[发明专利]一种含铝合金的固-液双金属铸造界面调控的方法

权利要求书

1.一种含铝合金的固-液双金属铸造界面调控的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、对固态金属预制体表面进行处理，使表面粗糙度Ra值达到6.3～12.5微米，并露出新鲜的金属表面；

步骤二、将步骤一处理后固态金属预制体封装，然后进行一体化造型，并形成容纳铝合金熔体的型腔；

步骤三、计算交变电磁场发生器功率P、交变电磁场发生器频率f_交变和产生永磁旋转磁场的旋转永磁体转速n_旋转，根据计算结果配置交变电磁场与永磁旋转磁场设备，然后设置在距离固态金属预制体界面5cm～20cm处，交变电磁场线圈随固态金属预制体表面平行放置，旋转永磁体旋转轴沿固态金属预制体表面法线方向，将磁感应强度控制在1T～3T，旋转永磁体旋转轴与交变电磁场线圈对称轴距离为15cm～20cm；

步骤四、然后将铝合金熔化后，开启交变电磁场和永磁旋转磁场设备，采用一体化铸造方法进行铸造，即完成。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤一中固态金属预制体材料是钛合金、铝合金或铸钢。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤一中采用抛磨处理实现对固态金属预制体表面处理。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述抛磨处理为机械抛磨，或化学抛磨，或者化学抛磨与机械抛磨相结合；所述机械抛磨为喷丸、喷砂或砂纸打磨。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤二中进行一体化造型的操作过程为：

S1：制作模样：按照复合铸件中熔融铝合金需填充部分的形状制作低温模样，将固态金属预制体与低温模样组合成组合模样；

S2：将组合模样放置于低温造型平台上造型，造型材料采用聚氨酯树脂砂，在低温模样附近留出浇注口，砂型硬化后，在负压环境逐渐升温铸型，使铸型中的低温模样沿浇注口流出，而固态金属预制体留在铸型中形成复合铸型。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤三中按公式Ⅰ计算交变电磁场发生器功率：

P＝6.05*G/t (Ⅰ)，

其中，P为交变电磁场发生器功率，G为交变电磁场作用范围内的铝合金熔体质量，t为铝合金熔体凝固到固相线温度时所需的时间。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤三中按公式Ⅱ计算交变电磁场发生器频率：

其中，P为交变电磁场发生器功率，m为复合铸件界面处的热模数，t为铝合金熔体凝固到固相线温度时所需的时间，ρ为铝合金的平均电阻率，γ为铝合金的密度，δ为固态金属预制体与铝合金结合界面层的厚度。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤三中按公式Ⅲ计算永磁旋转磁场的转速：

其中，n_旋转产生永磁旋转磁场的旋转永磁体转速，G为交变电磁场作用范围内的铝合金熔体质量，m为复合铸件界面处的热模数，f_交变为交变电磁场的频率。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤四中在680℃～755℃下将铝合金熔化。

10.一种权利要求1-9任意一项方法制备的含铝合金双金属复合铸件。