇铸完成10~15分钟后,停止喷入惰性气体;浇铸完成40~60分钟后,打开锭模盖5,在锌镁铝合金上浇冷却剂冷却,冷却10~30分钟脱模。

进一步,浇铸时,“U”型卡槽4内温度高于290℃。

进一步,惰性气体为氖气,纯度为≥99.9%。

本发明的有益效果:

本发明采用在浇铸前,向锭模内腔均匀撒入硫磺,在浇铸时硫磺能够消耗残氧,生成的二氧化硫能够隔绝氧气,并利用滑石粉做为覆盖剂以及通过均匀充满锭模内空间的惰性气体,达到隔绝空气防止氧化的目的,并且,氯化锌在浇铸时熔化形成“水封”,使锭模内形成一个独立的空间,防止空气进入,达到隔绝空气防止氧化的目的,保证能够稳定生产合格的锌铝镁合金。

附图说明

图1为发明的主视图;

图2为本发明的俯视图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例和附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

如图1-2所示,一种锌铝镁合金浇铸装置包括水槽1、水槽进水管2、锭模3、“U”型卡槽4、锭模盖5、惰性气体进口7、惰性气体管道8、惰性气体喷头9、漏斗11、加料阀门12、合金浇铸口盖13。

所述的水槽1的一侧侧壁上设置有水槽进水管2,水槽1内设置有锭模3,锭模3的顶部开口边缘设置有“U”型卡槽4,“U”型卡槽4内卡接有锭模盖5,在锌铝镁合金浇铸前,向“U”型卡槽4装入氯化锌,高度10~30mm,再然后,将锭模盖5卡入“U”型卡槽4中。浇铸时,“U”型卡槽4内温度能够达到290℃以上,氯化锌熔化呈液态,形成“水封”能够很好的隔绝锭模内形成一个独立的空间,防止空气进入,达到隔绝空气防止氧化的目的。锭模盖5的底部设置有位于锭模3腔内的惰性气体管道8,惰性气体管道8上惰性气体喷头9,与惰性气体管道8连通的惰性气体进口7从锭模盖5的顶部穿出;锭模盖5上设置与锭模3内腔连通的合金浇铸口10,合金浇铸口10上设置有合金浇铸口盖13,合金浇铸口盖13是圆锥形的,有利于密封合金浇铸口10,达到隔绝空气防止氧化的目的。锭模盖5上还设置有用于向漏斗11内进料的漏斗11,漏斗11的出料口设置有加料阀门12,锌铝镁合金熔液从浇铸管道流入锭模3中,锌铝镁合金熔液达到20~30%时,打开漏斗11下部加料阀门12,滑石粉从加料阀门12进入锭模3内,滑石粉主要是做为覆盖剂,达到隔绝空气防止氧化的目的。

在浇铸前,通过水槽进水管2向水槽1内加入生产水,保证锭模3在浇铸造过程中,能够对锭模3起冷却作用,加快锌合金锭冷却速度,减少镁氧化烧损。

所述的锭模盖5上还设置有观察孔14。观察孔14直径50~100mm是透明玻璃,有利于观察锭模3内锌镁铝合金浇铸情况,控制滑石粉加入量和浇铸终点。

所述的锭模盖5的顶部左右两侧分别设置有一对把手6,通过设置两对把手6,便于将锭模盖5盖在“U”型卡槽4上以及从“U”型卡槽4上取下。

所述的惰性气体管道8呈L形,L形惰性气体管道8有两根,分别安装在方形的锭模盖5的底部,两根L形惰性气体管道8围绕方形的锭模盖5的底部一圈,L形惰性气体管道8每段支管上均设置有惰性气体喷头9,惰性气体喷头9是变径的直通管,喷口比入口细,能够形成加速度。惰性气体喷头9在锭模3长度方向对称布置六个,宽度方向对称布置三个,有利于惰性气体快速均匀充满锭模3 内空间。惰性气体喷头9喷出的惰性气体为氖气,纯度为≥99.9%,氖气比重比空气重,更有利沉到液体表面,能够隔绝氧气,能够使惰性气体喷头9喷出的惰性气体均匀覆盖在液体表面,能够隔绝氧气,起到对锌铝镁合金熔液的防护作用。并且,氖气是生产氧气或氮气的副产品,生产成本低,惰性气能够隔绝空气防止氧化。

一种锌铝镁合金浇铸方法,具体步骤为:

1)在锭模3内腔均匀撒入硫磺1~3mm,向水槽1中加入生产水,当水到达锭模3高度的85~95%时,停止加生产水,向“U”型卡槽4中装入高度为10~30mm的氯化锌,然后再将锭模盖5卡入“U”型卡槽4中,盖上合金浇铸口盖13,从漏斗11向锭模3内腔中加入滑石粉,做好浇铸前准备工作;

2)将锌片:铝锭:镁锭按照重量比比例配料后熔炼形成锌铝镁合金熔液;

3)打开惰性气体阀门,惰性气体从惰性气体进口7通过惰性气体管道8从惰性气体喷头9喷到锭模3中,喷惰性气体1~3分钟;

4)打开合金浇铸口盖13,将浇铸管道接到合金浇铸口10后,将步骤2)中熔炼得到的锌铝镁合金熔液从浇铸管道流入锭模3中,锌铝镁合金熔液达到锭模3体积20~30%时,通过漏斗11向锭模3内加入滑石粉;锌铝镁合金熔液达到锭模3上端部40~100mm时,停止浇铸及加入滑石粉,盖上合金浇铸口盖13;

