The invention provides a method for realizing metal solidification microstructure refinement by combining magnetic field with vibration, belonging to the technical field of metal solidification control. In the solidification process of metal melt, high-frequency and micro-amplitude vibration of molten metal together with the casting mold is produced. At the same time, electromagnetic stirring is applied to the metal melt. The combination of high-frequency vibration and electromagnetic stirring makes the solidification structure of metal including grain and precipitated phase refined, which is conducive to improving the comprehensive properties of metal castings. The remarkable advantage of the invention is that the metal refining effect is remarkable than that of single electromagnetic stirring and single vibration, and the metal is not polluted, so it is suitable for refining solidified microstructure of various metal melts.
【技术实现步骤摘要】
一种磁场与振动复合作用细化金属凝固组织的方法
本专利技术涉及金属凝固领域,特别涉及到一种利用磁场与机械振动复合作用细化金属凝固组织的方法。
技术介绍
金属材料的凝固组织控制是改善材料性能的重要手段,特别是材料的凝固细晶技术近年来广泛受到关注,被视为提高材料性能的主要手段之一,我国提出的超级钢发展规划也将晶粒细化作为实现超级钢制备的一条重要实现途径;针对凝固细晶的技术目前已有很多,传统的方法包括:快速凝固法、化学孕育法及外场控制法等;快速凝固法受冷却强度限制及凝固缺陷控制等因素的需要,很难实现大批量金属无缺陷凝固;化学孕育法是向熔体内加入孕育剂促进形核实现晶粒细化,但化学孕育法会给金属熔体带来一定程度的污染,而且孕育颗粒会影响材料的二次组织,降低材料的性能。现有技术中,对熔体施加电磁场、超声场以及电场都已有研究,这几种外场作用存在的共同问题是不能使金属凝固组织中的金属晶粒和晶粒间析出物同时细化;凝固过程电磁搅拌技术可以减少柱状晶区而增大等轴晶区,同时具有细化晶粒的效果,其不足是细化晶粒的效果不太明显,且单一电磁搅拌没有对晶间析出物的细化作用;超声场对凝固细晶也有明显的作用,其显著不足时超声场在熔体内的衰减严重,是材料的凝固组织不均匀,且变幅杆会污染金属;凝固过程施加电场,当电场较弱时,效果不明显,而当电场较强时会带来安全威胁,并且消耗太多的电能。因此,在金属熔体凝固过程单一的施加电磁场、超声场以及电场都存在晶粒细化效果较弱的问题,目前还没有可以直接通过凝固控制将晶粒细化到十个微米或几个微米尺度的技术,而单靠增加外场强度的方法又会带来能耗过高、操作安全等问题, ...
【技术保护点】
1.一种磁场与振动复合作用细化金属凝固组织的方法,其特征在于:在金属熔体的凝固过程中,对金属熔体同时施加电磁搅拌和振动,使金属凝固组织在磁场与振动复合作用下细化,直至金属完全凝固。
【技术特征摘要】
1.一种磁场与振动复合作用细化金属凝固组织的方法,其特征在于:在金属熔体的凝固过程中,对金属熔体同时施加电磁搅拌和振动,使金属凝固组织在磁场与振动复合作用下细化,直至金属完全凝固。2.如权利要求1所述的磁场与振动复合作用细化金属凝固组织的方法,其特征在于:所述振动由支撑平台(1)、振动装置(3)、高频电机(4)提供,所述振动装置(3)通过柔性装置(2)连接在支撑平台(1)上部,振动装置(3)由高频电机(4)驱动,铸模(6)直接放在振动装置(3)上面;铸模(6)外侧安装电磁搅拌线圈(5),电磁搅拌的磁场由电磁搅拌线圈(5)提供;铸模(6)连同里面的金属熔体(7)随振动装置(3)一起振动,金属熔体(7)同时在电磁搅拌的作用下运动。3.如权利要求1所述的磁场与振动复合作用细化金属凝固组织的方法,其特征在于:电磁搅拌使熔体运动...
【专利技术属性】
技术研发人员:王宏明,马鸣远,李桂荣,王旋,
申请(专利权)人:江苏大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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