层状铝合金复合锭坯铸造工艺的制作方法
【专利说明】层状绍合金复合锭坯铸造工艺
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技术领域
[0002]本发明属于合金铸铁铸造技术领域，具体涉及一种层状铝合金复合锭坯铸造工艺。
[0003]
【背景技术】
[0004]双金属复层材料是将两种金属材料利用其各自的性能优势进行分层组合而形成的一类金属材料。双金属复合材料可以克服两种金属各自的缺点，发挥两种金属的优点，使部件具有特殊的性能以适应各种恶劣工况，可以延长部件使用寿命，综合经济效益较好，很值得推广应用及进行进一步研究拓宽其应用领域。目前制备双金属材料研究领域极为广阔，生产方法有多种。一般常规的制备双金属材料分类方法按照复合过程的工艺属性划分，分别为铸造复合法，轧制复合法以及沉积复合方法等，采用半连续直接水冷铸造由两种合金组成的复合锭，是DC铸造工艺的重大发展，有着相当大的经济与技术意义，在铝合金半连续铸造发展过程中具有里程碑意义，突破了传统的工序多、劳动强度大、结合不甚理想、生产成本较高的压接焊合法，可以生产由任何铝合金组合的复合板带材。由3004铝合金和4045铝合金形成的复合铸锭经轧制后可以用来生产钎焊板。钎焊板是由作为表层的低熔点合金和作为芯材的高熔点可焊接合金形成，可以生产用作汽车热交换系统的换热材料并且具有广阔的市场前景。
[0005]
【发明内容】
[0006]为了克服现有技术领域存在的上述问题，本发明的目的在于，提供一种生产层状铝合金复合锭坯铸造工艺。
[0007]本发明提供的层状铝合金复合锭坯铸造工艺，将3004合金熔体被浇铸到由冷却板和结晶器壁形成的左侧的空腔中，3004熔体与冷却板接触后开始凝固，并在降低引锭头前持续一段时间，因此在冷却板附近形成一个自支持面，然后4045合金熔体被浇入右侧的空腔中与自支持面接触，这两种合金由此而结合为两层并在冷却的作用下形成复合锭。铸造开始阶段和稳定阶段为了研究铸造过程中复合界面附近温度分布，铸造过程中主要测量了石墨板附近3004合金中4个点的温度分布，测温点1，2，3均匀的分布于铸锭的中部至边部，测温点4与3的距离为10mm，热电偶被固定在垂直与引锭相连的不锈钢丝上，随着引锭一起运动，最终凝固在铸锭中。热电偶与数据采集器相连，温度采集时间间隔为0.5s，测温结果最终被处理为冷却曲线和温度分布云图的形式。在铸锭横截面上截取厚度约为20mm的试片，抛光后观察宏观组织。在界面处取立方体试样，经机械打磨抛光后，利用金相显微镜(Leica DMR)观察微观组织，复合界面力学性能测试在DDL型电子万能试验机J 二进行。
[0008]本发明提供的生产层状铝合金复合锭坯铸造工艺，其有益效果在于:
(1)复合界面平直无气孔，结台较好，且为一种冶金结合；
(2)在冷却板的作用下界面附近形成层具有一定厚度的半固态层，从而保证半连续铸造过程的顺利实现。
[0009]
【具体实施方式】
[0010]下面结合实施例，对本发明提供层状铝合金复合锭坯铸造工艺，进行详细的说明。
[0011]实施例一
将3004合金熔体被浇铸到由冷却板和结晶器壁形成的左侧的空腔中，3004熔体与冷却板接触后开始凝固，并在降低引锭头前持续一段时间，因此在冷却板附近形成一个自支持面，然后4045合金熔体被浇入右侧的空腔中与自支持面接触，这两种合金由此而结合为两层并在冷却的作用下形成复合锭。铸造开始阶段和稳定阶段为了研究铸造过程中复合界面附近温度分布，铸造过程中主要测量了石墨板附近3004合金中4个点的温度分布，测温点1，2，3均匀的分布于铸锭的中部至边部，测温点4与3的距离为10mm，热电偶被固定在垂直与引锭相连的不锈钢丝上，随着引锭一起运动，最终凝固在铸锭中。热电偶与数据采集器相连，温度采集时间间隔为0.5s，测温结果最终被处理为冷却曲线和温度分布云图的形式。在铸锭横截面上截取厚度约为20 mm的试片，抛光后观察宏观组织。在界面处取立方体试样，经机械打磨抛光后，利用金相显微镜(Leica DMR)观察微观组织，复合界面力学性能测试在DDL型电子万能试验机J 二进行。
[0012]两种合金成分的不同，4045合金和3004台金交界处为复合界面，复合界面右侧为3004合金,左侧的台金为4045台盒,可看出复合界面清晰平直且无气孔,说明两种合金结合得较好。左侧的4045合金主要由粗大的a铝相和针状的生硅相组成，而右侧的3004合金中，Mn颗粒均匀分布在a铝基体中，在界面附近，4045台金中的d铝与3004台金中的a铝很好地结台在一起，这从微观角度说明两种合金较好的结合在一起，换言之，两种合金的结合是一种冶金结合。
[0013]为了考察界面结台强度，分别测试!■界面的抗拙强度和抗剪强度。界面力学性能测试过程中力的作用面积均为80 mm由图界面力学性能测试结果可知，复合界面的抗拉强度约为llOMPa，抗剪强度约为53MPa对于3004合金而言，其抗拉强度为180MPa，抗剪强度为IlOMPa ;对4045台金而言，其抗拉强度为131MPa，抗剪强度为97MPa，这进一步证明r复合界面的结合是一种冶金结合。
【主权项】
1.一种层状铝合金复合锭坯铸造工艺，其特征在于:将3004合金熔体被浇铸到由冷却板和结晶器壁形成的左侧的空腔中，3004熔体与冷却板接触后开始凝固，并在降低引锭头前持续一段时间，因此在冷却板附近形成一个自支持面，然后4045合金熔体被浇入右侧的空腔中与自支持面接触，这两种合金由此而结合为两层并在冷却的作用下形成复合锭。
【专利摘要】本发明公开了一种层状铝合金复合锭坯铸造工艺，将3004合金熔体被浇铸到由冷却板和结晶器壁形成的左侧的空腔中，3004熔体与冷却板接触后开始凝固，并在降低引锭头前持续一段时间，因此在冷却板附近形成一个自支持面，然后4045合金熔体被浇入右侧的空腔中与自支持面接触，这两种合金由此而结合为两层并在冷却的作用下形成复合锭。复合界面平直无气孔，结台较好，且为一种冶金结合；在冷却板的作用下界面附近形成层具有一定厚度的半固态层，从而保证半连续铸造过程的顺利实现。
【IPC分类】B22D7-02
【公开号】CN104550787
【申请号】CN201310509067
【发明人】常云青
【申请人】青岛和德隆机械有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2013年10月24日