[发明专利]静磁致深过冷高充型能力细晶铸造炉及使用方法

说明书

本发明涉及一种静磁致深过冷高充型能力细晶铸造炉，主要包括：熔化坩埚、铸型、稳恒磁场磁极、铸型承载转盘，所述熔化坩埚位于所述铸型的上方，所述稳恒磁场磁极位于所述铸型的周围；所述熔化坩埚上设有交变电流感应圈和直流电稳恒磁场；熔化坩埚、稳恒磁场磁极、铸型承载转盘位于铸造炉内，其承重和定位构造不与炉外相通，其转动速度可被炉外转动累积增加。同时，本发明提供了一种静磁致深过冷高充型能力细晶铸造炉的使用方法。本发明有益效果为：通过在熔化坩埚和铸型都施加了直流电流产生的稳恒磁场，有效实现了在熔化坩埚和铸型中的金属液体深过冷的目的，并最终实现了铸造产品的极细小、极均匀的内部晶粒组织，并且同时具有极强的充型能力。

技术领域

本发明涉及新型细晶铸造设备技术领域，尤其涉及一种静磁致深过冷高充型能力细晶铸造炉及使用方法。

背景技术

金属或合金的细晶铸造从原理上可以分为三种类型。其一，就是在金属或合金尚未完全凝固的过程中，以机械的或电磁的方式搅拌打碎液体中已经形成的固体，以增加液体中的凝固结晶核心，以得到完全凝固后的细晶组织。其二，就是在金属或合金凝固的过程开始之前，将人造的固体粉末加入到此金属或合金的液体中，以增加液体中的凝固结晶核心，以得到完全凝固后的细晶组织。其三，就是将金属或合金的液体控制到尽可能低的温度凝固，使其凝固结晶的核心比较多，凝固后晶粒长大的程度也比较小，以得到完全凝固后的细晶组织。这三种类型的细晶铸造在充型能力方面都是比较差的，有个术语叫做：“粥状充型”因为液体里已经含有一些小固体颗粒了。这些固体颗粒在液体中的比例越多越难充型，但是这些固体颗粒在液体中的比例越少越，凝固以后合金晶粒组织就会越粗大。

申请号为201110430497.7，发明名称为一种熔点以下完全充型铸造方法，提供了一种将金属或合金的液体控制到低于其熔点的温度还不凝固的新型铸造技术，当金属或合金的纯液体控制到凝固点以下足够低的温度时，突然撤去控制措施，此时就能得到极其均匀细小的合金晶粒组织，并且这种技术钢液充入铸型腔内的基本上是纯液体，而不是“粥状液体”，所以充型能力就会很好；其原理是在熔点温度以下(专业术语是：过冷)越低的温度凝固，金属或合金液体的凝固结晶热力学驱动力就越大，液体中的凝固结晶核心就越多，凝固后的晶粒组织不仅晶粒细小而且均匀。但是，上述方法还不够理想，主要是抑制凝固结晶的方法措施不独立于熔炼，造成或抑制力不够，或钢液无法降温。而且，当钢液浇注入铸型时，就任何抑制措施也没有了。

基于上述问题，本申请提出一种静磁致深过冷高充型能力细晶铸造炉及使用方法，通过增设对熔化坩埚施加直流电流恒磁场及对铸造型腔中流动的金属或合金液体施加过冷措施的设备构造，能够得到过冷纯液体浇注充型和铸造组织晶粒尺寸极其细小及均匀效果的细晶组织。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种静磁致深过冷高充型能力细晶铸造炉及使用方法，用以解决现有技术中抑制凝固结晶的方法措施不独立于熔炼，造成或抑制力不够，或钢液无法降温的问题，有效提高了铸件各部位晶粒组织的细小和均匀性。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种静磁致深过冷高充型能力细晶铸造炉，主要包括：熔化坩埚、铸型、稳恒磁场磁极、铸型承载转盘，所述熔化坩埚位于所述铸型的上方，所述稳恒磁场磁极位于所述铸型的周围，所述铸型承载转盘位于所述铸型的下端，并与所述铸型固定连接；所述熔化坩埚上设有交变电流感应圈和直流电稳恒磁场；所述熔化坩埚、稳恒磁场磁极、铸型承载转盘位于铸造炉内，所述铸型通过设备从炉门外放入所述铸型承载转盘上。

本发明在熔化坩埚上设有交变电流感应圈和直流电稳恒磁场，直流电稳恒磁场即直流电流感应圈，相当于坩埚是多重感应圈，交变电流感应圈用于钢液的熔化和控温，直流电流感应圈用于产生金属液体过冷的磁场，本发明实现了铸造型腔中的深过冷。

进一步的，所述熔化坩埚施加直流电稳恒磁场的感应线圈同时具有电阻式加热功能。

进一步的，所述熔化坩埚上安装有远红外和热电偶同时测温装置。