專利名稱：：一種硬鋁合金圓錠半連續(xù)鑄造用引錠頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種硬鋁合金圓錠半連續(xù)鑄造用引錠頭，屬于鋁合金半連續(xù)鑄造
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：采用傳統(tǒng)直冷式半連續(xù)鑄造工藝制備鋁合金圓錠時，鑄造起始階段是整個鑄造過程中最不穩(wěn)定也是最為關(guān)鍵的階段，容易發(fā)生底部開裂、漏鋁等鑄造問題；尤其對于以2xxx和7xxx系為代表的硬鋁合金圓錠，由于鑄錠的合金元素含量高，晶界處的低熔點共晶相數(shù)目較多，在凝固過程中鑄錠的塑性區(qū)較小，脆性區(qū)較大，鑄錠抵抗裂紋的能力較低，再加上鑄錠底部冷卻的不均勻性，鑄錠內(nèi)應(yīng)力很大，使得鑄錠發(fā)生底部裂紋的傾向性大大增加。在鑄造開始階段，鑄錠中央到邊緣的冷卻條件相差較大，內(nèi)外層溫差大，鑄錠內(nèi)層冷卻速度小于外層冷卻速度，內(nèi)層的收縮受到早已冷凝的外層的阻礙，使鑄錠中心沿圓周方向受到拉應(yīng)力作用，這種拉應(yīng)力從結(jié)晶瞬間一直到鑄錠完全冷卻過程中不斷增強，當超過金屬允許的變形值時，便產(chǎn)生了裂紋，對于大規(guī)格硬鋁合金圓錠裂紋傾向性更大，難以鑄造成功。因此，必須要有合適的引錠頭，降低鑄錠底部冷卻強度，并提高鑄錠底部冷卻的均勻性，以保證鑄錠的穩(wěn)定鑄造成形。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于針對硬鋁合金圓錠容易出現(xiàn)底部裂紋的現(xiàn)象，提供一種新型結(jié)構(gòu)的硬鋁合金圓錠半連續(xù)鑄造用引錠頭，旨在有效抑制鑄錠底部裂紋，該引錠頭安裝方便，使用壽命長。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)一種硬鋁合金圓錠半連續(xù)鑄造用引錠頭，外形為圓柱體結(jié)構(gòu)，特點是:所述引錠頭的材質(zhì)為鋼質(zhì)，其主體為引錠體，在引錠體的上部開有空腔，空腔的圓周面呈-2-10°的負錐面，空腔的底面設(shè)置有中心凸臺和環(huán)形凸臺；在引錠體的底部設(shè)有連接螺紋。進一步地，上述的一種硬鋁合金圓錠半連續(xù)鑄造用引錠頭，所述中心凸臺和環(huán)形凸臺的圓周面呈130。的錐面。更進一步地，上述的一種硬鋁合金圓錠半連續(xù)鑄造用引錠頭，所述環(huán)形凸臺的半徑為空腔的半徑的一半。本發(fā)明技術(shù)方案突出的實質(zhì)性特點和顯著的進步主要體現(xiàn)在①引錠體上部空腔的圓周為-2-10。的負錐面，用以提高開始澆注時鑄錠和引錠頭的結(jié)合力，并利于半連續(xù)鑄造結(jié)束后的脫模；②引錠體的空腔中設(shè)置中心凸臺和環(huán)形凸臺，提供額外的冷卻，增加在半連續(xù)鑄造開始時鑄錠底部冷卻的均勻性，使得鑄錠中心與邊部的冷卻趨于均勻，防止鑄錠出現(xiàn)底部裂紋；中心凸臺和環(huán)形凸臺還實現(xiàn)支撐鑄錠的作用，保證鑄錠在半連續(xù)鑄造過程中有良好的穩(wěn)定性；中心凸臺和環(huán)形凸臺的圓周面形成錐面，使鑄錠容易從引錠頭分離，防止分離動作損壞凸臺.③該引錠頭為鋼制引錠頭，在硬鋁合金半連續(xù)鑄造時使用鋼制引錠頭能顯著降低鑄錠底部的冷卻速度，并能有效緩解鑄錠底部由于冷卻過強而造成的應(yīng)力集中，使鑄錠底部裂紋傾向大大減小；結(jié)構(gòu)簡單，安裝使用方便，工作壽命長，有效防止結(jié)晶器的損壞和起始階段鑄錠的底部裂紋，經(jīng)濟效益和社會效應(yīng)顯著。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明技術(shù)方案作進一步說明:圖1:本發(fā)明的剖切結(jié)構(gòu)示意圖。圖中各附圖標記的含義見下表<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>具體實施例方式如圖l所示的硬鋁合金圓錠半連續(xù)鑄造用引錠頭，用鋼質(zhì)材料制作，外形為圓柱體結(jié)構(gòu)，包括底座連接螺紋l、引錠體2、空腔5、空腔內(nèi)的凸臺，在引錠體2的上部開有空腔5，空腔5的圓周面呈-2-10°的錐面3，空腔5的底面設(shè)置有中心凸臺6和環(huán)形凸臺4，中心凸臺6的圓周面和環(huán)形凸臺4的圓周面均呈130。的錐面，環(huán)形凸臺4的半徑為空腔5的半徑的一半。在引錠體2的底部設(shè)有連接螺紋1，引錠體2通過連接螺紋1固定在支撐臺上。引錠體2上部空腔5的外周為-2-10°的負錐面3，負錐面3的高度在530mm?？