【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于镁合金铸锭制造，具体涉及一种细晶大铸坯(直径不小于1.2m、长度均不小于0.8m)的制备方法。
技术介绍
1、在直径为φ600～800mm以上的大铸坯制造过程中，由于铸锭内外冷却速率相差大、凝固时间长，容易产生严重的成分偏析或者发生锭坯心部开裂现象。而对于高强耐热但塑性相对偏低的ew75、we83、we91等高稀土含量的镁合金，其熔炼、浇铸温度相对更高，热导率更低，凝固收缩又非常大，锭坯铸造过程中冷却强度小，凝固时间长，成分偏析严重，容易引起锭坯心部开裂。
2、为了解决现有大尺寸稀土镁合金铸锭制备工艺工序繁琐、制备难度高、成型性能差的问题。前期开发了一种大尺寸稀土镁合金铸锭的制备方法，先将稀土合金溶体输入到凝固模具中，然后将凝固模具置于真空罐内抽真空处理，再向凝固模具内充入惰性气体；将充好惰性气体的凝固模具移至冷却装置的升降台上，将冷却装置的四个加热区温度控制在200℃～700℃范围内；开启冷却装置的循环水，同时监测铸锭不同位置的温度，当铸锭温度小于400℃时，开启冷却装置的升降机构，使凝固模具缓慢浸入冷却水中，直到铸锭凝固完成。尽管采用该方案能够将镁合金铸锭晶粒细化到接近50μm，但若能将这类大铸坯晶粒进一步细化则对镁合金的应用具有十分重要的意义。
3、另外，目前在制备镁合金铸坯的过程中，都采用了两道相互独立的工序，即先对镁合金熔体进行净化处理，然后将其输入模具中浇铸成型，其使用的熔体净化设备和熔体输送设施占地空间较大。
技术实现思路
1、本
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下所述技术方案。
3、一种细晶大铸坯的制备方法，步骤包括：
4、步骤1，将金属溶体输入到模具内腔，模具放置在旋转振动平台上；
5、步骤2，对模具内腔的金属溶体进行净化处理，并控制模具以设定速度一旋转；
6、步骤3，将内模竖向插入模具内腔，使内模与模具内壁之间形成环形腔室；
7、步骤4，盖好模具的盖板，将模具接入抽真空设备并进行抽真空处理，当真空度达到-0.06～-0.09mpa时停止抽真空，保压1～3分钟后向模具内充入惰性气体；
8、步骤5，将模具外围四个加热区温度分别控制在设定温度范围内；
9、步骤6，控制模具以设定速度二旋转，同时以设定频率振动；
10、步骤7，当内模中的金属溶体完全凝固后再拆模，并取出内模中的铸坯。
11、进一步地，步骤2具体包括：
12、步骤21，将过滤装置的过滤部插入模具内腔，直到过滤部底端贴靠模具内腔底壁；
13、步骤22，控制模具以800-1000转/分钟的速度旋转；
14、步骤23，步骤22进行20-30分钟后，先将模具转速降为零，然后向上取出过滤部；
15、所述的过滤部包括连接在连接板上的钨钢架，在钨钢架内设置有可竖向取出但被横向限位的陶瓷过滤元件，钨钢架正上方的连接板上设置有通孔，陶瓷过滤元件能够从该通孔中穿过，陶瓷过滤元件其中一侧端朝向模具内腔轴线。采用这样地方案，能够很好地将高速旋转过程中的熔体中的悬浮杂质引入陶瓷过滤元件中，更有利于净化熔体，同时便于快速、灵活地更换陶瓷过滤元件。
16、为了能够更好地净化熔体，沿着圆周方向，均匀布置有六个陶瓷过滤元件，每个陶瓷过滤元件的宽度为模具内腔直径的1/2～2/3，每个陶瓷过滤元件的长度等于模具内腔高度。
17、进一步地，所述的内模为两端敞口的筒体，筒体下端能够贴靠模具内腔底壁，筒体上端能够贴靠盖板底壁。采用这样地方案，还有利于快速取出铸坯。
18、作为优选方案，在模具外围沿着竖向方向设置有四个电加热区，其中，自下往上的四个加热区的温度满足50℃≤ⅳ-ⅲ≤150℃，50℃≤ⅲ-ⅱ≤150℃，50℃≤ⅱ-ⅰ≤150℃。
19、作为优选方案，步骤6中，设定速度二为40转/分钟，振动频率为60hz。
20、作为优选方案，加热ⅰ区温度为350℃、加热ⅱ区温度为500℃、加热ⅲ区温度为650℃、加热ⅳ区温度为700℃，所述大铸坯为mg-6gd-3y-0.5zr镁合金。
21、作为优选方案，加热ⅰ区温度为300℃、加热ⅱ区温度为400℃、加热ⅲ区温度为500℃、加热ⅳ区温度为600℃，所述大铸坯为mg-8.5gd-4.5y-0.4zr镁合金。
22、作为优选方案，加热ⅰ区温度为340℃、加热ⅱ区温度为470℃、加热ⅲ区温度为530℃、加热ⅳ区温度为620℃，所述大铸坯为mg-8gd-3y-0.6zr镁合金。
23、进一步地，所述的模具内腔底壁设置有限位槽，内模下端的限位部刚好能够卡入限位槽中，以使模具和内模能够同步旋转。
