一种复合式铝合金熔体净化装置及基于该装置的净化方法，属于铝合金熔体质量净化领域。本发明专利技术是为了解决现有铝合金熔体净化效果不佳，净化效率低和污染环境等缺点。它包括净化气瓶、直线导杆、支架、丝杠、电气控制柜、数据传输线、三相异步电机、浮动平台、功率超声工具杆、导气管、垫圈、功率超声发射体、坩埚。工作过程如下：打开净化气瓶的出气开关，使功率超声工具杆中导气管通入净化气体；同时启动功率超声发射体；通过三相异步电机使浮动平台产生向下位移，带动功率超声工具杆进入到坩埚中；在熔体中作用一段时间后，由电气控制柜控制浮动平台带动功率超声工具杆复位，之后切断净化气瓶的出气开关。本发明专利技术适用于对铝合金熔体快速净化处理。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及的是铝合金熔体质量净化领域，具体涉及一种基于单管吹气法及功率 超声的复合式铝合金熔体净化方法。
技术介绍
铝合金铸件有着极其广泛的应用，在国防等重要的应用领域对铝合金铸件的综合 性能要求也是越来越高。然而，铝合金在熔炼的过程中，极易产生吸气(主要为氢气)和氧化 夹杂物，气孔和氧化夹杂物这都直接或者间接的影响着铝合金铸件的组织性能，是铝合金 铸件在使用过程中产生应力集中或者产生裂纹源主要原因，这给铝合金铸件的可靠性带来 极大的危害。铝合金熔体的质量对铝合金铸件的组织和性能都有着重要的影响，铝合金的 净化处理是提高铝合金铸件质量的重要环节。 熔体净化是指利用物理或化学原理的工艺方法尽量除去液态合金中的有害气体、 夹渣过程。吹气净化法是指净化气体在熔体中形成无氢气的净化气泡，在分压差作用下使 熔体中的氢进入净化气泡，气泡不断长大并上浮，逸出熔体表面同时使氧化夹杂物上浮至 熔体表面的净化技术，单管吹气法是吹气净化法的一种，由于设备简单操作方便，目前在工 厂实际应用非常广泛。功率超声净化属于非吸附净化的一种，在熔体上的高速确定方向的 往复振动，超声波的导入会引起无数显微空穴的产生，熔体中气体原子复合显微空穴成为 微气泡，气泡上浮进而逸出熔体，使气体和夹杂物从熔体中分离的净化方法。吸附净化法已 较成熟，能适应企业大规模熔体处理要求，但还存在净化作用单一，净化效率低和污染环境 等缺点，非吸附净化法可实现绿色、高效净化，但处理大容量能力有限，而且设备复杂是主 要限制因素。因此，为获得高质量铝合金构件，有必要研究并采用先进的铝熔体净化处理方 法，去除铝液中的气体和夹杂物。兼具高效和工业大容量处理要求的铝合金熔体净化新技 术及装置是铝合金熔体净化处理急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有铝合金熔体除气效果不佳，存在的除气效率不高以及高能耗 的问题，提出了一种利用单管吹气法和功率超声复合式的铝合金熔体净化处理装置以及基 于该装置的除气方法。 -种复合式铝合金熔体净化装置及基于该装置的净化方法，它包括净化气瓶、净 化气体输出软管、直线导杆、上支架、右支架、下支架、左支架、丝杠、电气控制柜、第一数据 传输线、第二数据传输线、三相异步电机、三相异步电机的输出轴、浮动平台、功率超声工具 杆、导气管、垫圈、功率超声发射体、坩埚。所述的电气控制柜通过第一数据传输线与功率超 声发射体电气连接。所述的浮动平台一端与直线导杆相连接，浮动平台另一端与丝杠。所 述的直线导杆和丝杠一端固定在上支架，另一端固定在下支架上。所述的丝杠与三相异步 电机的输出轴相连接。所述的三相异步电机通过第二数据传输线与电气控制柜电气连接。 所述的上支架、右支架、下支架、左支架之间均为刚性连接。 所述的电气控制柜通过第二数据传输线启动三相异步电机工作，并通过输出轴带 动丝杠和直线导杆运动使浮动平台产生向上或者向下的位移。 所述的上支架、右支架、下支架、左支架均为方管结构。 所述的净化气体输出软管与功率超声工具杆中的导气管是密封连接。 所述的功率超声发射体工作频率为20kHz，最大功率为2kW且功率在30%~100% 范围内连续可调。 所述的功率超声发射体内部结构为左右对称的，它包括法兰、辐射板、导磁体、导 向块、外壳、蝶形弹簧钢、激励线圈、线圈骨架、超磁伸缩棒、上永磁体、调节螺钉、下永磁体。 所述的功率超声发射体通过垫圈与功率超声工杆相连接，垫圈通过法兰固定在浮 动平台上。 包括以下步骤： 步骤一、打开净化气瓶的出气开关，使功率超声工具杆中导气管通入净化气体； 步骤二、电气控制柜发出控制信号，启动功率超声发射体，使功率超声工具杆产生超声 振动； 步骤三、电气控制柜发出控制信号，启动三相异步电机，使浮动平台产生向下位移，带 动功率超声工具杆进入到坩埚中； 步骤四、功率超声工具杆在铝合金熔体中作用一段时间后，由电气控制柜发出控制信 号，使浮动平台产生向上位移，带动功率超声工具杆复位，之后切断净化气瓶的出气开关， 完成除气工作。 