一种大规格铝基牺牲阳极铸造系统和铸造工艺技术方案

本发明专利技术涉及一种大规格铝基牺牲阳极铸造系统和铸造工艺，铸造系统包括保温炉、浇铸装置和模具。保温炉两侧有相同大小的管道，管道采用耐铝液腐蚀的钛铝中间合金球阀门控制流速。浇铸装置由两层过滤网、两块阻流板、储液槽、浇铸通道和保温材料硅藻土组成。浇注模具为双浇冒口模具，上模和下模分别设有油冷系统；上模由3块组成，之间通过插销连接，两端设有半圆形吊装孔。本发明专利技术在在熔炼过程中充分避免了铁的掺杂、在浇铸时进一步过滤了熔体、降低了熔体的杂质，通过模具的油冷系统和铸造工艺实现了顺序凝固、减少了铸件的气孔、缩松缩孔、冷隔等缺陷，且缩短了铝基牺牲阳极的生产周期，降低生产成本、提高生产效率，促进了企业的竞争力。的竞争力。的竞争力。

【技术实现步骤摘要】
一种大规格铝基牺牲阳极铸造系统和铸造工艺


[0001]本专利技术涉及铝合金铸造
，特别涉及一种大规格铝基牺牲阳极铸造系统和铸造工艺。

技术介绍

[0002]腐蚀是我国工业发展所面临的一大阻碍，每年由于金属腐蚀所造成的损失占我国GNP的4%，全世界每年由于材料腐蚀（主要是钢铁氧化）造成的损失约占全球GDP的3%，为地震、水灾、台风等灾害损失总和的6倍。美国每年腐蚀损失达3000亿美元，人均1100美元。我国腐蚀损失约占国民生产总值的4%，因腐蚀报废的钢铁数量约为当年产量的25%-30%。因腐蚀造成的跑、冒、滴、漏等还会严重污染环境,影响人类的生态环境。据美国国家统计局分析统计 报告认为:只要利用好现今的防腐技术，可降低腐蚀损失费用25%~30%，上述损失中约有15%应用目前已有的防腐技术就可避免。这充分说明，采取有效措施避免或减缓各类腐蚀具有重大意义。除提高材料本身的抗腐蚀性能外，防腐涂料和阴极保护是两种基本的腐蚀控制方法。
[0003]防腐涂料由于材料成本较高，且不利于环保，在金属铸造工业上的应用并不广泛。
[0004]牺牲阳极材料防腐是作为可应用领域最广的防腐蚀方法，在我国受到广泛运用。牺牲阳极法阴极保护是用比钢铁的对地电位还要低的金属如镁合金、铝合金和锌合金制成的阳极与被保护物连接，以阳极的腐蚀为代价，使被保护物不被腐蚀。其中由于铝基牺牲阳极理论容量高、电流效率大、价格低廉成为三种主流牺牲阳极材料之一。
[0005]目前，小规格的铝基牺牲阳极技术成熟，但大规格铝基牺牲阳极的铸造存在技术上的困难。主要困难如下：1.铝基牺牲阳极在腐蚀的过程易形成氧化膜钝化，无法进一步腐蚀，降低了电流效率；2.传统的铸造方式下，铸件内部夹渣多，采用单浇冒口无油冷系统铸造时，无法实现顺序凝固，铁芯下方最后凝固，造成铸件气孔、缩松、缩孔等铸造缺陷多，无法满足性能要求；3.传统成分晶粒粗大，枝晶偏析严重，易引起晶间腐蚀，降低阳极的电化学性能；4.高温浇铸时吸气量大、凝固收缩大，但表面质量好，低温浇铸时缩松缩孔少，却流动性差、易出现冷隔。
[0006]为此需要设计一种新式的大规格铝基牺牲阳极铸造系统和铸造工艺，以解决上述问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术为了弥补现有技术中大规格铝基牺牲阳极的铸造存在的不足，提供了一种大规格铝基牺牲阳极铸造系统和铸造工艺，能够生产大规格、缺陷少、表面质量好、电化学性能好的铝基牺牲阳极。
[0008]本专利技术是通过如下技术方案实现的：一种大规格铝基牺牲阳极铸造系统，包括保温炉、浇注装置和浇注模具，其特征在于：
所述保温炉两侧设有带有球阀的不锈钢弯管，不锈钢弯管的模锻朝向浇注装置；所述浇注装置设置在保温炉下方，包括储液槽、浇注通道、过滤网和阻流板，浇注装置设置在浇铸模具的浇冒口上方；所述浇注模具由上模和下模拼接而成，上模设有两个浇冒口，上模由三块模板通过插销连接，上模的两端的模板上安装有半圆形的吊装孔。
[0009]进一步地，为了更好的实现本专利技术，所述不锈钢弯管的内壁如有氧化锌镀层，不锈钢弯管有两个相同的半管道通过螺栓固定拼接；所述球阀为耐铝液腐蚀的钛铝中间合金球阀门。
[0010]进一步地，为了更好的实现本专利技术，所述浇注装置的材质为石墨，浇注装置由两个镜像对称的半体通过螺栓连接而成，储液槽设置在不锈钢弯管的端口下方，储液槽下方为浇注通道，浇注通道的上下两端分别设置以及过滤网和二级过滤网，浇注通道的中心设有阻流板。
[0011]进一步地，为了更好的实现本专利技术，所述一级过滤网和二级过滤网为陶瓷过滤网，一级过滤网的滤网孔径大于二级过滤网的滤网孔径；所述阻流板为半圆形，其横截面积占通道的一半，与水平方向夹角为30
°
。
[0012]进一步地，为了更好的实现本专利技术，所述浇注装置的内部填充材料为硅藻土，其耐热温度高、导热系数小、价格低廉。
[0013]进一步地，为了更好的实现本专利技术，所述浇注模具的上下模分别设有上模油冷系统和下模油冷系统，下模中插有钢芯。
