在铸造期间的模具拐角加热制造技术

系统和方法可在铸造(例如，锭、坯或板坯的铸造)期间利用磁转子来加热在模具的拐角区域中的熔融金属。所述磁转子被定位成与所述模具的所述拐角相邻并且加热在所述拐角区域中的所述熔融金属，以升高与所述拐角相邻的所述熔融金属的温度。在所述模具拐角中的所述熔融金属的所述升高的温度可防止在所述熔融金属中形成金属间化合物或以其他方式减少这种形成。形成金属间化合物或以其他方式减少这种形成。形成金属间化合物或以其他方式减少这种形成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在铸造期间的模具拐角加热
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2020年3月20日提交的名称为“MOLD CORNER HEATING DURING CASTING”的美国临时申请号62/992,610的权益和优先权，该申请全文以引用方式并入本文以用于所有目的。


[0003]本公开总体上涉及冶金学，并且更具体地涉及在铸造期间的改善的模具拐角加热。

技术介绍

[0004]在金属铸造过程中，将熔融金属传递到模具型腔中。对于一些类型的铸造，使用具有假底或活底的模具型腔。当熔融金属通常从顶部进入模具型腔时，假底以与熔融金属的流率相关的速率降低。在侧面附近凝固的熔融金属可用于将液态金属和部分液态金属保留在熔融池中。金属可以是99.9％固体(例如，完全固体)、100％液体以及其间的任何值。由于熔融金属冷却时固体区域的厚度增加，因此熔融池可呈V形、U形或W形。固体金属和液体金属之间的界面有时被称为凝固界面。
[0005]在直冷铸造中，当金属随着模具型腔的假底降低而凝固成金属锭时，使用水或其他冷却剂来冷却熔融金属。冷却剂可在熔融金属中产生温度梯度，其中在模具壁附近的熔融金属具有比在模具的中心附近的熔融金属更低的温度。在模具壁附近的较冷熔融金属可在凝固金属中形成微观结构，这些微观结构可留在得到的金属锭中。这些微观结构可导致锭中的缺陷，例如当金属锭被轧制时。从金属锭去除这些缺陷可能会造成时间和材料的损失。

