摘要：由于我国的工业在不断发展，因此对铝合金焊接结构件的需求量越来越大，因此人们对铝合金的焊接和铸造也引起了更高的关注。而按照当前铝合金铸造行业的发展模式，要求使用的设备应该是先进的铸造工艺设备，只有先进的设备才能保证铸造行业的发展。除了要求使用设备之外还要思考铸造的参数，参数是影响铸造工艺最主要的因素，为此，本文主要探讨了铝合金铸造工艺与铸锭质量的关系。
关键词：铝合金；铸造；参数；工艺；铸锭
铝合金是现阶段工业上使用非常广泛的一种有色金属结构材料，铝合金具有密度低、强度高的特点，因此在我国的化学工业、汽车工业、航天工业和航空领域都被大量使用。铝合金具有较好的塑性，可以将其加工形成各种型材，铝合金铸件具有良好的导热性、导电性和抗腐蚀性。在铝合金的铸造过程中，其铸造质量主要受到铸造速度、铸造温度和冷却温度的影响。
1 铸造速度和铸锭质量的关系
连续铸造时，单位时间铸锭成形的长度称为铸造速度。老式铸造通常是一个铸次为一个固定铸造速度；而现代铸造是曲线铸造速度，即铸造开始与铸造过程中不是同一个铸造速度。
铸造速度的快与慢对铸锭裂纹、铸锭表面质量、铸锭组织和性能有很大影响。在保证铸锭质量的前提下，应采用最高的铸造速度。老式铸造法为解决某些合金及规格铸锭的裂纹问题，铸造时采用铺底或回火的工艺方法；而现代铸造法则采用曲线铸锭速度，取代了老式铸造的铺底或回火工艺，它既减少了一些辅助设施，又节省了人力与减轻劳动强度，还可以避免一些铸锭表面质量缺陷。
铸造速度的选择是依据所生产合金的特性与铸锭截面尺寸而定。一般规律是冷裂纹倾向性较大的合金及铸锭规格，应提高铸造速度；而热裂纹倾向性较大的合金及铸锭规格，则应降低铸造速度。
2 铸造温度和铸锭质量的关系
铸造温度也是影响铸造质量的一个重要因素。目前，在铝合金的铸造过程中，基本已经采用在线过滤装置和在线除气装置，对于铸造温度的改变还不够全面。在在线除气装置中，如果液体的温度不同也会导致除气效果不一样。因此，在除气装置中为了提高除气效果，也应该设置好温度，选择最佳的液体温度。在实际铸造环节中，如果铸造的温度比较低，则在结晶器内就会出现液体析出的情况，并且这些液体还没有上浮到液面，就会出现气孔，使铸锭平面出现一些气孔。另外，在较低的温度下，还可能会出现一些冷隔或者夹渣，也会影响铸造质量。虽然低温不适于铸造质量的提高，但是在过高的温度下，也会对铸件造成不良的影响。如果铸造温度太高，在铸造刚开始时，就会出现漏铝的现象，导致铸件的底部出现拉裂或者裂纹，还有可能会产生羽毛晶组织，严重影响铸件的质量。因此，在选择温度时，铸造温度不应该比熔炼温度更高。
另外，在铸造过程中，如果采用转注工具的长度不同，那么液体的温度下降程度也就不同，而在线装置中含有加热点，就会对其加热，那么就会导致液体在转注的过程中温度变化比较大，最终影响铸造质量。因此，在实际的铸造过程中，应该对注入结晶器内的液体温度进行严格地控制。在一般的情况下，为了保证铸造质量，铸造温度应该比实际的结晶温度高60℃左右。对于过渡带较宽的系合金，应该尽量降低铸造温度，而对于过渡带较窄的系合金，应该尽量提高铸造温度。
3 铸造冷却速度和铸锭质量的关系
冷却速度也叫做冷却强度，就是铸锭由热变冷的过程，这一速度也会对铸锭质量带来影响，甚至会影响铸锭的组织。冷却的速度上升，强度大，而铸锭就会快速结晶，并且其内部结构分化的较细，但是冷却强度在增加的时候，铸锭的液穴变得越来越浅。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆过渡地带的尺寸在缩短，当金属的条件改善之后，这样在铸锭的时候就不会有气孔，同时还能避免出现疏松现象。在提高铸锭的密度上，还要再次的细化铸造物的结构，将结构中的某些区域缩小。