[0014]基于上述的大规格铝基牺牲阳极铸造系统，其铸造工艺为：S1，准备工作，对所用工具和浇铸装置打磨除锈，在表面涂水玻璃并烘干，模具内表面喷涂氮化硼，将工具在200℃预热，模具和浇铸装置在300℃预热；S2，配料，合金成分如下：Zn:2%~5%，In：0.01%~0.05%，Sn:0.02%~0.07%，Mg：0.5%~0.7%，Gd：0.1%~0.15%，Ti：0.05%，RE：0.1%~0.15%，Al：余量。低于0.5%的成分均采用中间合金的形式加入；S3，熔炼，采用倾转式熔炼炉熔炼；将炉温升至780℃，熔炼炉升温至400℃时加入预热好的铝锭，升温至780
°
时加入其余组分，充分搅拌金属液，使混合均匀；S4，除渣除气，加入熔体质量分数0.6%铝合金专用除渣除气剂进行精练，精炼时将精炼剂用钟罩压入合金液底部；精炼5~8分钟，浮出渣子后，用扒渣器撇去浮渣；炉温设置为750℃，向熔炼炉中采用旋转吹气法吹入氩气，除气十分钟，除气结束后，静置10分钟，便于气泡析出；S5，熔体检测，在熔炼炉的中心和边部分别取样做成分分析和炉前含气量检测，当中间和边部的样品成分一致且含气量低于标准时开始浇注；S6，浇铸，倾转熔炼炉，将熔体缓慢倒入保温炉中；打开球阀门，控制两端流速合适且相同；打开油冷循环系统，浇铸速度为2kg/s。
[0015]S7，脱模，合金基本冷却后，采用行车吊取脱模；S8，整理检验包装，采用机加工整理浇冒口处，抽样检查成分和铸造缺陷，合格后包装入库。
[0016]本专利技术的有益效果是：
（1）本专利技术提供了一种铝基牺牲阳极的成分，该成分的铸件具有两次间距小、晶粒细小、电容量大和电流效率高的优点；通过添加稀土和浇铸装置的两次过滤，极大的降低了熔体中的杂质，增加了熔体的流动性，避免低温浇铸出现冷隔；在模具内壁喷涂氮化硼起到了润滑的作用，提高了铸件的表面质量；通过阻流板和过滤网降低浇铸的流速，避免出现紊流和铸造缺陷。
[0017]（2）采用双浇冒口浇铸和上下模油冷系统，实现了大规格铸件的顺序凝固，提高了浇铸压力，减少了内部缺陷。
附图说明
[0018]图1为本专利技术大规格铝基牺牲阳极铸造系统的纵向剖面图；图2为本专利技术大规格铝基牺牲阳极铸造系统的铸造模具的爆炸结构示意图；图3为本专利技术大规格铝基牺牲阳极铸造工艺的工艺流程图。
[0019]图中，1、上模，2、下模，3、钢芯，4、储液槽，5、一级过滤网，6、二级过滤网，7、螺纹孔，8、吊装孔，9、阻流板，10、上模油冷系统，11、下模油冷系统，12、保温炉，13、球阀，14、不锈钢弯管，15、插销，16、下模出油管，17、下模进油管，18、上模出油管，19、上模进油管，20、插孔。
具体实施方式
[0020]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大规格铝基牺牲阳极铸造系统，包括保温炉（12）、浇注装置和浇注模具，其特征在于：所述保温炉（12）两侧设有带有球阀（13）的不锈钢弯管（14），不锈钢弯管（14）的模锻朝向浇注装置；所述浇注装置设置在保温炉（12）下方，包括储液槽（4）、浇注通道、过滤网和阻流板（9），浇注装置设置在浇铸模具的浇冒口上方；所述浇注模具由上模（1）和下模（2）拼接而成，上模（1）设有两个浇冒口，上模（1）由三块模板通过插销连接，上模（1）的两端的模板上安装有半圆形的吊装孔（8）。2.根据权利要求1所述的大规格铝基牺牲阳极铸造系统，其特征在于：所述不锈钢弯管（14）的内壁如有氧化锌镀层，不锈钢弯管（14）有两个相同的半管道通过螺栓固定拼接；所述球阀（13）为耐铝液腐蚀的钛铝中间合金球阀门。3.根据权利要求1所述的大规格铝基牺牲阳极铸造系统，其特征在于：所述浇注装置的材质为石墨，浇注装置由两个镜像对称的半体通过螺栓连接而成，储液槽（4）设置在不锈钢弯管（14）的端口下方，储液槽（4）下方为浇注通道，浇注通道的上下两端分别设置以及过滤网（5）和二级过滤网（6），浇注通道的中心设有阻流板（9）。4.根据权利要求3所述的大规格铝基牺牲阳极铸造系统，其特征在于：所述一级过滤网（5）和二级过滤网（6）为陶瓷过滤网，一级过滤网（5）的滤网孔径大于二级过滤网（6）的滤网孔径；所述阻流板（9）为半圆形，其横截面积占通道的一半，与水平方向夹角为30
°
。5.根据权利要求1所述的大规格铝基牺牲阳极铸造系统，其特征在于：所述浇注装置的内部填充材料为硅藻土。6.根据权利要求1所述的大规格铝基牺牲阳极铸造系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：王一浩，张俊仁，韩秀英，赵宝银，宋立春，曹卫峰，
申请(专利权)人：光钰科技临沂有限公司，
类型：发明
国别省市：