TDM1.2-030-300-W1-000半固態(tài)連鑄機機型 現(xiàn)有的半固態(tài)連鑄機有兩類:水平連鑄機和垂直連鑄機。兩類機型的基本組成是一樣的,都包括制漿室,過渡段,結(jié)晶器,拉矯機構(gòu)及冷卻加熱系統(tǒng),二者的主要區(qū)別在于拉坯方向是水平的還是垂直的。 水平式半固態(tài)連鑄機漿料進入結(jié)晶器的壓力損失大,容易發(fā)生流道堵塞,難以生產(chǎn)高固相分數(shù)的半固態(tài)坯,而且這種連鑄機占地面積大。垂直式半固態(tài)連鑄機漿料充填結(jié)晶器容易,可以生產(chǎn)高固相分數(shù)的半固態(tài)坯。但是這種連鑄TDM1.2-030-300-W1-000機需要地坑作業(yè),鑄坯長度受到限制。目前半固態(tài)連鑄機以垂直式連為主。 適用于有色金屬的半固態(tài)連鑄機制漿室多用不銹鋼制造,而黑色金屬半固態(tài)連鑄機制漿室則無一例外地采用耐火材料制成。制漿室攪拌方式以非接觸式電磁攪拌為主,在有色金屬半固態(tài)連鑄中也有沿用早期機械攪拌的。為了減緩制漿室內(nèi)金屬熔體的冷卻速度,多數(shù)都在制漿室外加設(shè)一個加熱裝置。此外,為了保證半固態(tài)漿料能夠順利進入結(jié)晶器,國外半態(tài)連鑄機在制漿室與結(jié)晶器之間加設(shè)了一個用耐火材料制作并具有加熱功能的過渡段,使半固態(tài)熔體通過時溫度有所回升。拉坯機構(gòu)基本上是對現(xiàn)代連鑄技術(shù)的簡化,主要有液壓及機械式兩大類。液壓式拉坯機構(gòu)運行平穩(wěn),便于調(diào)節(jié),機械式拉坯機構(gòu)操作簡便,投資小。 本課題組研制成功的適用于黑色金屬的半固TDM1.2-030-300-W1-000態(tài)連鑄機采用旋轉(zhuǎn)永磁體三維磁攪拌,并取消了制漿室的外熱源加熱及過渡段。這種半固態(tài)連鑄機的最大優(yōu)點是可靠性高,制漿室冷卻速度由制漿室材料、結(jié)構(gòu)及冷卻水系統(tǒng)來調(diào)節(jié),因而設(shè)備簡單,便于操作。利用這臺半固態(tài)連鑄機已成功實現(xiàn)了白口鐵、高錳鋼及普碳鋼的半固態(tài)連鑄(鑄坯見圖1),可以進行ф100mm以下的圓坯生產(chǎn)及近終形零件的直接成形。 圖1 半固態(tài)連鑄坯實物照片 2.3 坯料質(zhì)量 利用現(xiàn)有的半固態(tài)連鑄機所得坯料的主要特點是顯微組織為細小的粒狀晶,氣體含量低,宏觀偏析少,這種坯料在半固態(tài)溫度下具有優(yōu)異的成型性能。 半固態(tài)連鑄坯的表面質(zhì)量與普通連鑄坯相當。雖然沒有振動裝置,但仍可見到類似于振痕的環(huán)狀條紋。這種條紋的形成機理在文獻[5]中進行了專門的討論。 從圖2所示的坯料顯微組織可見,其中的非枝晶粒狀組織形態(tài)并不是球形,而是外形不圓滑的粒狀晶,其尺寸一般為60m―120m。盡管其顯微組織并不象等溫條件下得到的半固態(tài)坯那樣圓整,但已經(jīng)可以滿足成型需求。 3. 問題及任務(wù) 半固態(tài)連鑄技術(shù)歷史還很短,人們的認識也還不盡一致,有許多問題有待深入研究。歸納起來,目前存在的問題主要有如下四個: (1) 對半固態(tài)連鑄過程穩(wěn)定性重視不夠,拉漏及拉斷現(xiàn)象時有發(fā)生。 (2) 配套設(shè)施不夠完善,工藝設(shè)計及過程控制缺乏依據(jù)。 (3) TDM1.2-030-300-W1-000坯料組織及表面質(zhì)量有待改善。 (4) 生產(chǎn)率低,目前只有500mm/min,遠不能與現(xiàn)代連鑄相提并論。 圖2 半固態(tài)連鑄坯組織 圍繞這些問題,人們已經(jīng)開展了一些研究,并取得了不少進展,但今后的任務(wù)還很艱巨。TDM1.2-030-300-W1-000
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