有益效果：本专利技术通过对单管吹气和功率超声复合式净化关键技术进行研究，将 两种除气净化方法进行有效复合，联合净化，进而研究复合式除气净化的工艺参数。生产实 践证明，各种净化方法都有一定的局限性和优缺点，并且都有一种主要作用，但又兼有另一 种作用，所以采用一种工艺要同时有效除气和排杂是困难的。因此，除气净化的发展趋势是 从单一净化向复合净化发展，即集除气、排杂为一体的净化复合。与传统工艺比较，既体现 了二者复合式高效除气净化的优势，既避免了单管吹气因净化时间长而需要耗费大量氮气 或氩气和氯气的缺点，又体现了功率超声除气净化无排放无污染的优势，满足了现代航空 航天、信息产业、交通运载等高
对铝合金构件的高质量要求，又发挥了功率超声除 气净化的优点，满足环保要求，有效节约能源，改善环境，提高生产效率。【附图说明】 图1为【具体实施方式】一和【具体实施方式】八所述的一种复合式铝合金熔体净化装 置及基于该装置的净化方法示意图。 图2为功率超声发射体和单管吹气复合式探头结构示意图。【具体实施方式】【具体实施方式】一、结合图1说明本【具体实施方式】，本【具体实施方式】所述的一种复 合式铝合金熔体净化装置及基于该装置的净化方法，它包括净化气瓶1、净化气体输出软管 1-1、直线导杆2、上支架3、右支架3-1、下支架3-2、左支架3-3、丝杠4、电气控制柜5、第一 数据传输线5-1、第二数据传输线5-2、三相异步电机6、三相异步电机的输出轴6-1、浮动平 台7、功率超声工具杆8、导气管8-1、垫圈9、功率超声发射体10、坩埚11。所述的电气控制 柜5通过第一数据传输线5-1与功率超声发射体10电气连接。所述的浮动平台7 -端与 直线导杆2相连接，浮动平台7另一端与丝杠4。所述的直线导杆2和丝杠4 一端固定在上 支架3,另一端固定在下支架3-2上。所述的丝杠4与三相异步电机6的输出轴6-1相连 接。所述的三相异步电机6通过第二数据传输线5-2与电气控制柜5电气连接。所述的上 支架3、右支架3-1、下支架3-2、左支架3-3之间均为刚性连接。【具体实施方式】 二、本与一所述的一种复合式铝合金熔 体净化装置及基于该装置的净化方法的区别在于，所述的电气控制柜5通过第二数据传输 线6-2启动三相异步电机6工作，并通过输出轴6-1带动丝杠4和直线导杆2运动使浮动 平台7产生向上或者向下的位移。【具体实施方式】 三、本与一所述的铝合金熔体高效除气 装置及基于该装置的除气方法的区别在于，所述的上支架3、右支架3-1、下支架3-2、左支 架3-3均为方管结构。【具体实施方式】 四、本与一所述的一种复合式铝合金熔 体净化装置及基于该装置的净化方法的区别在于，所述的净化气体输出软管1-1与功率超 声工具杆8中的导气管8-1是密封连接。【具体实施方式】 五、本与一所述的一种复合式铝合金熔 体净化装置及基于该装置的净化方法的区别在于的区别在于，所述的功率超声发射体10 工作频率为20kHz，最大功率为2kW且功率在30%~100%范围内连续可调。【具体实施方式】 六、结合图2说明本，本与具体实施方 式一所述的的区别在于，所述的 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种复合式铝合金熔体净化装置及基于该装置的净化方法，其特征在于，它包括净化气瓶(1)、净化气体输出软管(1‑1)、直线导杆(2)、上支架(3)、右支架(3‑1)、下支架(3‑2)、左支架(3‑3)、丝杠(4)、电气控制柜(5)、第一数据传输线(5‑1)、第二数据传输线(5‑2)、三相异步电机(6)、三相异步电机的输出轴(6‑1)、浮动平台(7)、功率超声工具杆(8)、导气管(8‑1)、垫圈(9)、功率超声发射体(10)、坩埚(11)；所述的电气控制柜(5)通过第一数据传输线(5‑1)与功率超声发射体(10)电气连接；所述的浮动平台(7)一端与直线导杆(2)相连接，浮动平台(7)另一端与丝杠(4)；所述的直线导杆(2)和丝杠(4)一端固定在上支架(3)，另一端固定在下支架(3‑2)上；所述的丝杠(4)与三相异步电机(6)的输出轴(6‑1)相连接；所述的三相异步电机(6)通过第二数据传输线(5‑2)与电气控制柜(5)电气连接；所述的上支架(3)、右支架(3‑1)、下支架(3‑2)、左支架(3‑3)之间均为刚性连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：高桂丽，石德全，李大勇，潘健，许家勋，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23
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