一种镁合金变频超声半连续铸造方法技术

本发明专利技术属于轻合金加工领域，具体涉及一种镁合金变频超声半连续铸造方法。该方法包括如下步骤：合金熔炼、熔体输送、超声处理下凝固成型，在半连续铸造过程中引入频率极速实时变化的超声场处理镁合金熔体，实现对金属熔体谐振频率的准实时跟踪，使整个半连续铸造过程中的液穴熔体持续处于超声谐振处理之下，实现镁合金熔体凝固过程的超声连续高效处理。本发明专利技术在镁合金半连续铸造过程中将超声辐射杆伸入镁合金熔体，使变频超声场引起的空化效应及声流效应直接作用于正在凝固的镁合金熔体。本发明专利技术可显著改变镁合金凝固行为，细化组织，提高锭坯凝固组织的均匀性，提高镁合金坯锭的力学性能，显著降低坯锭铸造缺陷，极大改善镁合金锭坯的质量。

Magnesium alloy frequency conversion ultrasonic semi continuous casting method

The invention belongs to the field of light alloy processing, in particular to a magnesium alloy frequency conversion ultrasonic semi continuous casting method. The method comprises the following steps: melting, melt conveying, ultrasonic treatment under the solidification, in the semi continuous casting process of magnesium alloy melt ultrasonic field real-time changes introduced in the process of frequency speed, achieve real-time tracking of the molten metal of the resonant frequency, the semi continuous casting of liquid hole melt process of continuous ultrasonic processing at under the ultrasound solidification process of magnesium alloy for efficient processing. In the process of semi continuous casting of magnesium alloy, the ultrasonic radiation rod is extended into the magnesium alloy melt, and the cavitation effect and the acoustic flow effect caused by the frequency conversion ultrasonic field are directly acted on the solidified magnesium alloy melt. The invention can significantly change the solidification behavior of magnesium alloy, microstructure refinement, improve the uniformity of ingot solidification, improve the mechanical properties of magnesium alloy billets, significantly reduce billet casting defects, greatly improving the quality of magnesium alloy ingot.

【技术实现步骤摘要】
一种镁合金变频超声半连续铸造方法
本专利技术属于轻合金加工领域，具体涉及一种镁合金变频超声半连续铸造方法。技术背景镁合金有密度轻，比强度、比刚度高，电磁屏蔽性好，阻尼性能好等优点，使其广泛应用在交通运输、航空航天、国防科技和3C电子等多个领域，被誉为“21世纪的绿色工程材料”。半连铸铸造是目前镁合金锭坯的主要生产方式，其基本原理是将镁合金熔体引入由循环水冷却的结晶器中，当镁合金熔体凝固成坯壳后，用引锭装置将其拉出，继续喷水冷却直到形成铸锭。半连续铸造具有生产率高，铸造成本低，操作简单等优点。然而，在半连续铸造过程中，由于镁合金低热熔、低融化热、低导热能力等特点，使其凝固散热困难，凝固边界与熔体中心温度差异大，从而造成凝固组织组织晶粒粗大，枝晶发达，组织不均，溶质元素宏观偏析严重等缺点。同时，由于镁合金易燃，大凝固收缩比及高的氢溶解度等特点，易导致铸锭铸造应力大，组织疏松严重。因此，设法生产细晶、均匀、纯净的镁合金锭坯是镁合金加工领域追求的目标。近年来，在半连续铸造过程中施加外场改变合金凝固行为的技术得到飞速发展。其中，以在半连续铸造过程中施加电磁场和超声场为主，东北大学开发了轻合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种镁合金变频超声半连续铸造方法，其包括如下步骤：合金熔炼、熔体输送、超声处理下铸造成型，其特征在于：在半连续铸造过程中引入频率实时极速变化的超声场处理镁合金熔体，使全体镁合金熔体均处于连续变频率超声场处理之下。

【技术特征摘要】
1.一种镁合金变频超声半连续铸造方法，其包括如下步骤：合金熔炼、熔体输送、超声处理下铸造成型，其特征在于：在半连续铸造过程中引入频率实时极速变化的超声场处理镁合金熔体，使全体镁合金熔体均处于连续变频率超声场处理之下。2.根据权利要求1所述的镁合金变频超声半连续铸造方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、对合金进行配料，在熔炼炉中进行合金的熔化与精炼，然后进行保温静置，调整温度；步骤二、为了防止热量散失影响凝固过程，对半连续铸造机的中间包、溜槽和超声辐射杆进行预热；步骤三、将引锭杆伸入结晶器中，打开结晶器中的冷却水；镁合金熔体先导入中间包、再导入结晶器，把经过精炼和静置并达到设定温度的镁合金熔体经由导液管导入中间包，并通过流量控制口控制中间包中的液面高度；然后打开中间包浇嘴通道，使镁合金熔体流入结晶器，并通过浇嘴处的流量控制头控制结晶器内液面高度；步骤四、开启铸造机设定的铸造速度进行铸造，打开变频超声系统，待结晶器内液面稳定后将经过预热的超声辐射杆插入结晶器中液面以下，并通过超声控制软件调节超声频率及功率，锭坯通过引锭杆拉出直至铸造结束。3.根据权利要求2所述的镁合金变频超声半连续铸造方法，其特征在于：变频超声系统提供的超声基本频率为15kHz～25kHz，频率变化范围为±2，超声频率变化速率范围为20～500次/秒，超声功率范围为0.5～6kW。4.根据权利要求2所述的镁合金变频超声半连续铸造方法，其特征在于：铸造坯锭直径50～500mm，铸造速度范围20～300mm/min，根据坯锭牌号和规格进行调整；中间包中的熔体温度控制在高于液相线温度50～100℃，对于AZ系镁合金其温度高于液相线50～80℃；对于ZK系或其他含稀土类镁合金其温度高于液相线80～100℃。5.根据权利要求2所述的镁合金变频超声半连续铸造方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：乐启炽，陈星瑞，廖启宇，宝磊，王彤，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21