一種高速機(jī)械攪拌加電磁懸浮連續(xù)鑄造裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種連續(xù)鑄造裝置，具體涉及一種用于輕質(zhì)合金鑄造的高速機(jī)械攪拌加電磁懸浮連續(xù)鑄造裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料由于具有復(fù)合的結(jié)構(gòu)特征而兼?zhèn)淞己玫牧W(xué)性能和理化性能，在先進(jìn)的電工電子器件、航空航天器、機(jī)械、橋梁隧道工程等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，已成為近年來(lái)金屬基復(fù)合材料的研究熱點(diǎn)之一。原位反應(yīng)合成法是目前制備顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料的主要方法，該方法的原理是在金屬基體熔液中加入能生成第二相的合金元素或化合物，在一定溫度下與金屬熔液發(fā)生原位反應(yīng)生成顆粒相而制得內(nèi)生顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料。該方法制備復(fù)合材料由于顆粒相原位生成，其與基體金屬結(jié)合界面干凈，潤(rùn)濕性好，結(jié)合強(qiáng)度高。但是，該技術(shù)還存在一系列問題，反應(yīng)過(guò)程難控制，顆粒相易長(zhǎng)大，甚至團(tuán)聚，分布也不均勻。
[0003]利用外場(chǎng)作用可以改善原位合成反應(yīng)的熱力學(xué)與動(dòng)力學(xué)條件，起到促進(jìn)原位反應(yīng)進(jìn)行的作用，同時(shí)，外場(chǎng)作用可以控制顆粒相的過(guò)分長(zhǎng)大或偏聚團(tuán)簇現(xiàn)象，因此，在外場(chǎng)下原位合成金屬基復(fù)合材料越來(lái)越受到研究者的重視。但是，單一施加電磁場(chǎng)或高速機(jī)械攪拌場(chǎng)對(duì)原位反應(yīng)合成顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料的作用仍不能令人滿意。施加單一電磁場(chǎng)時(shí)，中心區(qū)域電磁場(chǎng)作用微弱而邊緣區(qū)域電磁場(chǎng)作用很強(qiáng)。單一施加高速機(jī)械攪拌場(chǎng)時(shí)，高速機(jī)械攪拌效應(yīng)主要集中在攪拌頭區(qū)域范圍內(nèi)，即高速機(jī)械攪拌場(chǎng)作用集中在熔體的中心區(qū)域，熔體的邊緣區(qū)域則很弱。
[0004]同時(shí)，現(xiàn)有的連續(xù)鑄造裝置通常是將增強(qiáng)顆粒和合金熔液直接通入結(jié)晶器，這樣進(jìn)入結(jié)晶器的合金熔液為過(guò)熱的合金熔液，增強(qiáng)顆粒沒有足夠的時(shí)間充分分散，這使得得到的鑄造產(chǎn)品的存在著成分偏析，性能不均勻的問題。
[0005]為此，本發(fā)明的設(shè)計(jì)者有鑒于上述技術(shù)缺陷，通過(guò)潛心研究和設(shè)計(jì)，綜合長(zhǎng)期多年從事相關(guān)產(chǎn)業(yè)的經(jīng)驗(yàn)和成果，研究設(shè)計(jì)出一種用于輕質(zhì)合金鑄造的高速機(jī)械攪拌加電磁懸浮連續(xù)鑄造裝置，以克服上述技術(shù)缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題為:設(shè)計(jì)一種用于輕質(zhì)合金鑄造的高速機(jī)械攪拌加電磁懸浮連續(xù)鑄造裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的使用單一電磁場(chǎng)和高速機(jī)械攪拌場(chǎng)以及鑄造產(chǎn)品成分偏析的技術(shù)缺陷。
[0007]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案:
[0008]—種高速機(jī)械攪拌加電磁懸浮連續(xù)鑄造裝置，用于輕質(zhì)合金鑄造，其特征在于:該高速機(jī)械攪拌加電磁懸浮連續(xù)鑄造裝置包括懸浮劑加入管、合金熔液加入管、懸浮杯、結(jié)晶器、電磁感應(yīng)線圈、噴水孔、底模和高速機(jī)械攪拌裝置；所述的懸浮劑加入管和合金熔液加入管分別將懸浮劑和熔融輕質(zhì)合金加入至所述的懸浮杯中，懸浮杯位于所述的結(jié)晶器內(nèi)側(cè)上方，結(jié)晶器的外測(cè)設(shè)置有電磁感應(yīng)線圈，在結(jié)晶器上位于懸浮杯的下部設(shè)置有若干個(gè)噴水孔，底模位于結(jié)晶器的底部；所述的高速機(jī)械攪拌裝置由電機(jī)、減速器、攪拌桿和攪拌頭組成，電機(jī)通過(guò)減速器連接所述的攪拌桿，攪拌頭位于攪拌桿的底端，工作時(shí)將攪拌頭插入懸浮杯的液面下一定深度；所述的攪拌頭為在攪拌桿底部安裝的多組弧形攪拌片，且最下部的一組弧形攪拌片緊鄰懸浮杯的底部。
