用于过共晶铝硅合金的连铸装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于金属材料制备应用技术领域，具体公开了用于过共晶铝硅合金的连铸装置，由熔池组件，及与熔池组件相配合使用的电磁搅拌组件组成。本实用新型专利技术的有益效果在于：粉状或粒状变质剂产生大量的“异质”形核质点，作为初生硅的结晶的“核心”，提高初生硅的有效形核率，细化初生硅，改变初生硅的形貌，细化了初晶硅组织，减小变质剂用量，降低了成本；电磁搅拌器和气流搅动合金熔体，促进变质剂快速弥散强化的同时，可促进合金熔体温度场和成分场也更加均匀；与喷粉装置连接喷粉管的设置避免电磁场的趋肤效应的影响，电磁场的分布更加均匀，合金熔体温度场和成分场更加均匀，对过共晶铝硅合金熔体进行处理，有利于获得高品质的过共晶铝硅合金坯料。

【技术实现步骤摘要】
用于过共晶铝硅合金的连铸装置
本技术属于金属材料制备应用
，具体涉及用于过共晶铝硅合金的连铸装置。
技术介绍
A390过共晶铝硅合晶坯料由于具有轻质、高强、高耐磨、高耐热性及较低的热膨胀性等优点，通常用来制造汽车发送机活塞、转子、斜盘等关键部件。相比于常规铸件，不但比普通铸铁件轻，而且通过硅的球墨化消除了组织偏析，并通过固溶处理得到均匀的组织和细小的晶粒，能显著提高合金的力学性能和热工艺性能，被广泛应用于汽车行业，特别是汽车轻量化何新能源汽车的应用中。在普通铸造下，初生硅一般都比较粗大，呈板片状、针状和其她复杂形貌且棱角锋利，严重割裂基体，这样降低了过共晶铝硅合金的力学性能和切削加工性能，尤其是塑形显著降低。因此改善初生硅的形态和分布，细化初生硅的尺寸，减小其对基体性能的削弱作用，对于提高过共晶铝硅合金的综合性能具有非常重要的意义。加入了过饱和的硅后，再凝固过程中初晶硅形态对高硅铝合金性能具有重要影响，其形核长大机制、形态演化机制一直是高硅铝合金的主要研究方向之一。目前，用于高硅铝合金中初晶硅的缺陷控制主要制备方法包括:变质剂处理、半固态搅拌、快速凝固、电脉冲处理。在工艺制粉过程中，通过设备的优化来改善初晶硅形貌的方法，但目前要完全实现控制初晶硅形态并使之球化，使用现有工艺较为困难。由于A390铝合金工艺条件下加入硅粉后制备的工艺特点，不可避免的会带来夹杂，该缺陷是影响最终产品寿命的主要因素，以前的研究表明，按现在的铝合金合金制备工艺，完全消除夹杂是非常困难的，但可以通过控制工艺参数减少夹杂的数量。A390铝合金的夹杂物主要包括金属夹杂和氧化夹杂，金属夹杂主要来自于母合金熔炼过程中引入的颗粒，氧化瓷夹杂经常是Al，Mg，Ca等的氧化物。他们来自于母合金电渣熔炼过程中的熔渣，加工过程中加入硅粉过程中的不小心进入的空气和粉尘杂质产物，A390过饱和铝合金合金中夹杂缺陷的数量和尺寸是影响最终产品使用安全性和可靠性的重要因素。我国在高纯A390过饱和铝合金合金中研制方面与美国和日本等汽车工业强国相比，仍存在巨大差距。无论是从高纯A390过饱和铝合金合金的制备还是对于汽车零部件产业的应用都受制于人。特别是针对新能源汽车对新一代轻量化高强高耐磨特性的铝合金应用的大背景下，该方面的研究仍处于起步阶段，因此开展A390过饱和铝合金合金中夹杂的形成及其控制研究方面的工作，变得十分有意义。众所周之，所有的物质都具有磁性。磁性的产生源于电子的轨道和自旋运动及电子之间的交互作用。按照物质对磁场的表现行为，它们可以分为五类：抗磁性、顺磁性、铁磁性、反铁磁性和亚铁磁性。其中，铁磁性和亚铁磁性材料通常被认为是磁性材料，而其它三种由于磁性很弱被称为非磁性材料。在超导磁铁技术成熟之前，普遍应用于电磁材料制备的是普通直流磁场。由于磁场强度低，它对材料的影响主要集中在磁性材料上，而对非磁性材料，也仅限于对材料的宏观作用(如Lorentz力)。上世纪80年代，随着低温超导技术的日趋成熟，超导直流强磁场的广泛应用成为可能，这极大的推动了EPM的发展。不同于普通直流磁场的宏观作用力，强磁场能够将高强度的能量无接触地传递并作用于物质的微观范围内，如改变原子的排列、匹配和迁移等行为，从而对材料的组织和性能产生重要的影响。强磁场的诞生，使EPM在非磁性材料方面的发展产生了革命性的变化。它使得非磁性材料在普通直流磁场下受到的一般可忽略的磁化力得到极大加强，从而能够对非磁性材料的组织结构产生重大影响。磁化力一般分为两种，一种是使物质旋转到磁场某一方向的“取向”磁化力(类似于指南针指向北极)，另外一种是吸引铁磁性和顺磁性物质或排斥抗磁性物质的“梯度”磁化力。前者主要应用于晶体排列，而后者则主要应用于磁分离、磁悬浮和材料磁化率的测量上。强磁场已经广泛应用于各种材料电磁过程中，如合金的凝固、相变、气相沉积、电沉积和电磁流铸等，并已经逐渐发展成为一个新的科学分枝，称为“强磁场材料科学”。金属合金在从液相线冷却到“糊状区”时，初生的晶体会被液态介质所包围，这意味着此时如果施加一外力，它们的析出行为很容易被改变。在施加磁场的合金凝固过程中，会诱发出作用于初生晶体上的磁化力，从而对合金的铸态组织产生一定影响，其影响主要表现在晶体取向的改变和迁移上。因此，基于上述问题，本技术提用于过共晶铝硅合金的连铸装置。
