[发明专利]一种电磁能晶粒细化装置及铝合金晶粒细化的方法

说明书

本发明提供了一种电磁能晶粒细化装置，包括U型铁芯和线圈；所述线圈缠绕在所述U型铁芯上；所述U型铁芯的数量为至少2个，所述多个U型铁芯并排于同一平面，且保持U型开口向上；相邻两个U型铁芯的中心距为100～150mm。本发明通过磁路设计，设置多个U型铁芯能够增加作用到铝合金熔体内部的磁感线数量；将多个U型铁芯的距离控制在100～150mm内能够进一步提高作用到铝合金熔体内部的磁感线数量，使得电磁能作用单位体积内熔体大幅度增加，对初生晶核进行能量补充，促使心部组织形核功增加，形核几率增加，进而实现了大规模组织晶粒细化。

技术领域

本发明属于冶金与金属材料技术领域，具体涉及一种电磁能晶粒细化装置及铝合金晶粒细化的方法。

背景技术

随着资源节约型、环境友好型生产理念的提升，人们对铝合金生产及其加工技术提出了更高的要求，产品的细晶粒化成为新一代冶金技术的发展方向。

目前，细化铝合金晶粒的方法主要有超声波处理、电脉冲处理、电磁搅拌和电磁能处理。对于利用电磁能处理细化晶粒来提高铝合金性能的方法，现有技术CN108273972A记载了一种电磁能晶粒细化的装置和方法，其装置中采用的铁芯为硅钢叠片铁芯，是一种单铁芯线圈，磁感线进行熔体的数量较少，使得电磁能作用单位体积内熔体少，导致晶粒细化程度难以满足要求。因此，有必要对电磁能晶粒细化的装置进行改进来提高晶粒细化程度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电磁能晶粒细化装置及铝合金晶粒细化的方法。本发明提供的电磁能晶粒细化装置在对铝合金熔体进行电磁能处理能够提高熔体晶粒细化的程度。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种电磁能晶粒细化装置，包括U型铁芯和线圈；

所述线圈缠绕在所述U型铁芯上；

所述U型铁芯的数量为至少2个，所述多个U型铁芯并排于同一平面，且保持U型开口向上；相邻两个U型铁芯的中心距为100～150mm。

优选地，每个U型铁芯上缠绕的线圈形成串联电路，线圈通电后每个U型铁芯的磁极方向保持一致。

优选地，所述线圈为中空铜线圈。

优选地，所述线圈为中空水冷铜线圈。

优选地，所述电磁能晶粒细化装置还包括绝缘陶瓷纤维，所述绝缘陶瓷纤维设置在所述线圈和所述U型铁芯之间。

优选地，所述电磁能晶粒细化装置还包括电源，所述电源的正负极分别与所述线圈的两端连接。

本发明还提供了一种铝合金晶粒细化的方法，采用上述技术方案所述电磁能晶粒细化装置对铸造前的铝合金熔体进行电磁能处理。

优选地，所述电磁能处理时，电磁能晶粒细化装置的电磁能发生频率为15～45Hz；电磁能晶粒细化装置的电流为120～200A；电磁能晶粒细化装置的占空比为10～40％。

优选地，所述电磁能晶粒细化装置与所述铝合金熔体的液面间距为0～12mm。

优选地，所述电磁能晶粒细化装置与所述铝合金熔体的液面间距为1～4mm。