硬合金大规格扁锭自动铸造工艺评价

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1、2008年全国铝合金熔铸技术交流会文集-25．硬合金大规格扁锭自动铸造工艺评价牟大强，韦志宏，唐剑，冯兵(西南铝业集团有限责任公司熔铸厂．重庆401326l摘要：简要介绍了西南铝新建的35t硬合金熔铸生产线引进的设备和工具，分析了自动铸造工艺的特点，生产的铸锭的主要缺陷，以及与传统工艺比较的优缺点。指出自动铸造工艺重现性好，质量稳定，外部和冶金质量均较传统工艺好；因底部锯切量过大，生产质量要求不高的产品时并不具竞争优势。关键词：自动铸造；硬合金；扁铸锭2006年9月西南铝业集团有限责任公司新建的一条35t硬合金熔铸扁锭生产线正式投产，主要

2、为轧制生产线提供2XXX、7×X×系合金大规格扁锭。该生产线采用法国铸造机，并配备了自动铸造软件系统，铸造工具规格为500mill×l600mm，为国内最大的硬合金扁锭铸造工具，2006年11月，外方专家经过3个批次调试，一次铸造成型四根2024和7075合金铸锭，将生产线交付使用。国内除东北轻合金有限公司在21世纪初引进了一条25t自动铸造生产线外，几乎没有硬合金自动铸造工艺的使用和研究经验，其铸锭规格仅300mm厚度。随着铸锭规格的增大，铸锭成型难度会显著增加。西南铝接收生产线后，根据生产计划，半年内，在优化稳定2024和7075合金

3、铸造工艺的基础上，自行研究出了2124、2806、2017、2D70、2A12、7A52、71104等合金铸造工艺，批量生产出合格铸锭。自动铸造工艺与传统的DC铸造工艺有较大的差异，本文对该生产线的设备和工艺进行了简单的介绍，并与传统工艺生产的铸锭质量进行比较分析，希望对国内硬合金铸造工艺技术的提高有所助益。1生产线简介西南铝新建的35t扁锭熔铸生产线配备了进口的内导式液压铸造机；一套500millxl600眦n规格硬合金铸造工具，一次可铸造四根铸锭，包括结晶器、底座、刮水器、装备有液位控制系统的流盘；以及国外设计，国内制作的熔化炉和倾动

4、式保温炉，保温炉装有一套炉底透气塞式炉内精炼系统；在线净化系统为自产设备。自动铸造软件系统可控制铸造速度、冷却水流量、脉冲水的开闭时间、结晶器液位等，并可记录所有的铸造参数实际运行情况。1．1铸造工具·1．1．1结晶器和底座进口结晶器材质为6061合金T6状态，整个结晶器均采用数控机床精密加工而成，结晶器本体为整块料加工而成。一排冷却水孔，与国内传统铸造工具差别较大，见表1。表1进口结晶器与传统工具的比较．28·2008年全国铝合金熔铸技术交流会文集仅3mrll，而7021合金最大厚差达到了9lnlTl。表2铸锭厚差测量合金浇13边／mm

5、浇口中／mm浇13截面厚差／mm底部边／mm底部中／mm底截面厚差／mm最盔星差』坚咖4．3化学成分宏观偏析将7050合金铸锭切取试片进行横向宏观化学成分偏析分析，分别在铸锭截面的厚度方向和宽度方向的中间线等距离取样，分析结果见图5和图6，图中x轴原点为铸锭从中心，其化学成分宏观偏析较传统铸锭略小。■■、一．▲，●一／’＼，、V卜，。。图5传统工艺铝结晶器4∞m×l120m规格铸锭Z11偏析图6自动铸造工艺：500lnln×1320nm规格z11偏析4．4粗晶层厚度切取低倍试片分析7075合金铸锭粗晶层厚度，采用传统工艺铜质结晶器铸造的铸

6、锭粗晶层厚度在10mm一12mm；传统铸造工艺铝质结晶器生产的铸锭粗晶层厚度为8llfllTl～10mm；而采用自动铸造工艺生产的铸锭，粗晶层厚度仅为6mm左右；比传统铸造工艺的大幅度减少。4．5底部质量自动铸造工艺生产硬合金铸锭，其工艺参数在铸造开始阶段是不断变化的，铸锭的内部组织在铸造参数稳定之前差别较大，特别是硬合金本身裂纹倾向大，不可避免在底部易产生裂纹、冷隔等缺陷，因此作为轧制毛料，铸锭底部需要锯切的长度较大，一般要超过铸锭厚度的0．9倍，500Ⅱ瑚厚度铸锭就需要切除底部450mm以上。相比而言，传统铺底工艺铸造的铸锭底部锯切量

7、在250一左右。因此与传统铸锭相比，在长度相同条件下，自动铸造工艺铸锭的成品率较传统工艺的低。4．5冶金质量对自动铸造工艺生产的铸锭切取氧化膜试片进行分析，切取28块铸锭，没有发现氧化膜缺陷；低倍检查晶粒度全部达到1级，没有夹渣等缺陷；2008年1季度该生产线生产2024、2D70等合金A级探伤铸锭共593．321t，产生废品17．8t，探伤合格率达到了97％；而同期在另一条9t硬合金生产线生产的相同合金400×1320l／I／lq规格铸锭215．835t，轧制后探伤废品为19．425t，合格率为90％，两条生产线采用的在线熔体净化方式基

8、本一样，即用西南铝自产的在线除气装置除气，30140ppi陶瓷泡沫过虑板除渣。5结论(1)自动铸造工艺与传统铸造工艺相比，具有工艺重现性好，参数控制精确等优点。2008年全国铝合金熔铸技术交流