一种抑制铝锭表面氧化的模具温度与浇铸速度协同控制工艺的制作方法

本发明铝合金铸造，尤其涉及一种抑制铝锭表面氧化的模具温度与浇铸速度协同控制工艺。

背景技术：

1、铝及其合金化学性质活泼，在高温浇铸过程中极易与空气中的氧气反应生成致密的氧化膜（al2o3），氧化膜若形成过厚或出现破裂、卷入，会导致铝锭表面起皮、粗糙、夹渣，内部产生氧化夹杂，严重影响铝锭后续加工性能与产品合格率。尤为突出的是，铝锭在浇铸过程中表面易出现发黄现象，该现象主要由于表面氧化加剧导致，且在高mg含量、高模具温度、高浇铸速度条件下，发黄现象更为严重，直接影响铝锭外观质量，导致产品不合格。

2、传统抑制铝锭表面氧化及发黄的方式，除了采用覆盖熔剂、惰性气体保护等（不仅增加生产成本，还可能污染铝熔体），还包括回废锭重熔、添加除钙/镁剂等处理手段，但这些方式均存在明显弊端：回废锭重熔会增加生产能耗与成本，降低生产效率；添加除钙/镁剂易导致合金成分偏析，存在成分波动风险，且氧化抑制及发黄改善效果不稳定，无法从根源上解决问题。同时，现有技术中模具温度控制范围较宽（多为180~320℃）、浇铸速度未精准优化，未针对性适配含mg合金体系，且仅单一控制模具温度或浇铸速度，难以在充型平稳性、冷却速率与表面氧化（发黄）之间达到平衡——若模具温度过高、浇铸速度过快，会加剧熔体表面氧化，导致表面发黄严重；若模具温度过低且浇铸速度不匹配，会导致熔体激冷、表面氧化膜破裂，同时引发紊流、卷气，进一步加重氧化缺陷与发黄现象。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种通过模具温度与浇铸速度协同控制抑制表面氧化的方法，针对性解决铝锭浇铸过程中表面易发黄、传统处理方式效果不稳定或存在成分偏析风险的问题，从根源上避免铝锭表面发黄，提升产品外观质量，同时确保工艺简单、可操作性强，适配含mg合金体系的连续生产。

2、本发明采用下述技术方案：一种抑制铝锭表面氧化的模具温度与浇铸速度协同控制工艺，包括通过模具温度、浇铸速度与冷却水量的协同匹配，从根源上避免铝锭表面发黄，所述协同匹配包括控制模具温度≤200℃、浇铸速度≤25hz，同时增加冷却水量以加快模具降温。

3、进一步的，所述模具温度优化为110-130℃，温度偏差≤±5℃，且模具温度保持均匀，避免局部过热或过冷。

4、进一步的，所述浇铸速度优化为20-22hz，浇铸过程保持层流充型。

5、进一步的，所述冷却水量较常规工艺增加15%-25%，常规冷却水量结合现场实际生产条件确定。

6、进一步的，所述模具温度与浇铸速度的协同匹配关系为：模具温度110-120℃时，浇铸速度控制在20-21hz；模具温度120-130℃时，浇铸速度控制在21-22hz。

7、进一步的，所述的冷却水量随模具温度调整，当模具温度偏高时，可适当增加冷却水量，以维持模具温度稳定在110-130℃。

8、进一步的，还包括模具预热保温步骤，模具预热完成后保温5-10min。

9、进一步的，铝熔体浇铸温度控制在690-730℃，温度偏差≤±10℃，铝锭表层结壳后，冷却速度控制在5-8℃/h。

10、进一步的，所述工艺适用于adc12等含mg合金体系。

11、一、本发明通过模具温度、浇铸速度与冷却水量的协同匹配，达到了显著的发黄抑制效果，铝锭表面发黄现象基本消除，表面光洁平整、无氧化斑点、无起皮、无夹渣，氧化皮厚度≤0.05mm，产品外观质量大幅提升，可通过图1（表面发黄对比图）直观观察到发黄现象的改善，图2（不同模具温度与浇铸速度下表面发黄对比图）进一步验证：左图（速度28.5hz、模温117.8℃）发黄现象较轻微，右图（31.2hz、模温175.8℃）发黄现象严重，印证了本工艺参数的合理性。

12、二、本发明合金成分稳定，无需添加除钙/镁剂等任何化学试剂，避免合金成分波动，尤其可稳定mg含量，适用于有mg要求的产品，图3（能谱分析图）对比了正常表面与发黄表面的o、mg含量，可看出本工艺能有效降低表面o含量、稳定mg含量，避免氧化加剧与成分波动。

13、三、本发明工艺简单，操作性强：仅通过模具温度、浇铸速度、冷却水量的协同控制，无需新增复杂设备，可直接适配现有铸造生产线，适合连续生产，降低生产难度与人力成本。

14、四、本发明适用于adc12等含mg合金体系，针对性解决含mg铝锭表面发黄问题，同时可与其他质量控制手段叠加使用，进一步提升产品合格。

15、五、本发明无需添加化学试剂，无需回废锭重熔，减少能耗与原料浪费，同时氧化夹杂缺陷减少70%以上，成品合格率提升至96%以上，综合生产成本降低。

1.一种抑制铝锭表面氧化的模具温度与浇铸速度协同控制工艺，其特征在于：包括通过模具温度、浇铸速度与冷却水量的协同匹配，从根源上避免铝锭表面发黄，所述协同匹配包括控制模具温度≤200℃、浇铸速度≤25hz，同时增加冷却水量以加快模具降温。

2.根据权利要求1所述的协同控制工艺，其特征在于：所述模具温度优化为110-130℃，温度偏差≤±5℃，且模具温度保持均匀，避免局部过热或过冷。

3.根据权利要求1所述的协同控制工艺，其特征在于：所述浇铸速度优化为20-22hz，浇铸过程保持层流充型。

4.根据权利要求1所述的协同控制工艺，其特征在于：所述冷却水量较常规工艺增加15%-25%，常规冷却水量结合现场实际生产条件确定。

5.根据权利要求2或3所述的协同控制工艺，其特征在于：所述模具温度与浇铸速度的协同匹配关系为：模具温度110-120℃时，浇铸速度控制在20-21hz；模具温度120-130℃时，浇铸速度控制在21-22hz。

6.根据权利要求4所述的协同控制工艺，其特征在于：所述的冷却水量随模具温度调整，当模具温度偏高时，可适当增加冷却水量，以维持模具温度稳定在110-130℃。

7.根据权利要求1所述的协同控制工艺，其特征在于：还包括模具预热保温步骤，模具预热完成后保温5-10min。

8.根据权利要求1所述的协同控制工艺，其特征在于：铝熔体浇铸温度控制在690-730℃，温度偏差≤±10℃，铝锭表层结壳后，冷却速度控制在5-8℃/h。

9.根据权利要求1所述的协同控制工艺，其特征在于：所述工艺适用于adc12等含mg合金体系。