層狀鋁合金復合錠坯鑄造工藝的制作方法
【專利說明】層狀紹合金復合錠坯鑄造工藝
[0001]
技術領域
[0002]本發明屬于合金鑄鐵鑄造技術領域，具體涉及一種層狀鋁合金復合錠坯鑄造工藝。
[0003]
【背景技術】
[0004]雙金屬復層材料是將兩種金屬材料利用其各自的性能優勢進行分層組合而形成的一類金屬材料。雙金屬復合材料可以克服兩種金屬各自的缺點，發揮兩種金屬的優點，使部件具有特殊的性能以適應各種惡劣工況，可以延長部件使用壽命，綜合經濟效益較好，很值得推廣應用及進行進一步研究拓寬其應用領域。目前制備雙金屬材料研究領域極為廣闊，生產方法有多種。一般常規的制備雙金屬材料分類方法按照復合過程的工藝屬性劃分，分別為鑄造復合法，軋制復合法以及沉積復合方法等，采用半連續直接水冷鑄造由兩種合金組成的復合錠，是DC鑄造工藝的重大發展，有著相當大的經濟與技術意義，在鋁合金半連續鑄造發展過程中具有里程碑意義，突破了傳統的工序多、勞動強度大、結合不甚理想、生產成本較高的壓接焊合法，可以生產由任何鋁合金組合的復合板帶材。由3004鋁合金和4045鋁合金形成的復合鑄錠經軋制后可以用來生產釬焊板。釬焊板是由作為表層的低熔點合金和作為芯材的高熔點可焊接合金形成，可以生產用作汽車熱交換系統的換熱材料并且具有廣闊的市場前景。
[0005]

【發明內容】

[0006]為了克服現有技術領域存在的上述問題，本發明的目的在于，提供一種生產層狀鋁合金復合錠坯鑄造工藝。
[0007]本發明提供的層狀鋁合金復合錠坯鑄造工藝，將3004合金熔體被澆鑄到由冷卻板和結晶器壁形成的左側的空腔中，3004熔體與冷卻板接觸后開始凝固，并在降低引錠頭前持續一段時間，因此在冷卻板附近形成一個自支持面，然后4045合金熔體被澆入右側的空腔中與自支持面接觸，這兩種合金由此而結合為兩層并在冷卻的作用下形成復合錠。鑄造開始階段和穩定階段為了研究鑄造過程中復合界面附近溫度分布，鑄造過程中主要測量了石墨板附近3004合金中4個點的溫度分布，測溫點1，2，3均勻的分布于鑄錠的中部至邊部，測溫點4與3的距離為10mm，熱電偶被固定在垂直與引錠相連的不銹鋼絲上，隨著引錠一起運動，最終凝固在鑄錠中。熱電偶與數據采集器相連，溫度采集時間間隔為0.5s，測溫結果最終被處理為冷卻曲線和溫度分布云圖的形式。在鑄錠橫截面上截取厚度約為20mm的試片，拋光后觀察宏觀組織。在界面處取立方體試樣，經機械打磨拋光后，利用金相顯微鏡(Leica DMR)觀察微觀組織，復合界面力學性能測試在DDL型電子萬能試驗機J 二進行。
[0008]本發明提供的生產層狀鋁合金復合錠坯鑄造工藝，其有益效果在于:
(1)復合界面平直無氣孔，結臺較好，且為一種冶金結合；
(2)在冷卻板的作用下界面附近形成層具有一定厚度的半固態層，從而保證半連續鑄造過程的順利實現。
[0009]
【具體實施方式】
[0010]下面結合實施例，對本發明提供層狀鋁合金復合錠坯鑄造工藝，進行詳細的說明。
[0011]實施例一
將3004合金熔體被澆鑄到由冷卻板和結晶器壁形成的左側的空腔中，3004熔體與冷卻板接觸后開始凝固，并在降低引錠頭前持續一段時間，因此在冷卻板附近形成一個自支持面，然后4045合金熔體被澆入右側的空腔中與自支持面接觸，這兩種合金由此而結合為兩層并在冷卻的作用下形成復合錠。鑄造開始階段和穩定階段為了研究鑄造過程中復合界面附近溫度分布，鑄造過程中主要測量了石墨板附近3004合金中4個點的溫度分布，測溫點1，2，3均勻的分布于鑄錠的中部至邊部，測溫點4與3的距離為10mm，熱電偶被固定在垂直與引錠相連的不銹鋼絲上，隨著引錠一起運動，最終凝固在鑄錠中。熱電偶與數據采集器相連，溫度采集時間間隔為0.5s，測溫結果最終被處理為冷卻曲線和溫度分布云圖的形式。在鑄錠橫截面上截取厚度約為20 mm的試片，拋光后觀察宏觀組織。在界面處取立方體試樣，經機械打磨拋光后，利用金相顯微鏡(Leica DMR)觀察微觀組織，復合界面力學性能測試在DDL型電子萬能試驗機J 二進行。
[0012]兩種合金成分的不同，4045合金和3004臺金交界處為復合界面，復合界面右側為3004合金,左側的臺金為4045臺盒,可看出復合界面清晰平直且無氣孔,說明兩種合金結合得較好。左側的4045合金主要由粗大的a鋁相和針狀的生硅相組成，而右側的3004合金中，Mn顆粒均勻分布在a鋁基體中，在界面附近，4045臺金中的d鋁與3004臺金中的a鋁很好地結臺在一起，這從微觀角度說明兩種合金較好的結合在一起，換言之，兩種合金的結合是一種冶金結合。
[0013]為了考察界面結臺強度，分別測試!■界面的抗拙強度和抗剪強度。界面力學性能測試過程中力的作用面積均為80 mm由圖界面力學性能測試結果可知，復合界面的抗拉強度約為llOMPa，抗剪強度約為53MPa對于3004合金而言，其抗拉強度為180MPa，抗剪強度為IlOMPa ;對4045臺金而言，其抗拉強度為131MPa，抗剪強度為97MPa，這進一步證明r復合界面的結合是一種冶金結合。
【主權項】
1.一種層狀鋁合金復合錠坯鑄造工藝，其特征在于:將3004合金熔體被澆鑄到由冷卻板和結晶器壁形成的左側的空腔中，3004熔體與冷卻板接觸后開始凝固，并在降低引錠頭前持續一段時間，因此在冷卻板附近形成一個自支持面，然后4045合金熔體被澆入右側的空腔中與自支持面接觸，這兩種合金由此而結合為兩層并在冷卻的作用下形成復合錠。
【專利摘要】本發明公開了一種層狀鋁合金復合錠坯鑄造工藝，將3004合金熔體被澆鑄到由冷卻板和結晶器壁形成的左側的空腔中，3004熔體與冷卻板接觸后開始凝固，并在降低引錠頭前持續一段時間，因此在冷卻板附近形成一個自支持面，然后4045合金熔體被澆入右側的空腔中與自支持面接觸，這兩種合金由此而結合為兩層并在冷卻的作用下形成復合錠。復合界面平直無氣孔，結臺較好，且為一種冶金結合；在冷卻板的作用下界面附近形成層具有一定厚度的半固態層，從而保證半連續鑄造過程的順利實現。
【IPC分類】B22D7-02
【公開號】CN104550787
【申請號】CN201310509067
【發明人】常云青
【申請人】青島和德隆機械有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2013年10月24日