[发明专利]高硅铝合金半固态铸棒的铸造结晶器及其制备方法

权利要求书

1.一种高硅铝合金半固态铸棒的铸造结晶器，其特征在于，包括：

内部具有容纳腔的水箱(1)，所述水箱(1)的顶部镶嵌有导流管(2)，所述水箱(1)的底部设有开口；

结晶器(3)，所述结晶器(3)设置在所述容纳腔内，所述结晶器(3)的上端与所述导流管(2)的下端密封连接，所述结晶器(3)的下端与所述水箱(1)开口处的侧壁密封连接；

石墨环结构，至少包括第一石墨环(5)，所述第一石墨环(5)位于所述结晶器(3)内，且其分别连通供水和供气系统，并在所述第一石墨环(5)与铸棒之间形成一层汽膜；

超声振动机构，其至少部分悬置在所述导流管(2)内，用于对铸棒进行超声振动。

2.根据权利要求1所述的高硅铝合金半固态铸棒的铸造结晶器，其特征在于，所述超声振动机构包括超声探头(9)和超声发射器(10)，所述超声探头(9)的一端悬置于所述导流管(2)内，另一端连接所述超声发射器(10)。

3.根据权利要求2所述的高硅铝合金半固态铸棒的铸造结晶器，其特征在于，所述结晶器(3)呈圆柱体状，所述超声探头(9)与所述结晶器(3)同心设置；

所述导流管(2)和所述结晶器(3)的连接处与所述超声探头(9)头端端部的距离L为70～100mm。

4.根据权利要求1所述的高硅铝合金半固态铸棒的铸造结晶器，其特征在于，所述第一石墨环(5)为多孔结构，所述结晶器(3)上分别设有贯通其侧壁的通气孔道(6)和通水孔道(7)，所述通气孔道(6)和通水孔道(7)分别连通所述第一石墨环(5)；

所述通水孔道(7)连接在所述第一石墨环(5)的上部位置，所述通气孔道(6)连接在所述第一石墨环(5)的中部。

5.根据权利要求4所述的高硅铝合金半固态铸棒的铸造结晶器，其特征在于，所述通气孔道(6)和所述通水孔道(7)的孔径分别为2±0.5mm。

6.根据权利要求1所述的高硅铝合金半固态铸棒的铸造结晶器，其特征在于，所述石墨环结构包括第二石墨环(4)和第一石墨环(5)，所述第二石墨环(4)密封连接在所述第一石墨环(5)上方，并且所述第二石墨环(4)的一端与所述导流管(2)密封连接。

7.根据权利要求6所述的高硅铝合金半固态铸棒的铸造结晶器，其特征在于，所述第一石墨环(5)上设有卡槽(11)，所述第二石墨环(4)上对应设有插头，所述第一石墨环(5)与所述第二石墨环(4)卡接固定。

8.根据权利要求1所述的高硅铝合金半固态铸棒的铸造结晶器，其特征在于，所述结晶器(3)上开设有通水腔(8)，并且所述通水腔(8)靠近所述第一石墨环(5)设置。

9.一种高硅铝合金半固态铸棒的制备方法，其特征在于，采用权利要求1-8任一项所述的高硅铝合金半固态铸棒的铸造结晶器，所述制备方法包括：

获得高硅铝合金熔液，并保持在一定温度下进行浇注；

所述高硅铝合金熔液流入结晶器，开始铸造；

当铸造长度为200～400mm时，开启脉冲送水和通气，以在第一石墨环上形成汽膜；其中：气压为1.0±0.1MPa，连铸速度为280±5mm/min，冷却水流量为260±20L/min；

铸造结束，获得高硅铝合金铸棒。

10.根据权利要求9所述的高硅铝合金半固态铸棒的制备方法，其特征在于，所述高硅铝合金熔液的浇注温度为860±10℃；

铸造过程中，当铸造温度为680～720℃时开启超声振动，振动频率为25～34kHz，功率密度为0.3～0.35W/cm²。