一種用于鎂合金半連續(xù)鑄造的分流裝置及鑄造系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半連續(xù)鑄造的分流裝置，尤其涉及一種用于鎂合金半連續(xù)鑄造的分流裝置及鑄造系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，鎂合金材料越來越多的應(yīng)用在列車殼體、航天器減重部件、特種機械減重部件等高新技術(shù)制造領(lǐng)域。這些部件除少數(shù)可采用鑄造工藝直接成型夕卜，大多數(shù)需采用鍛造和乳制等工藝來實現(xiàn)。因此，性能優(yōu)良的大尺寸鎂合金鑄錠的制備成為關(guān)鍵所在。目前，有色合金中的大尺寸鎂合金鑄錠制備多采用半連續(xù)鑄造工藝:首先，將合金液體從高溫爐中流出，經(jīng)移液裝置流入分流裝置；此后，再從分流裝置側(cè)壁的孔中流出，進入結(jié)晶器進行冷卻；電機將結(jié)晶器中已經(jīng)凝固的部分緩慢帶入下部的豎井并保持水冷，而結(jié)晶器中始終存在著待冷卻的合金液體。
[0003]其中，傳統(tǒng)的分流裝置為圓盤狀金屬材質(zhì)，這種盤狀分流裝置側(cè)壁存在均勻分布的孔洞，鎂合金液體流入該種分流裝置的中心后，從金屬分流裝置側(cè)壁的孔洞流入結(jié)晶器中的液池。采用傳統(tǒng)的分流裝置，鎂合金液體暴露在空氣中，較易產(chǎn)生氧化皮，隨著液體流動造成氧化物夾雜，合金液體從不同位置流入結(jié)晶器中，鑄造制得的產(chǎn)品的熱裂現(xiàn)象幾率較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種用于鎂合金半連續(xù)鑄造的分流裝置及鑄造系統(tǒng)，采用本發(fā)明提供的分流裝置能夠降低熱裂現(xiàn)象幾率。
[0005]本發(fā)明提供了一種用于鎂合金半連續(xù)鑄造的分流裝置，包括氧化鋯基體多孔環(huán)及分別設(shè)置在所述氧化鋯基體多孔環(huán)兩端的上蓋和下蓋，使所述氧化鋯基體多孔環(huán)與上蓋和下蓋形成腔體；
[0006]所述上蓋設(shè)有孔，使鎂合金液體通過所述孔進入到腔體中；
[0007]在所述腔體內(nèi)，所述下蓋設(shè)有分流錐；
[0008]所述孔和分流錐同軸；
[0009]所述氧化鋯基體多孔環(huán)中的孔包括封閉孔和連通孔，所述氧化鋯基體多孔環(huán)中的孔的平均直徑為5?20mm ;連通孔通道的總體積占氧化鋯基體多孔環(huán)體積的20%?50%。
[0010]優(yōu)選地，所述多孔環(huán)的側(cè)壁厚度和高度比為3?30:10?200。
[0011]優(yōu)選地，所述分流錐的錐角大于等于90°且小于180°。
[0012]優(yōu)選地，所述上蓋設(shè)有與多孔環(huán)外側(cè)接觸的上蓋側(cè)壁；
[0013]所述上蓋側(cè)壁的高度和上蓋的厚度比為5?10:2?20。
[0014]優(yōu)選地，所述下蓋設(shè)有與多孔環(huán)外側(cè)接觸的下蓋側(cè)壁；
[0015]所述下蓋側(cè)壁的高度和下蓋的厚度比為5?10:2?20。
[0016]優(yōu)選地，所述上蓋設(shè)的孔和上蓋的直徑比為1?5:10?100。
[0017]優(yōu)選地，所述氧化鋯基體多孔環(huán)由氧化鋯和粘結(jié)劑制得；
[0018]所述粘結(jié)劑包括聚苯乙烯、玻璃酸鈉和聚甲基丙烯酸甲酯。
[0019]優(yōu)選地，所述氧化鋯和粘結(jié)劑的體積比為45?75:25?55 ;
[0020]所述聚苯乙烯、玻璃酸鈉和聚甲基丙烯酸甲酯的體積比為15?55:5?40:25?65ο
[0021]優(yōu)選地，所述預(yù)成型的壓力為50?200MPa ;所述預(yù)成型的時間為1?3min。
[0022]優(yōu)選地，所述氧化錯的粒徑為1.5?6mm。
[0023]本發(fā)明提供了一種鎂合金半連續(xù)鑄造系統(tǒng)，包括上述技術(shù)方案所述的分流裝置；
[0024]與分流裝置的上蓋設(shè)有的孔連接的移液管；
[0025]與分流裝置的出液口相連通的結(jié)晶器。
[0026]本發(fā)明提供了一種用于鎂合金半連續(xù)鑄造的分流裝置，包括氧化鋯基體多孔環(huán)及分別設(shè)置在所述氧化鋯基體多孔環(huán)兩端的上蓋和下蓋，使所述氧化鋯基體多孔環(huán)與上蓋和下蓋形成腔體；所述上蓋設(shè)有孔，使鎂合金液體通過所述孔進入到腔體中；在所述腔體內(nèi)，所述下蓋設(shè)有分流錐；所述孔和分流錐同軸；所述氧化鋯基體多孔環(huán)中的孔包括封閉孔和連通孔，所述氧化鋯基體多孔環(huán)中的孔的平均直徑為5?20_ ;連通孔通道的總體積占氧化鋯基體多孔環(huán)體積的20%?50%。本發(fā)明提供的分流裝置應(yīng)用在半連續(xù)鑄造裝置上，當鎂合金液體通過上蓋設(shè)有的孔流入多孔環(huán)的腔體中，在腔體內(nèi)，下蓋上設(shè)有的分流錐使得鎂合金液體分流至氧化鋯基體多孔環(huán)的側(cè)壁處，經(jīng)過氧化鋯基體多孔環(huán)的側(cè)壁中曲折的孔，使得鎂合金液體從多孔環(huán)的側(cè)壁的孔以滲透形式流出，充分降低成分偏析幾率，進而降低熱裂現(xiàn)象。實驗結(jié)果表明:與現(xiàn)有技術(shù)相比，使用本發(fā)明提供的分流裝置澆鑄得到的鎂合金的熱裂紋條數(shù)從8?10條減少至1?4條；熱裂紋最深處不超過30mm。
