铝合金型材原材料铸造结晶过程解析

铝合金型材熔体经过炉内和在线精炼、过滤之后即可进入铝型材原材料的铸造工序；在铝型材原材料铸造工序中，铝熔体形核、长大，发生变相，凝成晶体。这是一个复杂的物理化学过程，是决定工业铝型材原材料产品质量极其关键的过程。

连续铸造铝型材铸锭时，当熔体注入结晶器后，由于结晶器周围通有冷却水，铝熔体释放的热量由结晶器壁传给冷却水，熔体即从表面开始凝固结晶，随之向中心扩展；又因为冷却水以20°—30°方向喷向底座或已经凝固的注定，底部的熔体热量也通过底座或铸锭传给冷却水，熔体又从底部开始结晶，随之向上部扩展。这就是说，对于圆铸锭的洁净凝固，在直径方向由外向内推进，在高度方向由下向上推进；铸锭上部其被结晶前沿所包围的熔体被称为液穴。液穴深度为结晶器内开始结晶的层面至结晶前沿底部区间金属熔体的高度。

铝型材铸锭的结晶就是在这个被称为液穴的区域里完成；研究这个液穴里发生的凝固过程，了解铝型材原材料的铸造工艺参数对这个液穴的影响，探索改善液穴的形状和结晶条件，完善和优化工艺流程，提高工业铝型材原材料的质量至关重要，是铝型材加工技术工作者长期以来不断探索研究、改进完善的重要课题。

在液穴的任一横断面上存在着三个区域：固相区、固液相共存区（两相区）、液相区。

高温熔体在结晶器中冷却到凝固点，释放变相潜热，结晶成固态物质，即固相，高于凝固点的熔体不能结晶，仍然为液相，这很容易理解；但为什么结晶前沿存在两相共存区，这个两相共存区是如何形成的，对熔体的结晶过程产生什么影响