Du point de vue du transfert de chaleur, l'analyse du mécanisme de la qualité de surface montre que la coulée par lubrification huile-air permet un contrôle précis du refroidissement primaire au niveau du cristalliseur.

Dans la coulée continue traditionnelle (DC), le métal en fusion entre directement en contact et se solidifie sur la paroi interne du cristalliseur, et la chaleur est rapidement dissipée à travers la paroi du cristalliseur. La croûte de solidification initiale est épaisse et crée un espace d'air entre elle et la paroi du cristalliseur, entraînant un transfert de chaleur instable, des fluctuations répétées de la température de surface, une ségrégation et des surfaces rugueuses. Dans la coulée par glissement huile-gaz, la présence d'une couche d'air tampon minimise le refroidissement primaire, et la croûte de solidification initiale est mince et n'est pas en contact avec la paroi du cristalliseur, éliminant ainsi les défauts de surface causés par le frottement mécanique et le transfert de chaleur inégal. La stabilité de l'alimentation en huile et en gaz est la clé pour garantir la qualité de surface. Un apport excessif d'huile peut provoquer la combustion de l'huile lubrifiante résiduelle, formant des taches noires ou une adhérence de fumée à la surface du lingot ; un apport insuffisant de combustible entraînera un film d'huile et de gaz incomplet, provoquant un contact local entre la croûte de condensation initiale et la bague en graphite, entraînant une déformation ou un épaississement de la ségrégation. Par conséquent, une technologie de contrôle précise de l'alimentation pulsée en huile garantit une lubrification uniforme de chaque tour de lingot sur toute sa longueur.

2. Amélioration du tissu sous-cutané.

Le tissu sous-cutané est le "gène" qui détermine la qualité de surface des produits extrudés ultérieurs. L'épaisseur de la couche de ségrégation dans la coulée par glissement huile-gaz n'est qu'environ un tiers de celle de la coulée à chaud ordinaire - l'épaisseur de la couche de ségrégation dans les lingots d'un diamètre inférieur à 200 mm est inférieure à 0,17 mm, dans les lingots d'un diamètre de 200 à 300 mm est inférieure à 0,27 mm, et dans les lingots d'un diamètre supérieur à 300 mm est inférieure à 0,33 mm. La formation de cette couche de ségrégation ultra-mince est due à l'effet d'isolation thermique du film d'huile et de gaz, qui réduit le gradient de température dans la croûte de solidification initiale et diminue la force motrice de la migration des phases eutectiques à bas point de fusion le long des dendrites vers la surface. Pour les alliages d'aluminium de la série 6 (série Al-Mg-Si), l'amincissement de la couche de ségrégation signifie que la surface du profil extrudé est moins sujette aux différences de couleur et aux défauts de stries, et que le film anodisé est plus uniforme et cohérent. Pour les alliages d'aluminium à haute résistance de la série 2 (série Al-Cu) et de la série 7 (série Al-Zn-Mg-Cu), l'amincissement de la couche de ségrégation réduit la tendance à la concentration de contraintes en surface, ce qui est bénéfique pour le traitement thermique et le travail à froid ultérieurs.

3. L'amélioration de la qualité métallurgique interne comprend principalement des aspects tels que la structure du grain, la porosité, la teneur en inclusions et l'uniformité de la composition chimique.

La coulée par glissement huile-gaz a montré des avantages significatifs dans ces aspects. Premièrement, l'optimisation de la méthode de refroidissement - passant de l'accent mis sur la dissipation de chaleur par la paroi du cristalliseur au refroidissement direct par eau - accélère la vitesse de solidification, affine la taille des grains et réduit le gradient de structure du cœur aux bords. Deuxièmement, l'approfondissement de la cavité liquide est bénéfique pour le retrait uniforme du liquide métallique, réduisant la probabilité de défauts de retrait central. Encore une fois, en appliquant strictement un scellant résistant aux hautes températures aux zones de contact entre la bague en graphite et le corps du cristalliseur et la plaque d'adaptation, il est possible d'empêcher complètement le gaz de s'échapper de la surface de contact dans la cavité liquide, éliminant ainsi les inclusions d'oxyde et les défauts de porosité à l'intérieur du lingot causés par l'entraînement de gaz. Pour les domaines avec des exigences extrêmes en matière de qualité interne, tels que les alliages d'aluminium de qualité aéronautique et les alliages d'aluminium pour composants structurels automobiles, la coulée par glissement huile-gaz combinée à des technologies de traitement ultérieures en four telles que le dégazage, le raffinage et la purification par filtration peut produire des barres d'aluminium haut de gamme avec une densité interne élevée, une faible teneur en gaz et un minimum d'inclusions non métalliques.

