一种超声波旋切辅助铸造装备制造技术

本发明专利技术公开了一种超声波旋切辅助铸造装备，涉及有色金属冶炼设备技术领域，包括超声波振动系统和与旋切机构，所述超声波振动系统位于所述旋切机构内部，所述超声波振动系统包括依次连接的超声换能器、变幅杆和辐射头，所述旋切机构包括驱动结构、传动结构和转子结构，所述驱动结构通过所述传动结构驱动所述转子结构转动。本发明专利技术的超声换能器产生超声振动，超声振动经过变幅杆放大，最终由超声辐射头传递至熔体中，旋切机构实现对熔体的剪切，本发明专利技术将旋切机构与超声波振动系统相结合，在超声波场和旋切机构的共同作用下，能够有效的对熔体除气、细化晶粒、均匀化添加剂和组织，且不会对熔体造成污染，实现高品质合金铸锭的制备。备。备。

【技术实现步骤摘要】
一种超声波旋切辅助铸造装备


[0001]本专利技术涉及有色金属冶炼设备
，特别是涉及一种超声波旋切辅助铸造装备。

技术介绍

[0002]熔炼和铸造是金属材料加工过程中十分重要的一环，铸件质量的好坏会影响产品的最终质量。而在合金的熔铸过程中，如铝合金的铸造过程中，常常会出现偏析、富集，含氢量高，晶粒粗大等一系列问题。所以在铸造过程中，引入超声波辅助铸造以降低熔体中的氢含量，同时利用超声波在熔体中的空化和声流效应来降低铸件晶粒尺寸。
[0003]但是，为了进一步细化晶粒尺寸，提高材料的综合力学性能，通常在铸造过程中加入少量添加剂如晶粒细化剂、纳米陶瓷颗粒等。为了降低添加剂的加入所引起的团聚现象，在添加剂加入后会进行搅拌。
[0004]但是，传统机械搅拌所引起的湍流并不能充分的使添加剂均匀分散。所以需要采取新的辅助铸造设备满足除气、细化晶粒和均匀化添加剂的目的。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种超声波旋切辅助铸造装备，将超声波振动系统和与旋切机构相结合，在超声波场和旋切机构的共同作用下，实现对熔体的除气、细化铸件晶粒、降低铸件中沉淀相的偏聚，还能够有效的均匀化添加剂，提升铸锭的品质。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0007]本专利技术提供了一种超声波旋切辅助铸造装备，包括超声波振动系统和与旋切机构，所述超声波振动系统位于所述旋切机构内部，所述超声波振动系统包括依次连接的超声换能器、变幅杆和辐射头，所述旋切机构包括驱动结构、传动结构和转子结构，所述驱动结构通过所述传动结构驱动所述转子结构转动。
[0008]优选的，所述变幅杆包括一级变幅杆和二级变幅杆，所述一级变幅杆的一端与所述超声换能器连接，所述一级变幅杆的另一端与所述二级变幅杆的一端连接，所述二级变幅杆的另一端与所述辐射头连接。
[0009]优选的，所述辐射头的材料为钛合金。
[0010]优选的，还包括支架，所述驱动结构固定在所述支架上，所述一级变幅杆设置有凸台，所述凸台通过法兰盘固定在所述支架上。
[0011]优选的，所述驱动结构为变速电机。
[0012]优选的，所述传动结构包括相互啮合的第一锥齿轮和第二锥齿轮，所述第一锥齿轮与所述驱动结构的动力输出端固定连接，所述第二锥齿轮与所述转子结构固定连接。
[0013]优选的，所述转子结构包括自上而下依次连接的传动筒、连接筒、转筒和旋切筒，所述第二锥齿轮固定在所述传动筒上，所述转筒上开设有若干第一通孔，所述变幅杆穿设在所述传动筒和所述连接筒中，所述辐射头位于所述转筒和所述旋切筒内。
[0014]优选的，所述传动筒的上端通过轴承连接有变幅杆保护筒，所述变幅杆保护筒设置在所述变幅杆的外侧，所述变幅杆保护筒开设有若干第二通孔。
[0015]优选的，所述旋切筒包括外筒和内筒，所述外筒和所述内筒之间设置有若干，所述外筒与所述转筒连接，所述内筒的筒壁上开设有若干旋切孔。
[0016]本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
[0017]本专利技术的超声换能器产生超声振动，超声振动经过变幅杆放大，最终由超声辐射头传递至熔体中，旋切机构实现对熔体的剪切，本专利技术将旋切机构与超声波振动系统相结合，在超声波场和旋切机构的共同作用下，能够有效的对熔体除气、细化晶粒、均匀化添加剂和组织，且不会对熔体造成污染，实现高品质合金铸锭的制备。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为本专利技术的超声波旋切辅助铸造装备示意图；
