一种7xxx系铝合金小规格铸锭的水冷模具装置的制作方法

本实用新型涉及一种7xxx系铝合金小规格铸锭的水冷模具装置，属于铝合金制造技术领域。

背景技术：

7xxx系铝合金在航空航天领域应用广泛，损伤容限是合金的重要考核指标。实验室制备合金铸锭时，须保证一定的规格尺寸，才能在变形处理后获得具备加工出测试损伤容限性能的试样。

当前7xxx系铝合金浇铸一般采用整体化的铜模或铁模。浇铸时铸锭顶部和底部的冷却不均匀，成分偏差大，不利于后续的研究；同时整体化的模具单次浇铸后必须脱模才能继续浇铸，操作不便。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服整体化模具浇铸后铸锭顶部和底部的冷却不均匀，单次浇铸后必须脱模才能继续浇铸的问题，提供一种结构简单且操作容易的7xxx系铝合金小规格铸锭的水冷模具装置，既有利于获得理想的凝固组织，又可以实现单次连续浇铸多个小规格铸锭，同时其具备一定的尺寸，确保后续的研究工作正常进行。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种7xxx系铝合金小规格铸锭的水冷模具装置，该装置由模具、套筒、变径管、低位进水管和高位出水管构成；其中，模具具有由内壁和外壁构成的腔体，该腔体的截面形状为凹字形；低位进水管连接在模具外壁的底部，低位进水管连接变径管；高位出水管连接在外壁的顶部；套筒设置在由模具内壁形成的凹槽内，套筒的外壁与模具内壁紧密贴合。

其中，所述变径管为两端开口且中间部位为内径增大的直通管，即为中间鼓包、两端开口的直通管，可保证进入模具的水流具备较高的流速。

其中，所述凹槽的直径为80-140mm，深度为200-300mm；所述套筒的高度为220-320mm。

其中，所述套筒是无缝钢管所制成的直筒。

本实用新型的优点在于：

本实用新型7xxx系铝合金小规格铸锭的水冷模具装置，可提高浇铸过程中金属液的冷却凝固速度，实现金属液的快速凝固，显著降低了合金铸锭的顶部和底部的组织差异，改善合金的凝固组织。同时可通过更换套筒的方式连续浇铸多个铸锭，而无须移动模具，可以实现单次连续浇铸多个小规格铸锭，提高了效率。

附图说明

图1为本实用新型7xxx系铝合金小规格铸锭的水冷模具装置的截面图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型做进一步说明，但并不意味着对本实用新型保护范围的限制。

如图1所示，本实用新型的7xxx系铝合金小规格铸锭的水冷模具装置由模具1、套筒2、变径管3、低位进水管4和高位出水管5构成；其中，模具1具有由内壁和外壁构成的腔体，该腔体的截面形状为凹字形；低位进水管4连接在模具外壁的底部，低位进水管4连接变径管3，变径管3是中间鼓包、两端开口的直通管；高位出水管5连接在外壁的顶部；套筒2设置在由模具内壁形成的凹槽内，套筒2的外壁与模具内壁紧密贴合。

在本实用新型中，由模具内壁形成的凹槽的直径为80-140mm、凹槽的深度为200-300mm；对应的套筒的外径为80-140mm，高度为220-320mm。因此，可制备的7xxx系铝合金小规格铸锭的锭坯直径为80-140mm，锭坯高度为200-300mm。

在本实用新型中，套筒2是由无缝钢管截取后制成的，模具是由紫铜所制成的铜模具。

在铸造前接通循环水，循环水流经变径管从低位进水管处进入模具，将模具腔体填充满后从高位出水管流出，并保持循环流动。将套筒插入模具凹槽，套筒外壁与模具内壁紧密贴合，然后将熔炼好的合金熔体由套筒上方浇入套筒中，浇铸时金属液均匀流入套筒内，全过程保持模具腔体内通循环冷却水，直至套筒中的熔体全部凝固完毕。凝固结束后，将套筒从凹槽中抽出，即可更换新的套筒继续进行浇铸。与传统的铁模或铜模浇铸相比，使用本实用新型可获得更为均匀的成分及组织，同时本实用新型所述的套筒更换方便，提高了工作效率。