老式的铸造法在铸造的时候，一般使用的工具的都是分体结晶器，特别是在铸造铸锭的时候，水套还有结晶器都要分开使用，我国在铸造工艺上技术水平上升，技术性强，使用的结晶器都是一体的。老式的结晶器在铸造的时候会使用很多的水，而且还会造成大量的消耗，这是因为结晶器在供水的时候属于封闭，不能循环供水，部分的冷却水不能起到很好的冷却作用，在没有冷却效果的时候，采用的是二次冷却，但是二次冷却，的效果要比一次的差，这样在铸锭的时候其中质量就会有缺陷。现在的铸造中使用的结晶器，也会消耗冷却水，但是消耗的数量少，只是以往消耗的70%。国外在铸造铸锭的时候，一般使用的结晶器都是液压。这种结晶器可以将正常的冷却速度加快，而且不用二次冷却，甚至可以消除冷却后再加热的现象，还能减少铸造的人数，但是这种设备要求操作人必须具有很好的操作水平，可以轻松的操作好设备。
在提高或者是降低冷却速度的时候，主要是靠温度来调节，一般来说，正确的冷却水温在20°，水温要根据该地的位置以及气候而定，如果是温度较低的位置，可以适当地调整冷却水温。而且供水使用的设备会对冷却速度有影响，使用的设备好，冷却的效果好，速度快，但是使用的设备差，冷却的效果就会差，而冷却的速度也会变慢。厂房的温度对于冷却的速度也是有变化的。这些变化都会改变铸造的铸锭质量。结晶器有多种功能，每一种功能都是按照工艺编制而成的。因此可以根据铸造的工艺来设定冷却的强度。尤其是对一些在低温下不容易塑造的硬合金。一般在铸造的时候，冷性裂纹以及热性裂纹会同时出现，在消除冷性裂纹的时候，主要是提高铸造的温度，使金属发生变形。同时控制金属继续发生裂纹，这样才能保证是良性的铸锭。
4 结晶器有效高和铸锭质量的关系
结晶器有效高度指铸锭从液态冷凝成型过程中与结晶器工作面开始接触点到结晶器底缘的距离。可以说，几十年来连续铸造的发展史，在某种程度上，也就是不断降低结晶器有效高度的历史。从普通结晶器到矮结晶器，再到热顶、气幕结晶器，直到电磁结晶器，结晶器有效高度一路下降，直至为零。结晶器有效高度对铸锭质量的重要性可见一斑。（1）结晶器有效高度对铸锭组织的影响。随着结晶器有效高度的降低，一次冷却强度下降，二次直接冷却速度加快，溶质元素来不及扩散，活性质点多，晶内结构细。由于液穴变浅，过渡带变窄，有利于气体和非金属夹杂物的上浮，疏松倾向小，铸锭致密度提高。（2）结晶器有效高度对铸锭力学性能的影响。降低结晶器有效高度等于提早铸锭接受二次直接水冷的时间，使铸锭冷却强度增大，导致两个结果：一是晶内结构更细小，二是液穴更平坦，组织致密性提高，从而使铸锭平均力学性能（强度和塑性）提高。
5 结 语
稳定的铸锭质量是铸造工艺参数最佳组合的结果，而最佳铸造工艺参数是根据铸造理论与实践结合而得出的。目前铝合金材料在性能方面要求更高，老式铸造工艺装备已经不适应新技术发展的要求，加速其改造才能与时俱进。
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论文作者:于生梅,李德萍
论文发表刊物:《基层建设》2018年第32期
论文发表时间:2018/12/19
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