[0009]上述的高速機(jī)械攪拌加電磁懸浮連續(xù)鑄造裝置，其特征在于:在所述的底模的外側(cè)包裹有保溫氈。
[0010]通過(guò)上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明的高速機(jī)械攪拌加電磁懸浮連續(xù)鑄造裝置具有如下技術(shù)效果:
[0011 ] 1、在輕質(zhì)合金鑄造過(guò)程中同時(shí)施加電磁場(chǎng)和高速機(jī)械攪拌場(chǎng)，利用電磁場(chǎng)對(duì)恪體產(chǎn)生電磁力、磁化及渦流感應(yīng)熱等原理和高速攪拌場(chǎng)在熔體內(nèi)產(chǎn)生的高速機(jī)械攪拌和機(jī)械沖擊等原理對(duì)復(fù)合材料合成制備過(guò)程進(jìn)行耦合作用，達(dá)到控制顆粒相的分布、抑制顆粒長(zhǎng)大和團(tuán)簇并改變?cè)缓铣煞磻?yīng)的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)條件的目的，實(shí)現(xiàn)電磁場(chǎng)和高速機(jī)械攪拌場(chǎng)的耦合作用下合成顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料。
[0012]2、通過(guò)在結(jié)晶器內(nèi)側(cè)上方設(shè)置懸浮杯，使得懸浮劑和合金熔液預(yù)先混合均勻后再進(jìn)入結(jié)晶器，且最下面的一組弧形攪拌片緊鄰懸浮杯的底部能夠在合金熔液中充分混合懸浮劑，這避免了得到的鑄造產(chǎn)品存在著成分偏析，性能不均勻的問題。
[0013]本發(fā)明的詳細(xì)內(nèi)容可通過(guò)下述的詳細(xì)說(shuō)明及說(shuō)明書附圖而得到。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本發(fā)明的高速機(jī)械攪拌加電磁懸浮連續(xù)鑄造裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為本發(fā)明的攪拌桿和由兩組弧形攪拌片組成的攪拌頭的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖中:1為懸浮劑加入管、2為合金熔液加入管、3為懸浮杯、4為結(jié)晶器、5為電磁感應(yīng)線圈、6為噴水孔、7為底模、8為攪拌桿、9為攪拌頭、10為弧形攪拌片。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合說(shuō)明書附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的高速機(jī)械攪拌加電磁懸浮連續(xù)鑄造裝置。
[0018]參見圖1和圖2，顯示了本發(fā)明的高速機(jī)械攪拌加電磁懸浮連續(xù)鑄造裝置的具體結(jié)構(gòu)。
[0019]—種高速機(jī)械攪拌加電磁懸浮連續(xù)鑄造裝置，用于輕質(zhì)合金鑄造，該高速機(jī)械攪拌加電磁懸浮連續(xù)鑄造裝置包括懸浮劑加入管、合金熔液加入管、懸浮杯、結(jié)晶器、電磁感應(yīng)線圈、噴水孔、底模和高速機(jī)械攪拌裝置；該懸浮劑加入管和合金熔液加入管分別將懸浮劑和熔融輕質(zhì)合金加入至該懸浮杯中，懸浮杯位于該結(jié)晶器內(nèi)側(cè)上方，結(jié)晶器的外測(cè)設(shè)置有電磁感應(yīng)線圈，在結(jié)晶器上位于懸浮杯的下部設(shè)置有若干個(gè)噴水孔，底模位于結(jié)晶器的底部；所述的高速機(jī)械攪拌裝置由電機(jī)、減速器、攪拌桿和攪拌頭組成，電機(jī)通過(guò)減速器連接所述的攪拌桿，攪拌頭位于攪拌桿的底端，工作時(shí)將攪拌頭插入懸浮杯的液面下一定深度；所述的攪拌頭為在攪拌桿底部安裝的多組弧形攪拌片，且最下部的一組弧形攪拌片緊鄰懸浮杯的底部；且在該底模的外側(cè)包裹有保溫氈。
[0020]通過(guò)上述結(jié)構(gòu)可知，本發(fā)明的高速機(jī)械攪拌加電磁懸浮連續(xù)鑄造裝置具有如下優(yōu)占.