【附圖說明】
[0027]圖1為本發(fā)明提供的半連續(xù)鑄造系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖2為本發(fā)明實施例提供的氧化鋯基體多孔環(huán)的俯視圖；
[0029]圖3為本發(fā)明實施例提供的氧化鋯基體多孔環(huán)的截面示意圖；
[0030]圖4為本發(fā)明實施例提供的上蓋的側(cè)視圖；
[0031]圖5為本發(fā)明實施例提供的上蓋的俯視圖；
[0032]圖6為本發(fā)明實施例提供的下蓋的側(cè)視圖；
[0033]圖7為本發(fā)明實施例提供的下蓋的俯視圖。
【具體實施方式】
[0034]本發(fā)明提供了一種用于鎂合金半連續(xù)鑄造的分流裝置，包括氧化鋯基體多孔環(huán)及分別設(shè)置在所述氧化鋯基體多孔環(huán)兩端的上蓋和下蓋，使所述氧化鋯基體多孔環(huán)與上蓋和下蓋形成腔體；
[0035]所述上蓋設(shè)有孔，使鎂合金液體通過所述孔進入到腔體中；
[0036]在所述腔體內(nèi)，所述下蓋設(shè)有分流錐；
[0037]所述孔和分流錐同軸；
[0038]所述氧化鋯基體多孔環(huán)中的孔包括封閉孔和連通孔，所述氧化鋯基體多孔環(huán)中的孔的平均直徑為5?20mm ;所述連通孔通道的總體積占氧化鋯基體多孔環(huán)體積的20%?50%。
[0039]圖1為本發(fā)明提供的半連續(xù)鑄造系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；其中，1為移液管；2為節(jié)流閥；3為吊掛架；4為上蓋；5為氧化鋯基體多孔環(huán)；6為分流錐；7為下蓋；8為鎂液；9為結(jié)晶器；10為結(jié)晶器底座；11為電機。
[0040]在本發(fā)明中，所述半連續(xù)鑄造系統(tǒng)包括移液管1，所述移液管1輸送鎂合金液體；在移液管1上設(shè)置節(jié)流閥2，所述節(jié)流閥2能夠控制鎂合金液體的流量和流速。
[0041 ] 在本發(fā)明中，所述半連續(xù)鑄造系統(tǒng)包括氧化鋯基體多孔環(huán)5，分別設(shè)置在所述氧化鋯基體多孔環(huán)5兩端的上蓋4和下蓋7，使所述氧化鋯基體多孔環(huán)與上蓋和下蓋形成腔體。在本發(fā)明中，所述氧化鋯基體多孔環(huán)5的外直徑為120?200mm ;在本發(fā)明的具體實施例中，所述氧化錯基體多孔環(huán)5的外直徑為120mm、150mm或200_。在本發(fā)明中，所述氧化錯基體多孔環(huán)中的孔包括封閉孔和連通孔，所述氧化鋯基體多孔環(huán)中的孔的平均直徑為5?20mm ;所述連通孔通道的總體積占氧化鋯基體多孔環(huán)體積的20%?50% ;所述氧化鋯基體多孔環(huán)5中連通孔的連接直徑優(yōu)選為5mm?20mm ;連通孔通道由氧化錯、聚苯乙稀、玻璃酸鈉和聚甲基丙烯酸甲酯燒結(jié)時形成，連接直徑為連通通道的平均尺寸；所述封閉孔通道的總體積占所述連通孔通道體積優(yōu)選< 5%。參見圖2和圖3，其中，圖2為本發(fā)明實施例提供的氧化鋯基體多孔環(huán)的俯視圖；圖3為本發(fā)明實施例提供的氧化鋯基體多孔環(huán)的截面示意圖。在本發(fā)明中，所述氧化鋯基體多孔環(huán)5的厚度和高度比優(yōu)選為3?30:10?200 ;在本發(fā)明的具體實施例中，所述氧化錯基體多孔環(huán)5的厚度記為S，3mm ^ S ^ 30mm ;所述氧化錯基體多孔環(huán)5的高度記為h，10mm ^ h ^ 200mm。在本發(fā)明中，所述鎂合金液體流經(jīng)氧化鋯基體多孔環(huán)后，其中的一些氧化物也能過濾掉，降低成分偏析幾率，進而降低熱裂現(xiàn)象。
[0042]在本發(fā)明中，所述氧化鋯基體多孔環(huán)由氧化鋯和粘結(jié)劑制得；
[0043]所述粘結(jié)劑包括聚苯乙烯、玻璃酸鈉和聚甲基丙烯酸甲酯。
[0044]在本發(fā)明具體實施例中，所述氧化鋯基體多孔環(huán)5的制備方法優(yōu)選包括以下步驟:
[0045]將氧化鋯和粘結(jié)劑混合，然后依次進行預(yù)成型和燒結(jié)，