[0020]图2为本专利技术的旋切筒主视图；
[0021]图3为图2的A-A剖视图；
[0022]图4为本专利技术的旋切筒仰视图；
[0023]其中：1-超声换能器，2-一级变幅杆，3-支架，4-变速电机，5-传动结构，6-二级变幅杆，7-连接筒，8-辐射头，9-转筒，10-旋切筒。
具体实施方式
[0024]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0025]本专利技术的目的是提供一种超声波旋切辅助铸造装备，将超声波振动系统和与旋切机构相结合，在超声波场和旋切机构的共同作用下，实现对熔体的除气、细化铸件晶粒、降低铸件中沉淀相的偏聚，还能够有效的均匀化添加剂，提升铸锭的品质。
[0026]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0027]如图1-图4所示：本实施例提供了一种超声波旋切辅助铸造装备，包括超声波振动系统和与旋切机构，超声波振动系统位于旋切机构内部，超声波振动系统包括依次连接的超声换能器1、变幅杆和辐射头8，旋切机构包括驱动结构、传动结构5和转子结构，驱动结构通过传动结构5驱动转子结构转动，超声波振动系统与转子机构同轴。本实施例的超声换能器1产生超声振动，超声振动经过变幅杆放大，最终由超声辐射头8传递至熔体中，旋切机构实现对熔体的剪切，本实施例将旋切机构与超声波振动系统相结合，在超声波场和旋切机构的共同作用下，能够有效的对熔体除气、细化晶粒、均匀化添加剂和组织，且不会对熔体
造成污染，实现高品质合金铸锭的制备。
[0028]本实施例中，超声换能器1为压电式驱动，超声换能器1通过与超声电源连接，将输入的电能转化为声能，即产生超声振动，变幅杆配合超声换能器1，改变超声波振动幅度，使超声换能器1与辐射头8之间的负载匹配，提高电声转化效率。超声换能器1设置有冷却机构，可以通入压缩空气以降低超声换能器1的温度，防止温度过高，影响超声换能器1的效率和使用寿命。
[0029]本实施例中，变幅杆包括一级变幅杆2和二级变幅杆6，一级变幅杆2的一端与超声换能器1连接，一级变幅杆2的另一端与二级变幅杆6的一端连接，二级变幅杆6的另一端与辐射头8连接。
[0030]本实施例中，辐射头8的材料为钛合金，辐射头8的直径优选为50mm。
[0031]本实施例还包括支架3，驱动结构固定在支架3上，一级变幅杆2设置有凸台，凸台通过法兰盘固定在支架3上。
[0032]本实施例的驱动结构为变速电机4，通过对变速电机4的调控，改变转子机构的转速。
[0033]本实施例中，传动结构5包括相互啮合的第一锥齿轮和第二锥齿轮，第一锥齿轮与驱动结构的动力输出端固定连接，第二锥齿轮与转子结构固定连接。
[0034]本实施例中，转子机构的转速优先为0-3000r/min，转子结构包括自上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超声波旋切辅助铸造装备，其特征在于：包括超声波振动系统和与旋切机构，所述超声波振动系统位于所述旋切机构内部，所述超声波振动系统包括依次连接的超声换能器、变幅杆和辐射头，所述旋切机构包括驱动结构、传动结构和转子结构，所述驱动结构通过所述传动结构驱动所述转子结构转动。2.根据权利要求1所述的超声波旋切辅助铸造装备，其特征在于：所述变幅杆包括一级变幅杆和二级变幅杆，所述一级变幅杆的一端与所述超声换能器连接，所述一级变幅杆的另一端与所述二级变幅杆的一端连接，所述二级变幅杆的另一端与所述辐射头连接。3.根据权利要求1所述的超声波旋切辅助铸造装备，其特征在于：所述辐射头的材料为钛合金。4.根据权利要求2所述的超声波旋切辅助铸造装备，其特征在于：还包括支架，所述驱动结构固定在所述支架上，所述一级变幅杆设置有凸台，所述凸台通过法兰盘固定在所述支架上。5.根据权利要求1所述的超声波旋切辅助铸造装备，其特征在于：所述驱动结构为变速电机。...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘峙麟，吴大超，李瑞卿，蒋日鹏，张立华，李晓谦，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：