技术实现思路

[0006]术语实施方案和类似术语旨在广义地指代本公开和所附权利要求的所有主题。包含这些术语的陈述不应被理解为限制本文描述的主题，或限制所附权利要求的含义或范围。本文中覆盖的本公开的实施方案由所附权利要求而非本
技术实现思路
限定。本
技术实现思路
是本公开的各方面的高度概述，并且介绍了在下面的具体实施方式部分中进一步描述的一些概念。本
技术实现思路
并不意图确认所要求保护的主题的关键特征或本质特征，也不意图用来孤立地确定所要求保护的主题的范围。应当通过参考本公开的整个说明书、任何或所有附图以及每项权利要求的适当部分来理解本主题。
[0007]本文中的某些示例提出了用于在模具中的熔融金属中产生热以防止或减少在熔融金属中形成金属间化合物的系统和方法。各种示例利用具有由多个侧壁形成的开口以接收并容纳熔融金属的模具。一个或多个磁转子可在通过两个或更多个侧壁的会合而形成的拐角区域中定位在模具上方。两个或更多个侧壁可会合并形成具有半径的弯曲拐角。在一些情况下，磁转子可具有允许磁转子定位在模具的拐角半径附近的半径。例如，磁转子的曲
率可匹配在模具的拐角半径处的曲率。磁转子可通过在熔融金属中引发变化的磁场来在熔融金属中产生热。在熔融金属中引发变化的磁场可在熔融金属中产生流动和电流(例如，涡电流)以加热熔融金属。一个或多个磁转子可被配置为将拐角区域中的熔融金属的熔融金属加热至高于其就可形成金属间化合物的温度(例如，对于3104合金是高于515摄氏度或对于其他合金是类似地期望的温度，以避免形成熔融的金属间化合物)。定位在模具的拐角半径附近的磁转子可将熔融金属的加热局限于在拐角半径处与模具壁直接相邻的区域(例如，在从拐角半径的内面延伸至距拐角半径的内面大约50mm的区域中)。磁转子可定位并以其他方式配置为使得局限性加热对在模具的中心处或附近或者远离模具的拐角的熔融金属影响很小或没有影响。温度升高至高于可形成金属间化合物的温度可防止或以其他方式减少在熔融金属中(例如，在与拐角半径相邻的区域中)形成金属间化合物。
[0008]在各种示例中，提供了一种设备。该设备可包括模具和磁转子。该模具可具有限定用于接纳熔融金属的开口的模具壁。模具壁可相交以至少部分地限定开口的拐角区域。当熔融金属在开口内时，磁转子可在熔融金属上方的一定高度处定位成与拐角区域相邻。磁转子可加热并在拐角区域内的熔融金属中引起温度升高至足以防止或以其他方式减少在拐角区域处的熔融金属中形成金属间化合物。
[0009]在各种示例中，提供了一种系统。该系统可包括模具、马达和磁源。该模具可具有限定开口的两个或更多个侧壁，该开口用于接纳熔融金属。两个或更多个侧壁还可限定拐角区域。马达可与驱动轴耦合并且定位在熔融金属上方并与拐角区域相邻。马达可使驱动轴旋转。磁源可与驱动轴耦合并被配置为在旋转时引起与拐角区域相邻的熔融金属的加热。
[0010]在各种示例中，提供了一种方法。该方法可包括将熔融金属沉积到由两个或更多个模具壁限定的模具开口中，该两个或更多个模具壁还可限定至少一个拐角区域。可通过操作定位成与拐角区域相邻并在熔融金属上方的至少一个磁转子来在与拐角区域相邻的熔融金属中产生热。可在与拐角区域相邻的熔融金属中引起温度升高至足以防止或以其他方式减少在熔融金属中形成金属间化合物。温度升高可至少由通过操作至少一个磁转子产生的热引起。
[0011]其他目的和优点将从以下非限制性示例的详细描述中变得显而易见。
附图说明
[0012]说明书参考以下附图，其中在不同附图中使用相同的附图标记旨在示出相同或相似的部件。
[0013]图1是根据各种实施方案的包括模具的金属铸造系统的局部剖视图，其中磁转子处于竖直取向。
[0014]图2是没有磁转子的已知金属铸造系统的顶视图。
[0015]图3是使用图2的没有磁转子的已知金属铸造系统形成的金属锭的顶视图。
[0016]图4是图3的金属锭在已经对锭执行处理技术之后的顶视图。
[0017]图5是图4的金属锭在已经对锭执行轧制技术之后的顶视图。
[0018]图6是根据各种实施方案的图1的模具和磁转子的顶视图。
[0019]图7是根据各种实施方案的使用图1的金属铸造系统形成的金属锭在已经对锭执
行轧制技术之后的顶视图。
[0020]图8A至图8C是根据各种实施方案的示出图1的模具中的熔融金属的轮廓的曲线图。
[0021]图9是根据各种实施方案的使用图1的金属铸造系统加热熔融金属的过程的流程图。
具体实施方式
[0022]以下示例将用于进一步说明本专利技术，然而同时不构成对本专利技术的任何限制。相反，应清楚地理解，可采取本专利技术的各种实施方案、修改和等效物，在不脱离本专利技术的精神的情况下，本领域技术人员在阅读本文的说明书之后可想到这些实施方案、修改和等效物。
[0023]在本说明书中，参考由AA编号和其他相关名称(诸如“系列”)标识的合金。要了解最常用于命名和标识铝及其合金的编号命名系统，参见由铝业协会发布的“International Alloy Designations and Chemical Composition Limits for Wrought Aluminum and Wrought Aluminum Alloys”或“Registration Record of Aluminum Association Alloy Designations and Chemical Compositions Limi本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种设备，所述设备包括：模具，所述模具包括限定用于接纳熔融金属的开口的模具壁，其中所述模具壁的相交部至少部分地限定所述开口的拐角区域；磁转子，所述磁转子与所述拐角区域相邻，其中所述磁转子：被定向为使一个或多个永磁体绕旋转轴线旋转，所述旋转轴线垂直于所述模具的顶面，当所述熔融金属位于由所述模具限定的所述开口内时，定位在所述熔融金属上方的高度处，并且被配置为在所述拐角区域内的所述熔融金属中感生电流，以将所述拐角区域内的所述熔融金属加热到抑制金属间化合物的形成的温度。2.如权利要求1所述的设备，其中所述磁转子是第一磁转子，所述拐角区域是第一拐角区域，所述高度是第一高度，并且所述设备还包括在所述熔融金属上方的第二高度处的与第二拐角区域相邻的第二磁转子。3.如权利要求1所述的设备，其中所述模具壁的所述相交部限定修圆内面，并且所述拐角区域内的所述熔融金属的加热局限于所述修圆内面与距所述修圆内面50mm之间的区域。4.如权利要求1至3中任一项所述的设备，其中所述磁转子具有圆形横截面，所述圆形横截面具有第一半径，并且所述模具壁的所述相交部具有内面，所述内面具有大于或等于所述第一半径的第二半径。5.如权利要求1至3中任一项所述的设备，其中所述磁转子能够操作以使一个或多个永磁体绕旋转轴线以在100转/分钟(RPM)至400RPM范围内的速度旋转。6.如权利要求5所述的设备，其中所述磁转子能够操作以使一个或多个永磁体绕旋转轴线以180RPM的速度旋转。7.如权利要求1至3中任一项所述的设备，其中所述熔融金属的加热限制于所述拐角区域并且不加热在所述模具的中心附近的所述熔融金属。8....

【专利技术属性】
技术研发人员：B，
申请(专利权)人：诺维尔里斯公司，
类型：发明
国别省市：