4. L'adaptabilité des alliages La technologie de coulée par lubrification huile-air a une large adaptabilité aux systèmes d'alliages et peut être appliquée à la coulée de barres rondes de divers alliages d'aluminium de 1XXX à 8XXX.

Parmi ceux-ci, l'application des alliages d'aluminium déformables de la série 6 (6063, 6061, 6082, etc.) est la plus mature et la plus étendue, car les alliages de la série 6 ont une plage de température de cristallisation modérée et une bonne fluidité, et peuvent atteindre une excellente qualité de surface et interne dans des conditions de coulée par glissement huile-gaz. Pour les alliages d'aluminium aéronautiques de la série 2 (2024, 2A12, etc.) et de la série 7 (7075, 7050, etc.), en raison de leur teneur élevée en éléments d'alliage, de leur large plage de température de cristallisation et de leur forte tendance à la fissuration à chaud, les exigences de contrôle des paramètres du processus de coulée sont plus strictes. Cependant, la technologie de coulée par glissement huile-gaz présente également des avantages. Par exemple, la technologie ARC de Wagstaff a été optimisée spécifiquement pour les barres rondes d'alliages aéronautiques de grand diamètre, dépassant 520 mm. Pour les alliages de la série 5 (série Al-Mg), la coulée par glissement huile-gaz peut réduire efficacement l'oxydation de surface et la ségrégation pendant le processus de coulée des alliages à haute teneur en magnésium.

5. Comparée aux niveaux avancés nationaux et étrangers, la technologie AirSlip de Wagstaff représente le plus haut niveau dans ce domaine au niveau international.

Les barres rondes produites par cette technologie sont connues pour leurs normes de qualité élevées, avec des caractéristiques exceptionnelles telles qu'une surface lisse, une croûte mince et une structure de grain uniforme, et sont devenues synonymes des normes de qualité mondiales pour les barres rondes d'extrusion d'aluminium. Depuis l'introduction de cette technologie au début du 21e siècle, le niveau des équipements nationaux s'est considérablement amélioré grâce à une digestion, une absorption et une innovation indépendante continues. Ces dernières années, les entreprises nationales ont apporté de multiples innovations dans la structure et l'étanchéité des cristalliseurs à glissement huile-gaz : en concevant des rainures d'étanchéité sur la surface de contact entre la plaque d'adaptation annulaire et la bague d'étanchéité du conduit de gaz, en optimisant la structure de la plaque d'adaptation et en évitant la rupture des bagues en graphite lors de l'installation ; en utilisant un scellant résistant aux hautes températures d'épaisseur uniforme et de hauteur appropriée pour le traitement d'étanchéité, l'échappement de gaz est complètement éliminé. Une solution technique pour l'alimentation en huile et en gaz divisée par double bague en graphite a également été développée au niveau national, optimisant davantage l'effet de mélange huile-gaz et la durée de vie. À l'heure actuelle, un grand nombre de machines de coulée semi-continue hydrauliques avancées ont été construites dans l'industrie nationale de transformation de l'aluminium, avec des concepts de conception de systèmes hydrauliques différents mais de plus en plus matures. Avec la demande croissante de produits en alliages spéciaux dans le pays, la manière de digérer et d'absorber progressivement le système hydraulique des machines de coulée importées et de se débarrasser de la dépendance aux importations est devenue une question importante pour améliorer le système d'équipement de transformation de l'aluminium.