24、有益效果：本专利技术将熔体净化和铸坯成型集成到了同一套设备中，相比于现有铸坯生产线的占地空间可节约60％左右，在无需使用熔体输送设施的情况下就能够成型出具有细小晶粒的大铸坯，所得镁合金大铸坯的晶粒为35±3μm。本专利技术中，巧妙地借助于高速旋转的熔体靠向模具内腔边部移动，进而将熔体中悬浮的大部分杂质引入陶瓷过滤元件中，少部分杂质引入环形腔室中的熔体中，从而实现熔体的净化，且其特定的结构还具有便于快速、灵活地更换陶瓷过滤元件的优点。
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1.一种细晶大铸坯的制备方法，其特征在于，步骤包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2具体包括：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：沿着圆周方向，均匀布置有六个陶瓷过滤元件，每个陶瓷过滤元件的宽度为模具内腔直径的1/2~2/3，每个陶瓷过滤元件的长度等于模具内腔高度。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述的内模为两端敞口的筒体，筒体下端能够贴靠模具内腔底壁，筒体上端能够贴靠盖板底壁。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：在模具外围沿着竖向方向设置有四个电加热区，其中，自下往上的四个加热区的温度满足50℃≤Ⅳ-Ⅲ≤150℃，50℃≤Ⅲ-Ⅱ≤150℃，50℃≤Ⅱ-Ⅰ≤150℃。
6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于：步骤6中，设定速度二为20~60转/分钟，振动频率为40~120Hz。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：加热Ⅰ区温度为350℃、加热Ⅱ区温度为500℃、加热Ⅲ区温度为650℃、加热Ⅳ区温度为700℃，所述大铸坯为M
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：加热Ⅰ区温度为300℃、加热Ⅱ区温度为400℃、加热Ⅲ区温度为500℃、加热Ⅳ区温度为600℃，所述大铸坯为Mg-8.5Gd-4.5Y-0.4Zr镁合金。
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：加热Ⅰ区温度为340℃、加热Ⅱ区温度为470℃、加热Ⅲ区温度为530℃、加热Ⅳ区温度为620℃，所述大铸坯为Mg-8Gd-3Y-0.6Zr镁合金。
10.根据权利要求7-9任一项所述的制备方法，其特征在于：所述的模具内腔底壁设置有限位槽，内模下端的限位部刚好能够卡入限位槽中，以使模具和内模能够同步旋转。
...【技术特征摘要】
1.一种细晶大铸坯的制备方法，其特征在于，步骤包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2具体包括：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：沿着圆周方向，均匀布置有六个陶瓷过滤元件，每个陶瓷过滤元件的宽度为模具内腔直径的1/2~2/3，每个陶瓷过滤元件的长度等于模具内腔高度。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述的内模为两端敞口的筒体，筒体下端能够贴靠模具内腔底壁，筒体上端能够贴靠盖板底壁。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：在模具外围沿着竖向方向设置有四个电加热区，其中，自下往上的四个加热区的温度满足50℃≤ⅳ-ⅲ≤150℃，50℃≤ⅲ-ⅱ≤150℃，50℃≤ⅱ-ⅰ≤150℃。
6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于：步骤6中，设定速度二为20~60转/分钟，振动频率为40...
【专利技术属性】
技术研发人员：夏祥生，杨鄂川，李明，高诗情，刘鹏，王艳彬，张菲玥，
申请(专利权)人：中国兵器装备集团西南技术工程研究所，
类型：发明
国别省市：
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