5)浇铸完成10~15分钟后,停止喷入惰性气体;浇铸完成40~60分钟后,打开锭模盖5,在锌镁铝合金上浇冷却剂冷却,冷却10~30分钟脱模。

实施例1

在锭模3内腔均匀撒入硫磺1mm。然后,打开生产水阀门,生产水从水槽进水管2进入水槽1中,当水到锭模3高度的85%时,关闭生产水阀门。将“U”型卡槽4装入氯化锌,高度10mm,再然后,将锭模盖5卡入“U”型卡槽4中,盖上合金浇铸口盖13。在漏斗11加入滑石粉。做好浇铸前准备工作。将锌片:铝锭:镁锭按照重量比比例配料后熔炼,熔炼取样分析合格,准备浇铸。打开惰性气体阀门,惰性气体从惰性气体进口7通过惰性气体管道8从惰性气体喷头9喷到锭模3中,喷惰性气体1分钟。打开合金浇铸口盖13,将浇铸管道接到合金浇铸口10。锌铝镁合金熔液从浇铸管道流入锭模3中,硫磺在高温状态与残留氧气生成二氧化硫,防止残留氧气与镁发生反应生产氧化镁,生成的二氧化硫能够隔绝氧气。从观察孔14观察到锌铝镁合金熔液达到20%时,打开漏斗11下部加料阀门12,滑石粉从加料阀门12进入锭模3内,此时氯化锌熔化呈液态形成“水封”,能够密封“U”型卡槽4和合金浇铸口盖13之间的缝隙。从观察孔14观察到锌铝镁合金熔液达到锭模3上端部40mm时,停止浇铸。关闭漏斗11下部加料阀门12,停止加入滑石粉,盖上合金浇铸口盖13。浇铸完成10分钟后,关闭惰性气体阀门,停止喷入惰性气体。浇铸完成40分钟后,打开锭模盖5,在锌镁铝合金上,浇冷却剂冷却,冷却10分钟脱模,锌铝镁合金就用叉车叉到产品区堆放。该工艺操作简单,容易控制,能够稳定生产合格的锌铝镁合金。

实施例2

在锭模3内腔均匀撒入硫磺2mm。然后,打开生产水阀门,生产水从水槽进水管2进入水槽1中,当水到锭模3高度90%,关闭生产水阀门。将“U”型卡槽4装入氯化锌,高度20mm,再然后,将锭模盖5卡入“U”型卡槽4中,盖上合金浇铸口盖13。在漏斗11加入滑石粉。做好浇铸前准备工作。将锌片:铝锭:镁锭按照重量比比例配料后熔炼,熔炼取样分析合格,准备浇铸。打开惰性气体阀门,惰性气体从惰性气体进口7通过惰性气体管道8从惰性气体喷头9喷到锭模3中,喷惰性气体2分钟。打开合金浇铸口盖13,将浇铸管道接到合金浇铸口10。锌铝镁合金熔液从浇铸管道流入锭模3中,硫磺在高温状态与残留氧气生成二氧化硫,防止残留氧气与镁发生反应生产氧化镁,生成的二氧化硫能够隔绝氧气。从观察孔14观察到锌铝镁合金熔液达到25%时,打开漏斗11下部加料阀门12,滑石粉从加料阀门12进入锭模3内,此时氯化锌熔化呈液态形成“水封”,能够密封“U”型卡槽4和合金浇铸口盖13之间的缝隙。从观察孔14观察到锌铝镁合金熔液达到锭模3上端部70mm时,停止浇铸。关闭漏斗11下部加料阀门12,停止加入滑石粉,盖上合金浇铸口盖13。浇铸完成10~15分钟后,关闭惰性气体阀门,停止喷入惰性气体。浇铸完成50分钟后,打开锭模盖5,在锌镁铝合金上,浇冷却剂冷却,冷却20分钟脱模,锌铝镁合金就用叉车叉到产品区堆放。该工艺操作简单,容易控制,能够稳定生产合格的锌铝镁合金。

实施例3

在锭模3内腔均匀撒入硫磺3mm。然后,打开生产水阀门,生产水从水槽进水管2进入水槽1中,当水到锭模3高度95%,关闭生产水阀门。将“U”型卡槽4装入氯化锌,高度30mm,再然后,将锭模盖5卡入“U”型卡槽4中,盖上合金浇铸口盖13。在漏斗11加入滑石粉。做好浇铸前准备工作。将锌片:铝锭:镁锭按照重量比比例配料后熔炼,熔炼取样分析合格,准备浇铸。打开惰性气体阀门,惰性气体从惰性气体进口7通过惰性气体管道8从惰性气体喷头9喷到锭模3中,喷惰性气体3分钟。打开合金浇铸口盖13,将浇铸管道接到合金浇铸口10。锌铝镁合金熔液从浇铸管道流入锭模3中,硫磺在高温状态与残留氧气生成二氧化硫,防止残留氧气与镁发生反应生产氧化镁,生成的二氧化硫能够隔绝氧气。从观察孔14观察到锌铝镁合金熔液达到30%时,打开漏斗11下部加料阀门12,滑石粉从加料阀门12进入锭模3内,此时氯化锌熔化呈液态形成“水封”,能够密封“U”型卡槽4和合金浇铸口盖13之间的缝隙。从观察孔14观察到锌铝镁合金熔液达到锭模3上端部100mm时,停止浇铸。关闭漏斗11下部加料阀门12,停止加入滑石粉,盖上合金浇铸口盖13。浇铸完成15分钟后,关闭惰性气体阀门,停止喷入惰性气体。浇铸完成60分钟后,打开锭模盖5,在锌镁铝合金上,浇冷却剂冷却,冷却30分钟脱模,锌铝镁合金就用叉车叉到产品区堆放。该工艺操作简单,容易控制,能够稳定生产合格的锌铝镁合金。

最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述,但本领域技术人员应当理解,可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变,而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

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