[发明专利]金属熔炼过程晶粒细化的方法及设备

权利要求书

1.一种金属熔炼过程晶粒细化的方法，其特征在于，包括如下步骤：

备料加料：准备固相材料，对所述固相材料进行预热，将预热好的所述固相材料投入熔炉（1）；

升温熔炼：对所述熔炉（1）进行阶梯式升温，以在达到第一设定温度时对所述熔炉（1）中的融合物进行搅拌，并在达到第二设定温度时对融合物进行检验以及成分调整；

精炼与扒渣：向所述熔炉（1）中投入精炼剂，待造精炼完成后将废渣清出；

调温振动成核：将所述熔炉（1）内的温度降低至第三设定温度，使得所述熔炉（1）中的融合物处于半凝固状态，并利用搅拌振动单元对所述熔炉（1）中的融合物进行振动搅拌。

2.根据权利要求1所述的金属熔炼过程晶粒细化的方法，其特征在于：固相材料包括高纯度金属锭以及中间合金；阶梯式升温中每一阶段的加热温度与熔炉（1）的炉膛温度的温度差值为100至200℃。

3.一种金属熔炼过程晶粒细化的设备，其特征在于：包括箱体（2）以及权利要求1至2中任一项所述熔炉（1）和所述搅拌振动单元；所述熔炉（1）和所述搅拌振动单元均容置于所述箱体（2）中，所述熔炉（1）的熔炉端口（11）与所述箱体（2）的箱体端口（21）之间设有万向连接装置（3），所述熔炉端口（11）能够经由所述万向连接装置（3）与所述箱体端口（21）连接；所述搅拌振动单元包括电磁搅拌单元（4）和超声振动单元（5），所述电磁搅拌单元（4）和所述超声振动单元（5）均设于所述熔炉（1）的底部。

4.根据权利要求3所述的金属熔炼过程晶粒细化的设备，其特征在于：所述万向连接装置（3）包括第一承接环（31）和第二承接环（32），所述第一承接环（31）上设有相对设置的一对第一转轴（33），该对第一转轴（33）中的两个轴体的轴线方向一致，为第一轴向，以使得所述第一承接环（31）能够绕所述第一轴向转动；所述第二承接环（32）上设有相对设置的一对第二转轴（34），该对第二转轴（34）中的两个轴体的轴线方向一致，为第二轴向，以使得所述第二承接环（32）能够绕所述第二轴向转动，且所述第一轴向与所述第二轴向垂直。

5.根据权利要求4所述的金属熔炼过程晶粒细化的设备，其特征在于，所述第二承接环（32）上形成有承接面，所述熔炉端口（11）处形成有凸缘结构，所述熔炉（1）能够经由所述凸缘结构与所述承接面的配合挂接在所述第二承接环（32）上。

6.根据权利要求5所述的金属熔炼过程晶粒细化的设备，其特征在于：所述电磁搅拌单元（4）包括电磁发生板（41），所述电磁发生板（41）与所述熔炉（1）之间设有振动间隙，且所述电磁发生板（41）的中部设有通孔结构（411）。

7.根据权利要求6所述的金属熔炼过程晶粒细化的设备，其特征在于：所述熔炉（1）的底部设有受振柱（12），所述受振柱（12）能够穿过所述通孔结构（411）并与所述超声振动单元（5）连接。

8.根据权利要求7所述的金属熔炼过程晶粒细化的设备，其特征在于：所述超声振动单元（5）包括第一振动器组和第二振动器组，所述第一振动器组包括一对相对设置的第一方向振动器（51），所述第一方向振动器（51）的振动方向与所述第一轴向平行；所述第二振动器组包括一对相对设置的第二方向振动器（52），所述第二方向振动器（52）的振动方向与所述第二轴向平行。

9.根据权利要求8所述的金属熔炼过程晶粒细化的设备，其特征在于：所述超声振动单元（5）设置为所述第一振动器组和所述第二振动器组中的一组处于工作状态时，另一组处于非工作状态。

10.根据权利要求9所述的金属熔炼过程晶粒细化的设备，其特征在于：还包括控制单元（6）、加热器（7）和电源（8），所述控制单元（6）、所述加热器（7）、所述电磁发生板（41）、所述第一方向振动器（51）以及所述第二方向振动器（52）均与所述电源（8）连接；且所述加热器（7）、所述电磁发生板（41）、所述第一方向振动器（51）以及所述第二方向振动器（52）还与所述控制单元（6）电连接。