[实用新型]一种新型镁合金铸锭冷却装置

说明书

本实用新型公开了一种新型镁合金铸锭冷却装置，内筒置于外筒内，铸型置于内筒内，内筒的外壁开有导气槽与导液槽，导气槽与导液槽均呈螺旋状布置在内筒的外壁上，导气槽内设有沿着内筒径向布置的通孔，导气槽的两端分别连接进气口和出气口，导液槽的两端分别连接进液口与出液口。由于采用了气体和液体两种冷却介质对熔体进行冷却，可以通过调节通气与通液的流量和时间来控制铸锭在不同阶段的冷却速度，可大幅优化铸锭的组织，减少偏析、缩孔、缩松等缺陷，提高合金力学性能。本实用新型采用四周喷射的形式，相较传统冷却方式，冷却介质喷涂均匀，降温速度稳定，能明显降低合金内应力。同时，本实用新型结构简单，制造成本低，适合工业化连续生产。

技术领域：

本实用新型涉及一种新型镁合金铸锭冷却装置。

背景技术：

镁合金在熔炼过程中，铸锭的冷却速度对合金组织性能的影响至关重要。铸锭中的许多缺陷都与冷却速度有关，控制合理的冷却速度能够大幅提高铸锭的质量。

偏析是指化学成分的不稳定性，是镁合金铸锭中一种常见的缺陷，它的出现就与冷却速度有直接关系。当合金的分配系数k0<1，铸锭凝固时外层中溶质含量低于中心部位溶质含量的现象称为正偏析，正偏析一般难以完全避免，它的存在使铸件性能不良，随后的热加工和扩散退火处理也难以使其根本改善。冷却速度过慢会加剧正偏析，因此在铸锭冷却过程中可以适当提高冷却速度可以改善正偏析，降低它带来的不利影响。枝晶偏析也是合金中常见的偏析类型，由非平衡凝固造成，使得先凝固的枝干和后凝固的枝干之间成分不均匀。枝晶偏析的出现也与浇铸过程中铸锭的冷却速度相关，冷却速度越大，枝晶偏析越严重。由于枝晶偏析的存在，使晶粒内部的化学成分和铸锭的组织极不均匀，铸锭的性能严重恶化，枝晶偏析不仅造成非平衡相出现和使第二相数量增加，而且这些低熔相在晶枝周围组成硬而脆的枝晶网络，使铸锭的塑性和加工性能急剧降低，由晶内偏析造成的化学成分不均匀性遗传到半制品中，导致退火后在加工材中形成粗大晶粒。在镁合金铸造的实际生产中，晶内偏析是不可避免的，消除晶内偏析的有效方法是对铸锭进行长时间的均匀化处理，但这种处理方法极大地延长了生产时间，不利于生产效率的提高。在铸锭凝固过程中适当提高冷却速度，可以很好地抑制枝晶偏析，降低枝晶偏析带来的不利影响，缩短后续热处理时间，提高生产效率。除了枝晶偏析，冷却速度过快还会使凝固后的铸锭内应力增大。铸锭冷却过程中，外层首先凝固，收缩量大，受到拉应力，而内层冷却速度相对较慢，收缩量小，受到外层凝固金属向中心方向的应力而承受压应力。内应力的危害很大，它是铸件在生产、存放、加工过程中产生裂纹的主要因素，降低了铸件的使用性能。例如，当铸件工作应力方向与内应力方向相同时，应力叠加，可能超出铸件的应力极限，发生断裂；有内应力的铸件，放置日久或经机械加工后会发生变形，使铸件失去精度，产生变形的铸件可能因加工余量不足而报废，因此需要加大加工余量，提高成本。铸锭冷却速度越快，内外温差越大，内应力越大，因此将铸锭冷却速度控制在合理的范围内能有效降低铸件内应力。

对铸锭凝固过程中的冷却速度进行控制，不仅可以减少凝固组织中的缺陷，而且可以通过控制冷速获得具有特定组织的合金，因此，控制铸锭冷却速度在生产实际中具有重要意义。

实用新型内容：

本实用新型是为了解决上述现有技术存在的问题而提供一种新型镁合金铸锭冷却装置。

本实用新型所采用的技术方案有：一种新型镁合金铸锭冷却装置，包括进气口、内筒、进液口、出气口、外筒、出液口和熔融镁合金的铸型，所述内筒置于外筒内，铸型置于内筒内，内筒的外壁开有导气槽与导液槽，导气槽与导液槽均呈螺旋状布置在内筒的外壁上，导气槽内设有沿着内筒径向布置的通孔，导气槽的两端分别连接进气口和出气口，导液槽的两端分别连接进液口与出液口。

进一步地，所述导气槽与导液槽的横截面均为矩形状。