[0021]1、在輕質(zhì)合金鑄造過(guò)程中同時(shí)施加電磁場(chǎng)和高速機(jī)械攪拌場(chǎng)，利用電磁場(chǎng)對(duì)恪體產(chǎn)生電磁力、磁化及渦流感應(yīng)熱等原理和高速攪拌場(chǎng)在熔體內(nèi)產(chǎn)生的高速機(jī)械攪拌和機(jī)械沖擊等原理對(duì)復(fù)合材料合成制備過(guò)程進(jìn)行耦合作用，達(dá)到控制顆粒相的分布、抑制顆粒長(zhǎng)大和團(tuán)簇并改變?cè)缓铣煞磻?yīng)的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)條件的目的，實(shí)現(xiàn)電磁場(chǎng)和高速機(jī)械攪拌場(chǎng)的耦合作用下合成顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料。
[0022]2、通過(guò)在結(jié)晶器內(nèi)側(cè)上方設(shè)置懸浮杯，使得懸浮劑和合金熔液預(yù)先混合均勻后再進(jìn)入結(jié)晶器，且最下面的一組弧形攪拌片緊鄰懸浮杯的底部能夠在合金熔液中充分混合懸浮劑，這避免了得到的鑄造產(chǎn)品存在著成分偏析，性能不均勻的問題。
[0023]顯而易見的是，以上的描述和記載僅僅是舉例而不是為了限制本發(fā)明公開的內(nèi)容、應(yīng)用或使用。雖然已經(jīng)在實(shí)施例中描述過(guò)并且根據(jù)附圖描述了實(shí)施例，但本發(fā)明不限制由附圖示例和在實(shí)施例中描述的作為目前認(rèn)為的最佳模式以實(shí)施本發(fā)明的教導(dǎo)的特定例子，本發(fā)明的范圍將包括落入前面的說(shuō)明書和所附的權(quán)利要求的任何實(shí)施例。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高速機(jī)械攪拌加電磁懸浮連續(xù)鑄造裝置，用于輕質(zhì)合金鑄造，其特征在于:該高速機(jī)械攪拌加電磁懸浮連續(xù)鑄造裝置包括懸浮劑加入管、合金熔液加入管、懸浮杯、結(jié)晶器、電磁感應(yīng)線圈、噴水孔、底模和高速機(jī)械攪拌裝置；所述的懸浮劑加入管和合金熔液加入管分別將懸浮劑和熔融輕質(zhì)合金加入至所述的懸浮杯中，懸浮杯位于所述的結(jié)晶器內(nèi)側(cè)上方，結(jié)晶器的外測(cè)設(shè)置有電磁感應(yīng)線圈，在結(jié)晶器上位于懸浮杯的下部設(shè)置有若干個(gè)噴水孔，底模位于結(jié)晶器的底部；所述的高速機(jī)械攪拌裝置由電機(jī)、減速器、攪拌桿和攪拌頭組成，電機(jī)通過(guò)減速器連接所述的攪拌桿，攪拌頭位于攪拌桿的底端，工作時(shí)將攪拌頭插入懸浮杯的液面下一定深度；所述的攪拌頭為在攪拌桿底部安裝的多組弧形攪拌片，且最下部的一組弧形攪拌片緊鄰懸浮杯的底部。2.如權(quán)利要求1所述的高速機(jī)械攪拌加電磁懸浮連續(xù)鑄造裝置，其特征在于:在所述的底模的外側(cè)包裹有保溫氈。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高速機(jī)械攪拌加電磁懸浮連續(xù)鑄造裝置，用于輕質(zhì)合金鑄造，該裝置的懸浮劑加入管和合金熔液加入管分別將懸浮劑和熔融輕質(zhì)合金加入至所述的懸浮杯中，懸浮杯位于所述的結(jié)晶器內(nèi)側(cè)上方，結(jié)晶器的外測(cè)設(shè)置有電磁感應(yīng)線圈，在結(jié)晶器上位于懸浮杯的下部設(shè)置有若干個(gè)噴水孔，底模位于結(jié)晶器的底部；所述的高速機(jī)械攪拌裝置由電機(jī)、減速器、攪拌桿和攪拌頭組成，電機(jī)通過(guò)減速器連接所述的攪拌桿，攪拌頭位于攪拌桿的底端，工作時(shí)將攪拌頭插入懸浮杯的液面下一定深度。本發(fā)明的有益效果為：實(shí)現(xiàn)了電磁場(chǎng)和高速攪拌的耦合作用下合成顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料；避免了得到的鑄造產(chǎn)品存在著成分偏析，性能不均勻的問題。
【IPC分類】B22D11/11, B22D11/114
【公開號(hào)】CN105081248
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510604426
【發(fā)明人】謝玲麗
【申請(qǐng)人】成都智齊科技有限公司
【公開日】2015年11月25日
【申請(qǐng)日】2015年9月18日