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半连续铸造是世界上应用最普遍、历史最悠久的铝合金铸造技术,各铝加工企业和研究机构一直致力于提高铸锭表面质量,即尽可能平整光滑,减少或消除粗品层偏析瘤等表面缺陷,减少铸锭厚差及底部翘曲和肿胀等等,使铸锭在热轧前尽可能少铣面或不铣面,提高成材率。
铸造技术的新进展和有前途的技术有:脉冲水和加气铸造、电磁铸造、气滑铸造、可调结晶器、低液位铸造(LHC)、ASM新式扁锭结晶器等。
电磁铸造(EMCl)
电磁铸造最早是前苏联研究成功的,它采用电磁结晶器取代传统的直冷式结晶器。由于电磁铸造的结晶器壁不与熔融金属直接接触,铸锭表面极为光滑、内部组织非常均匀•几乎无粗晶层,铸锭可不铣面或少铣面,热轧后的切边量大大减少.但该技术投资巨大,对整个铸造过程和各项参数需要非常严格的控制,目前在国外只有少数实力雄厚的铝加工企业使用,如瑞士铝业公司和美国铝业公司等。国内西南铝业(集团)有限责任公司曾经引进该技术并铸造出了合格铸锭,但因铸造设备的控制不能满足要求.未投入批量生产。
气滑铸造 20世纪80年代初研究成功的热顶铸造,使铸锭表面质量和生产效率大为提高。气滑铸造是在热顶铸造的基础上增加油气润滑系统而成,该技术的优点是铸造速度快、铸锭表面光滑,与电磁铸造铸锭接近,较为著名的是wagstafr的圆锭气滑铸造工具,国内也有一些铝型材厂购买了这种铸造工具。此外,在扁锭铸造工具中,ALRSOL VELL扁锭铸造系统也采用气滑铸造技术。一般认为扁锭热顶铸造效果不如圆锭,所以在扁锭铸造中使用热顶或气滑铸造技术的厂家不多,国内还没有。
可调结晶器 可调结晶器的优点是用一套结晶器可生产多种宽度的扁锭,满足多品种少批量生产的要求,大幅度降低铸造工具制造费用,提高生产效率。可调结晶器有两种:直边可调结晶器和厚度变化的可调结晶器,前者最早应用于日本,设计目标是铸锭截面厚度差小于6mm.可调宽度200mmI;国内西南铝业(集团)有限责任公司在90年代后期设计制造了480mm×950~1380mm,515mmx900~1300mm,450mmxl760~2060三种调节幅度为50mm的直边可调结晶器。使用结果证明:铸锭平直度明显提高•截面厚差小于5mm.粗品层减少至8mm以下,提高了生产效率和成材率。厚度变化可调结晶器的设计制造难度比直边可调结晶器的大很多.但对铸锭的厚差控制比前者更好,如ALCAN最近}研制的560mmxl230~1580mm可调模,该结晶器不用工具直接用手工完成全部调整,宽度连续可调且不需测量,大面有对中机构,总能保证结晶器的中心在底座中心.的正上方,生产的铸锭截面厚差小于3mm。
低液位铸造技术(LHC)低液位铸造技术是是Wagstaff最近的成果,上市不久,使用的厂家不多,国内还没有。该技术是在传统DC结晶器内壁衬镶一层石墨板而成,石墨板采用连续渗透式润滑在铸造前涂油脂均可,铸造过程要使用和液面自动控制系统。使用该技术生产的铸锭表面光滑,粗晶层厚约lmm,可减少铣面量50%以上,减少热轧切边量百分之17,同时该技术可使铸造速度大大提高。
ASM新式扁锭结晶器 ASM新式扁锭结晶器
采用最佳的结晶器有效高度,使一次冷却与二次冷却更加接近,提高冷却水冲击击点,同时在结晶器上部设置保温环。使在一次水冷上部能保持一致的熔体高度,以解决低金属水平带来的铸造安全问题。润滑油系统和润滑油分配板能提连续润滑油,将润滑油直接加到铸锭的弯液面上,减少了润滑油的消耗。该结晶器生产出的铸锭表面光滑,粗晶层薄而均匀,可将铸锭的铣面深度减少到与电磁铸锭相当的水平。减少铸锭铣面量50%以上。
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