技术实现思路
技术目的：本技术的目的是提供用于过共晶铝硅合金的连铸装置，其设计结构合理，细化了初晶硅组织，减小变质剂用量，降低了成本。技术方案：本技术的一方面提供用于过共晶铝硅合金的连铸装置，由熔池组件，及与熔池组件相配合使用的电磁搅拌组件组成；所述熔池组件，包括外壳，及设置在外壳内的真空熔炉，及设置在真空熔炉内壁的旋转电磁搅拌中空壳体，及设置在旋转电磁搅拌中空壳体内的带电线圈，及设置在外壳底部的溶液导管；所述电磁搅拌组件，包括与溶液导管连接的过渡熔池，及设置在过渡熔池底部的若干个L形溶液输料管，及分别设置在若干个L形溶液输料管上的中空外壳，及设置在中空外壳内的中空内壳，及设置在中空外壳上的冷气进口、冷气出口，及从上至下依次设置在中空外壳、中空内壳之间的辅助带电线圈、若干个回形磁体和若干个螺旋磁体；所述真空熔炉外接喷粉管、通氮气保护导管，其中，喷粉管用于加硅粉。本技术方案的，所述溶液导管的长度尺寸为5cm-10cm；所述若干个回形磁体设置四个或六个；所述若干个螺旋磁体设置四个或六个。本技术方案的，所述用于过共晶铝硅合金的连铸装置，还包括设置在外壳顶端的定位座，及设置在定位座一面的竖外螺纹调节杆，及通过一组锁紧螺母固定在竖外螺纹调节杆上的横超声波检测探头安装板，及设置在横超声波检测探头安装板一端内的超声波检测探头，其中，超声波检测探头与超声波检测仪连接，用于检测真空熔炉内部熔炼状态。与现有技术相比，本技术的用于过共晶铝硅合金的连铸装置及其制备方法的有益效果在于：1、粉状或粒状变质剂产生大量的“异质”形核质点，作为初生硅的结晶的“核心”，提高初生硅的有效形核率，细化初生硅，改变初生硅的形貌，细化了初晶硅组织，减小变质剂用量，降低了成本；2、电磁搅拌器和气流搅动合金熔体，促进变质剂快速弥散强化的同时，可促进合金熔体温度场和成分场也更加均匀；3、与喷粉装置连接喷粉管的设置避免电磁场的趋肤效应的影响，电磁场的分布更加均匀，合金熔体温度场和成分场更加均匀，对过共晶铝硅合金熔体进行处理，有利于获得高品质的过共晶铝硅合金坯料。附图说明图1是本技术的用于过共晶铝硅合金的连铸装置的结构示意图；图2是本技术的用于过共晶铝硅合金的连铸装置过渡熔池、若干个L形溶液输料管的侧视部分结构示意图；图3和图4是本技术的用于过共晶铝硅合金的连铸装置的定位座、竖外螺纹调节杆、一组锁紧螺母、横超声波检测探头安装板、超声波检测探头的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本技术。实施例如图1、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于过共晶铝硅合金的连铸装置，其特征在于：由熔池组件，及与熔池组件相配合使用的电磁搅拌组件组成；所述熔池组件，包括外壳(1)，及设置在外壳(1)内的真空熔炉(2)，及设置在真空熔炉(2)内壁的旋转电磁搅拌中空壳体(3)，及设置在旋转电磁搅拌中空壳体(3)内的带电线圈(4)，及设置在外壳(1)底部的溶液导管(7)；所述电磁搅拌组件，包括与溶液导管(7)连接的过渡熔池(8)，及设置在过渡熔池(8)底部的若干个L形溶液输料管(9)，及分别设置在若干个L形溶液输料管(9)上的中空外壳(10)，及设置在中空外壳(10)内的中空内壳(21)，及设置在中空外壳(10)上的冷气进口(11)、冷气出口(12)，及从上至下依次设置在中空外壳(10)、中空内壳(21)之间的辅助带电线圈(13)、若干个回形磁体(14)和若干个螺旋磁体(15)；所述真空熔炉(2)外接喷粉管(5)、通氮气保护导管(6)，其中，喷粉管(5)用于加硅粉。/n

【技术特征摘要】
1.用于过共晶铝硅合金的连铸装置，其特征在于：由熔池组件，及与熔池组件相配合使用的电磁搅拌组件组成；所述熔池组件，包括外壳(1)，及设置在外壳(1)内的真空熔炉(2)，及设置在真空熔炉(2)内壁的旋转电磁搅拌中空壳体(3)，及设置在旋转电磁搅拌中空壳体(3)内的带电线圈(4)，及设置在外壳(1)底部的溶液导管(7)；所述电磁搅拌组件，包括与溶液导管(7)连接的过渡熔池(8)，及设置在过渡熔池(8)底部的若干个L形溶液输料管(9)，及分别设置在若干个L形溶液输料管(9)上的中空外壳(10)，及设置在中空外壳(10)内的中空内壳(21)，及设置在中空外壳(10)上的冷气进口(11)、冷气出口(12)，及从上至下依次设置在中空外壳(10)、中空内壳(21)之间的辅助带电线圈(13)、若干个回形磁体(14)和若干个螺旋磁体(15)；所述真空熔炉(2)外...

【专利技术属性】
技术研发人员：王富，朱鑫涛，赵宝解，
申请(专利权)人：泰州市金鹰精密铸造有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32