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本发明提供了一种针对大尺寸4000系铝合金铸锭共晶组织变质的方法，该方法采用在熔体的芯部内置芯部冷却装置方式以及用少量变质剂甚至不用变质剂的方式可以充分变质整个铸锭共晶组织。具体地，芯部内置冷却方式为大尺寸4000系铝合金铸锭芯部提供快速散热通道，从而使得大尺寸4000系铝合金铸锭整体冷却速率大幅提升，在大冷却速率下，仅需极少量的变质剂甚至不用变质剂就可使得大尺寸4000系铝合金铸锭共晶组织得到充分变质。本发明可以实现对大尺寸4000系铝合金铸锭整体共晶组织充分变质细化，解决了传统半连铸大尺寸4000系铝合金铸锭强度和塑性偏低的难题。其中，大尺寸4000系铝合金铸锭是指径向截面尺寸在400mm以上的铸锭。

本发明提供了一种针对大尺寸4000系铝合金铸锭共晶组织变质的方法，以解决现有技术中的大尺寸4000系铝合金铸锭中共晶组织粗大且均匀性差的问题。为了解决上述问题，本发明提供了一种针对大尺寸4000系铝合金铸锭共晶组织变质的方法，包括：在4000系铝合金的熔体内不加共晶组织变质剂或加入的共晶组织变质剂含量不高于100ppm；在容纳熔体的铸锭结晶器内设置可升降的芯部冷却装置，芯部冷却装置包括依次连通的输入管道、金属腔体和输出管道，芯部冷却装置还包括固定在金属腔体下部的导热外壳，导热外壳用于传递热量；在铸锭长度达到预设长度后，持续向输入管道内输入冷却剂；待铸锭芯部的冷却速率达到预设冷却速率范围后，保持冷却剂的流量不变。

4000系铝合金具有轻质、高强度、高耐磨、高耐热性、优良的体积稳定性等优点，在汽车、船舶、航空等领域有着广泛的应用前景。该类铝合金金具有优良的铸造性能，4000系铝合金铸锭或坯料再经过锻造或挤压等工序，用以制造活塞及在高温工作的其他零件

中铝材料应用研究院有限公司（以下简称中铝材料院）成立于2017年3月24日，是中国铝业集团有限公司（以下简称中铝集团）的全资子公司，中铝中央研究院材料科学分院，其前身是成立于2010年5月的中铝科学技术研究院。中铝材料院是中铝集团按照中组部和国务院国资委要求，入驻北京未来科学城的15家央企科研单位之一。公司在苏州设有一家分公司，在广州设有下属单位中铝广州有色金属应用研究院（以下简称广州院）。中铝材料院的主要业务为有色金属材料与应用技术的开发与服务。主要科研业务集中在先进材料、应用技术、模拟仿真三个方面，院本部设立了“五部四所两中心”，具体业务开展主要依托市场需求调研、院士专家工作站、企业技术服务中心、市场化经营、专项产品研发等五个业务运行平台。苏州分公司主要业务是以电解铝水合金化和高端铜合金材料两项科研业务为引领，以新能源电池壳、软包装铝箔、特种铸造技术、精密铸件制备等为代表的新领域和新技术发展。广州院主要业务是开展有色金属材料应用市场研究，引领中铝集团的科研业务、产品开发和投资方向。

该方法采用在熔体的芯部内置芯部冷却装置方式以及用少量变质剂甚至不用变质剂的方式可以充分变质整个铸锭共晶组织。具体地，芯部内置冷却方式为大尺寸4000系铝合金铸锭芯部提供快速散热通道，从而使得大尺寸4000系铝合金铸锭整体冷却速率大幅提升，在大冷却速率下，仅需极少量的变质剂甚至不用变质剂就可使得大尺寸4000系铝合金铸锭共晶组织得到充分变质。本发明可以实现对大尺寸4000系铝合金铸锭整体共晶组织充分变质细化，解决了传统半连铸大尺寸4000系铝合金铸锭强度和塑性偏低的难题。

其中，大尺寸4000系铝合金铸锭是指径向截面尺寸在400mm以上的铸锭。在铸锭长度大于150mm后，持续向输入管道20内输入冷却剂。芯部冷却装置中的金属腔体30可升降，以调整冷却速率。具体地，金属腔体30与螺杆连接，螺杆与固定设置的支架80连接，在转动螺杆时螺杆升降，从而带动金属腔体30升降。

其中，铸锭芯部的冷却速率由以下方法中的至少之一进行调节：调整导热外壳50的底壁与铸锭结晶器10内熔体液面之间的距离；更换冷却剂的种类；调节冷却剂的流量；更换不同尺寸或不同材质的导热外壳50。上述方法可单独采用一种，或者结合采用，灵活性高，提高冷却效果，有利于实现对大尺寸4000系铝合金铸锭整体共晶组织充分变质细化。

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