С точки зрения теплопередачи, анализ механизма качества поверхности показывает, что литье с масляно-воздушной смазкой обеспечивает точный контроль первичного охлаждения в кристаллизаторе.

При традиционном непрерывном литье расплав непосредственно контактирует и затвердевает на внутренней стенке кристаллизатора, и тепло быстро отводится через стенку кристаллизатора. Первичная затвердевшая оболочка толстая и создает воздушный зазор между ней и стенкой кристаллизатора, что приводит к нестабильному теплопереносу, повторяющимся колебаниям температуры поверхности, сегрегации и шероховатости поверхности. При литье с масляно-газовым скольжением наличие воздушной подушки минимизирует первичное охлаждение, а первичная затвердевшая оболочка тонкая и не контактирует со стенкой кристаллизатора, устраняя поверхностные дефекты, вызванные механическим трением и неравномерным теплопереносом. Стабильность подачи масла и газа является ключом к обеспечению качества поверхности. Чрезмерная подача масла может вызвать сгорание остаточного смазочного масла, образуя черные пятна или прилипание дыма на поверхности слитка; Недостаточная подача топлива приведет к неполной масляно-газовой пленке, вызывая локальный контакт между первичной конденсационной оболочкой и графитовым кольцом, что приведет к деформации или утолщению сегрегации. Следовательно, технология точного импульсного управления подачей масла обеспечивает равномерную смазку каждого оборота слитка по всей его длине.

2. Улучшение подкожной клетчатки.

Подкожная клетчатка — это «ген», определяющий качество поверхности последующих экструдированных изделий. Толщина слоя сегрегации при литье с масляно-газовым скольжением составляет всего около трети от толщины при обычном литье с горячим верхом — толщина слоя сегрегации в слитках диаметром менее 200 мм составляет менее 0,17 мм, в слитках диаметром 200-300 мм — менее 0,27 мм, а в слитках диаметром более 300 мм — менее 0,33 мм. Образование этого ультратонкого слоя сегрегации обусловлено теплоизоляционным эффектом масляно-газовой пленки, который снижает температурный градиент в первичной затвердевшей оболочке и уменьшает движущую силу миграции низкоплавких эвтектических фаз вдоль дендритов к поверхности. Для алюминиевых сплавов 6-й серии (серия Al Mg Si) истончение слоя сегрегации означает, что поверхность экструдированного профиля менее подвержена цветовым различиям и полосчатым дефектам, а анодированное покрытие более однородно и последовательно. Для высокопрочных алюминиевых сплавов 2-й серии (серия Al Cu) и 7-й серии (серия Al Zn Mg Cu) истончение слоя сегрегации снижает тенденцию к концентрации поверхностных напряжений, что благоприятно для последующей термообработки и холодной обработки.

3. Улучшение внутреннего металлургического качества в основном включает такие аспекты, как зернистая структура, пористость, содержание включений и однородность химического состава.

Литье с масляно-газовым скольжением показало значительные преимущества в этих аспектах. Во-первых, оптимизация метода охлаждения — переход от акцента на отвод тепла от стенки кристаллизатора к прямому водяному охлаждению — ускоряет скорость затвердевания, измельчает размер зерна и уменьшает градиент структуры от ядра к краям. Во-вторых, уменьшение глубины жидкой полости способствует равномерной усадке жидкого металла, снижая вероятность дефектов центральной усадки. Опять же, путем строгого применения термостойкого герметика к контактным областям между графитовым кольцом и корпусом кристаллизатора и адаптерной пластиной можно полностью предотвратить выход газа из контактной поверхности в жидкую полость, устраняя оксидные включения и дефекты пористости внутри слитка, вызванные захватом газа. Для областей с экстремальными требованиями к внутреннему качеству, таких как алюминиевые сплавы авиационного класса и алюминиевые сплавы для автомобильных конструкционных компонентов, литье с масляно-газовым скольжением в сочетании с последующими технологиями печной обработки, такими как дегазация, рафинирование и фильтрационная очистка, позволяет производить высококачественные алюминиевые прутки с высокой внутренней плотностью, низким содержанием газа и минимальным количеством неметаллических включений.

4. Адаптивность сплавов Технология литья с масляно-воздушной смазкой обладает широкой адаптивностью к системам сплавов и может применяться для литья круглых прутков из различных алюминиевых сплавов от 1XXX до 8XXX.

Среди них применение деформируемых алюминиевых сплавов 6-й серии (6063, 6061, 6082 и т. д.) является наиболее зрелым и широко распространенным, поскольку сплавы 6-й серии имеют умеренный диапазон температур кристаллизации и хорошую текучесть, и могут достигать превосходного поверхностного и внутреннего качества в условиях литья с масляно-газовым скольжением. Для авиационных алюминиевых сплавов 2-й серии (2024, 2A12 и т. д.) и 7-й серии (7075, 7050 и т. д.) из-за высокого содержания легирующих элементов, широкого диапазона температур кристаллизации и высокой тенденции к горячему растрескиванию требования к контролю параметров литейного процесса более строгие. Однако технология литья с масляно-газовым скольжением также демонстрирует преимущества. Например, технология ARC компании Wagstaff была специально оптимизирована для крупногабаритных авиационных сплавов диаметром более 520 мм. Для сплавов 5-й серии (серия Al Mg) литье с масляно-газовым скольжением может эффективно снизить поверхностное окисление и сегрегацию в процессе литья высокомагниевых сплавов.

5. По сравнению с передовыми уровнями в стране и за рубежом, технология литья AirSlip компании Wagstaff представляет собой самый высокий уровень в этой области на международном уровне.

Круглые прутки, производимые по этой технологии, известны своими высокими стандартами качества, выдающимися характеристиками, такими как гладкая поверхность, тонкая оболочка и однородная зернистая структура, и стали синонимом мировых стандартов качества для алюминиевых экструдированных круглых прутков. С момента внедрения этой технологии в начале 21 века уровень отечественного оборудования значительно улучшился благодаря непрерывному перевариванию, поглощению и самостоятельным инновациям. В последние годы отечественные предприятия внесли многочисленные инновации в структуру и герметизацию масляно-газовых скользящих кристаллизаторов: путем проектирования уплотнительных канавок на контактной поверхности между кольцевой адаптерной пластиной и уплотнительным кольцом газового тракта, оптимизации конструкции адаптерной пластины и предотвращения поломки графитовых колец при установке; Путем использования термостойкого герметика равномерной толщины и соответствующей высоты для герметизации полностью устраняется утечка газа. Также была разработана отечественная техническая система для двойного графитового кольца с раздельной подачей масла и газа, что еще больше оптимизирует эффект смешивания масла и газа и срок службы. В настоящее время в отечественной алюминиевой промышленности построено большое количество передовых гидравлических полунепрерывных литейных машин с различными концепциями проектирования гидравлических систем, но все более зрелыми. С растущим спросом на специальные сплавы в стране, как постепенно переваривать и поглощать гидравлическую систему импортных литейных машин и избавиться от импортной зависимости стало важным вопросом в совершенствовании системы оборудования для обработки алюминия.