涨?設(shè)計成負錐面，提高開始澆注時鑄錠和引錠頭的結(jié)合力，并可因熱脹冷縮作用使半連續(xù)鑄造結(jié)束后不影響脫模。引錠頭的空腔5中設(shè)置一個中心凸臺6和一個環(huán)形凸臺4，其作用就是提供額外的冷卻，增加在半連續(xù)鑄造開始時鑄錠底部冷卻的均勻性，使得鑄錠中心與邊部的冷卻趨于均勻，防止鑄錠出現(xiàn)底部裂紋。同時，該中心凸臺6和環(huán)形凸臺4實現(xiàn)支撐鑄錠的作用，保證鑄錠在半連續(xù)鑄造過程中有良好的穩(wěn)定性。中心凸臺6和環(huán)形凸臺4的圓周面形成一個錐面，錐度為13(T，可使鑄錠容易從引錠頭分離，防止分離動作損壞凸臺。該引錠頭為鋼制引錠頭，鋼的熱傳導(dǎo)性能比鋁的弱，在硬鋁合金半連續(xù)鑄造時使用鋼制引錠頭能顯著降低鑄錠底部的冷卻速度，并能有效緩解鑄錠底部由于冷卻過強而造成的應(yīng)力集中，使鑄錠底部裂紋傾向大大減小。具體應(yīng)用時，當開始澆注時，鋁合金凝固在負錐面3上，鋁合金的凝固部分與引錠頭結(jié)合起來，并產(chǎn)生一定的結(jié)合力，當引錠頭向下運動的時候，拉動鋁合金錠一起運動，形成半連續(xù)鑄造過程。當半連續(xù)鑄造過程完成時，鋁合金錠和引錠頭已經(jīng)冷卻到較低溫度，鋁合金錠凝固在空腔5內(nèi)的部分冷卻收縮，脫離了空腔5的負錐面3，與引錠頭的結(jié)合力減少，順利分離鋁錠和引錠頭。引錠頭的空腔5中有環(huán)形凸臺4和中心凸臺6，其作用就是提供額外的冷卻，增加在半連續(xù)鑄造起始階段鑄錠中心的冷卻，使得鑄錠中心與邊部的冷卻趨于均勻，防止鑄錠出現(xiàn)底部裂紋。同時，環(huán)形凸臺4和中心凸臺6對鑄錠澆鑄過程中的穩(wěn)定有一定的支撐作用。綜上所述，本發(fā)明鋼制引錠頭設(shè)計獨特，引錠體上部空腔圓周的負錐面，用以提高鑄造起始階段鑄錠和引錠頭的結(jié)合力，并利于半連續(xù)鑄造結(jié)束后的脫模。引錠頭空腔中環(huán)形凸臺和中心凸臺，增加在半連續(xù)鑄造起始階段鑄錠底部冷卻的均勻性，防止鑄錠出現(xiàn)底部裂紋并可起支撐穩(wěn)定鑄錠的作用。與現(xiàn)有技術(shù)相比，其結(jié)構(gòu)簡潔，安裝使用方便，工作壽命長，有效防止結(jié)晶器的損壞和起始階段鑄錠的底部裂紋，適用于硬鋁合金圓錠的半連續(xù)鑄造，應(yīng)用前景極為看好。以上僅是本發(fā)明的具體應(yīng)用范例，對本發(fā)明的保護范圍不構(gòu)成任何限制。凡采用等同變換或者等效替換而形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明權(quán)利保護范圍之內(nèi)。權(quán)利要求1.一種硬鋁合金圓錠半連續(xù)鑄造用引錠頭，外形為圓柱體結(jié)構(gòu)，其特征在于所述引錠頭的材質(zhì)為鋼質(zhì)，其主體為引錠體(2)，在引錠體(2)的上部開有空腔(5)，空腔(5)的圓周面呈-2～-10°的負錐面(3)，空腔(5)的底面設(shè)置有中心凸臺(6)和環(huán)形凸臺(4)；在引錠體(2)的底部設(shè)有連接螺紋(1)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硬鋁合金圓錠半連續(xù)鑄造用引錠頭，其特征在于所述中心凸臺(6)和環(huán)形凸臺(4)的圓周面呈130°的錐面。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硬鋁合金圓錠半連續(xù)鑄造用引錠頭，其特征在于所述環(huán)形凸臺(4)的半徑為空腔(5)的半徑的一半。全文摘要本發(fā)明提供一種硬鋁合金圓錠半連續(xù)鑄造用引錠頭，其材質(zhì)采用鋼質(zhì)，主體為引錠體，在引錠體的上部開有空腔，空腔的圓周面呈-2～-10°的負錐面，空腔的底面設(shè)置有中心凸臺和環(huán)形凸臺，中心凸臺和環(huán)形凸臺的圓周面呈1～30°的錐面；在引錠體的底部設(shè)有連接螺紋，引錠體通過連接螺紋固定在支撐臺上。引錠體上部空腔圓周的負錐面，用以提高鑄造起始階段鑄錠和引錠頭的結(jié)合力，并利于半連續(xù)鑄造結(jié)束后的脫模；空腔中環(huán)形凸臺和中心凸臺，增加在半連續(xù)鑄造起始階段鑄錠底部冷卻的均勻性，防止鑄錠出現(xiàn)底部裂紋并起支撐穩(wěn)定鑄錠的作用；結(jié)構(gòu)簡潔，安裝使用方便，工作壽命長，適用于硬鋁合金圓錠的半連續(xù)鑄造。文檔編號B22D11/08GK101386061SQ20081015575公開日2009年3月18日申請日期2008年10月9日優(yōu)先權(quán)日2008年10月9日發(fā)明者吳文祥,王家淳,鄧楨楨,琦陳申請人:蘇州有色金屬研究院有限公司