[发明专利]一种超声波处理金属熔体的装置

说明书

技术领域

本发明涉及冶金行业熔融铸造技术领域，尤其涉及一种超声波处理金属熔体的装置。

背景技术

现有技术中，在金属的凝固过程中会引入超声波介入方式，从而使金属熔体中的凝固组织从粗大的柱状晶变为细小的等轴晶，金属的宏观和微观偏析都能够得到改善。但是目前超声波介入金属熔体的工艺，在超声波声场能量分布控制上存在不够均匀的问题，使得冷却后的金相组织一致性不够完善，金相组织缺陷也一直是传统工艺中难以解决的问题，这导致后工序加工时出现整体材料物理特性不一致的问题。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种超声波处理金属熔体的装置，旨在解决现有金属熔体超声波处理方式声场能量分布不均匀导致金相组织不一致的问题。

本发明的技术方案如下：

一种超声波处理金属熔体的装置，用于对金属熔体进行晶粒细化，其中，其包括：超声波能量控制及发生器、超声波传导架、自耗式变幅杆及盛装有金属熔体的坩埚，所述超声波传导架连接于所述超声波能量控制及发生器，所述自耗式变幅杆一端连接于所述超声波传导架，所述自耗式变幅杆另一端插入到金属熔体中，所述自耗式变幅杆的材质与金属熔体相同。

所述的超声波处理金属熔体的装置，其中，所述金属熔体材质为碳钢。

所述的超声波处理金属熔体的装置，其中，所述变幅杆设置有2~8根。

所述的超声波处理金属熔体的装置，其中，所述变幅杆设置有4~6根。

所述的超声波处理金属熔体的装置，其中，所述坩埚为凸底坩埚。

所述的超声波处理金属熔体的装置，其中，在所述凸底坩埚的外壁和凸底通过超声波对金属熔体进行晶粒细化处理。

有益效果：本发明通过将变幅杆设置为自耗式变幅杆，从而使变幅杆在超声处理时自身熔于金属熔体中，从而提高金相组织的一致性，解决了金相组织一直以来存在的缺陷，并提高了金属熔体的细化效果。

附图说明

图1为本发明超声波处理金属熔体的装置较佳实施例的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供一种超声波处理金属熔体的装置，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，图1为本发明超声波处理金属熔体的装置，用于对金属熔体进行晶粒细化，如图所示，所述装置包括：超声波能量控制及发生器100、超声波传导架200、自耗式变幅杆300、盛装有金属熔体400的坩埚500，所述超声波传导架200连接于所述超声波能量控制及发生器100，所述自耗式变幅杆300一端连接于所述超声波传导架200，所述自耗式变幅杆300另一端插入到金属熔体400中，所述自耗式变幅杆300的材质与金属熔体相同。

本发明中对超声波处理装置的变幅杆进行了改进，变幅杆是配合超声波能量控制及发生器改变超声波振动幅度的功能组件。其主要作用是增大振幅、提高振速比、提高效率，提高机械品质因数，加强耐热性，扩大适应温度范围，延长使用寿命。本发明中，将变幅杆的材质设置为与金属熔体的材质相同，即将变幅杆设置为自耗式变幅杆，那么变幅杆在进行超声波处理的过程中，会熔于金属熔体中，这样的处理方式，经实践证明，能够显著提高金属熔体冷却后的金相组织的一致性，从而解决了传统技术中一直存在的金相组织缺陷的问题。

这样的自耗式变幅杆300的介入方式尤其适用于液相线较高的材料，例如碳钢材料，其液相线在1300℃以上，传统的超声波处理方法在对这种液相线较高的材料进行晶粒细化处理时，超声波声场能量分布难以控制均匀，通过将变幅杆设置为碳钢材料，即自耗式变幅杆，变幅杆在超声处理时，会慢慢熔于金属熔体中，凝固组织得到明显的细化，有利于金属熔体的晶粒细化。