沈国新，刘金辉，李键安，陈康康，张 迪

（广东兴发铝业（河南）有限公司，焦作454500）

0 前言

在热顶铸造的金属凝固过程中，铸锭表层经历一次冷却和二次冷却，导致晶界出现重熔，溶质流动重新分配，致使表层出现宏观偏析层。热顶铸造法生产的6082 铝合金圆铸锭的表层存在宏观偏析层，这是热顶铸造生产方式造成的。检测发现，铸锭偏析层0～1 mm 区域成分高出基体成分约2 倍；2～4 mm 区域则低于基体成分约16%；5 mm 之后逐渐接近基体成分，最终形成“勺子”形状（先高后低再回升到基体成分）的宏观偏析层[1]。6061 和6082合金存在类似表层偏析规律。石景岩对7×××系合金偏析的研究表明，通过工艺方法提高铸造温度或铸造速度可以降低表层偏析[2]。国外有文献研究表明在铸造凝固过程中，通过施加低频电磁场影响可以减少表层偏析层的厚度[3]。热顶铸造的核心部件是结晶器里的石墨环，它是影响铸锭表层宏观偏析的关键因素。由于铝液在结晶凝固过程中与石墨环直接接触，所以石墨环又会影响铸造的工艺，从而影响铸锭表面质量。

本文在相同的铸造工艺条件下，从结晶器设计的角度，研究分析了采用不同高度的石墨环对6061 合金ϕ 320 mm 规格圆铸锭表面质量及表层偏析的影响。

1 实验方法

将同一套模盘相邻的3个结晶器里的石墨环设计为30 mm、32 mm 和35 mm 3 个高度，并在相同的铸造工艺条件（铸造速度、冷却强度、铝液温度）下，对6061合金ϕ 320 mm圆铸锭进行热顶铸造。

在铸锭相同高度位置取样分析，对铝饼进行逐层车削，逐层检测。……