[发明专利]一种铸模及用于铝锂合金铸锭制造的超声波铸造装置

说明书

本发明公开了一种铸模及用于铝锂合金铸锭制造的超声波铸造装置，涉及金属熔炼技术领域，还包括熔炼炉、铸造设备和超声波振动系统，熔炼炉包括炉体和设置在炉体顶部的炉盖，炉体上设置有进气口和真空抽气口，炉盖上设置有第一开口和第二开口，铸造设备包括熔炼设备和铸模，熔炼设备包括电阻加热炉和坩埚，坩埚位于电阻加热炉内，电阻加热炉上设置有转轴，转轴两端转动连接于炉体两侧内壁上，超声波振动系统包括超声换能器、变幅杆和辐射杆，辐射杆能够插入第一开口或第二开口中。铸模包括两个半圆筒体和铰链，两个半圆筒体结构相同，两个半圆筒体具有底部的一端分别固定于铰链的两侧，两个半圆筒体能够拼成一个完整筒体。本发明方便取出铸造成品。

技术领域

本发明涉及金属熔炼技术领域，特别是涉及一种铸模及用于铝锂合金铸锭制造的超声波铸造装置。

背景技术

锻造铝合金主要在具有空气气氛的情况下，燃料燃烧的反射炉中熔炼生产。将熔剂添加到熔体中能够减少大气氧化。合金熔体通常在较大容量的保温炉中保持在合适的温度下，熔化、除气和过滤等操作。最后，熔体经过冷却、铸造、热轧，机械加工成各种半成品形式的板坯和坯料，如板材，挤压件和锻件等。铝锂合金的生产工艺与此相同，只是由于合金液中锂高活泼特使得铸造技术需要特定方向的改进。

金属锂与任何其他活性金属一样，锂也可以在工业规模的氩/氦气覆盖下进行熔化。通过在填充有高纯度氩气或氦气的电阻熔化炉中熔化，生产出优质铝锂合金锭。在石墨坩埚中熔化超纯铝，并在氩气保护下将蒸馏的锂浸入其中。在快速氩气流下将合金倒入铸铁模具中。

但是对于实现高强度，延展性，韧性，疲劳寿命和重要性疲劳裂纹扩展阻力。还需要进一步的精细铸造晶粒尺寸。锻造产品的最终晶粒尺寸取决于两个因素：精细的铸态晶粒尺寸和热机械加工过程中的晶粒生长控制。铝是少数几种金属中少量添加一种或多种元素的金属之一，包括硼，铌，钽，钛，锆，钒，钼，钨，铪和铬，在铸造过程中引起晶粒细化而基本不影响属性。最常用的是TiBAl中间合金中钛和硼的组合。但是在添加变质剂的过程中，成分控制不当对铝熔体凝固过程产生不良影响，其次随着铝锂合金的组元数不断增加，细化剂的选择愈发困难，因此需要采取新的技术工艺改善晶粒大小。

现有的工艺装备条件难以在真空环境下对铸模中的熔体施加超声外场，而由于锂元素化学性能非常活泼，极容易与氧气、氢气、氮气等发生反应，其铝锂合金的制备对环境气氛要求较高。

因此，市场上急需一种新型铸造装置，用于解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种铸模及用于铝锂合金铸锭制造的超声波铸造装置，用于解决上述现有技术中存在的技术问题，增加了超声辅助铸造装置，且在不同的铸造阶段可以实时熔炼炉内气体环境，使用本发明的装置可以实现高品质铝锂合金铸锭的制备，提升铸锭组织均匀性，抑制粗大晶粒的形成，并且方便从铸模内取出成品。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明公开了一种铸模，包括两个半圆筒体和铰链，两个所述半圆筒体结构相同，两个所述半圆筒体具有底部的一端分别固定于所述铰链的两侧，两个所述半圆筒体能够拼成一个完整筒体。

优选地，所述半圆筒体具有气体通道，两个所述半圆筒体内的所述气体通道相连通，两个所述气体通道上分别具有进气管和出气管，所述进气管和所述出气管第一端位于所述气体通道内，所述进气管和所述出气管第二端位于所述半圆筒体外。

优选地，还包括多个发热陶瓷，多个所述发热陶瓷固定于所述气体通道内。

本发明还公开了一种包括上述铸模的用于铝锂合金铸锭制造的超声波铸造装置，还包括熔炼炉、铸造设备和超声波振动系统；

所述熔炼炉包括炉体和设置在炉体顶部的炉盖；所述炉体上设置有进气口和真空抽气口；所述炉盖上设置有第一开口和第二开口；