制备细小晶粒、偏析程度低的合金铸造装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于合金铸造领域，具体涉及制备细小晶粒、偏析程度低的合金铸造装置和方法。所述装置包括：二次加料系统，熔炼系统，浇注系统，铸模，环形磁场发生器，定向磁场发生器和舱体；所述铸模安放在环形磁场发生器和定向磁场发生器中心，通过两种磁场的作用在铸模内的未凝固液态金属中产生剪切流。所述方法是将熔化的液态金属凝固后直接得到晶粒细小、偏析程度低的合金铸锭，以及由此方法制备的具有低偏析程度的大尺寸跨尺度结构高温合金铸锭。

【技术实现步骤摘要】
制备细小晶粒、偏析程度低的合金铸造装置和方法
：本专利技术属于合金铸造领域，具体涉及制备细小晶粒、偏析程度低的合金铸造装置和方法。
技术介绍
传统重力铸造过程中，金属液进入铸型后，在铸型壁和金属液中心存在大的温度梯度，导致铸锭组织在宏观上形成表层细晶区、柱状晶区和中心等轴晶区三个区域，同时温度梯度驱动下的溶质再分配过程导致溶质原子在液态金属液固界面前沿不断富集，最终产生了铸锭的宏观偏析。细化晶粒是以提升金属材料的强度、减轻或消除偏析来提升金属材料的塑性，这是材料学者们的研究热点。在细化晶粒过程中，人们通过控制金属凝固过程中的过冷度以增加金属液的形核率，在金属液中形成更多的初始晶核来增加晶粒数量以细化晶粒。以快速凝固为例，通过提高金属液的冷却速度一方面可以获得大的过冷度来增加形核率，使得金属组织明显细化，同时，由于金属液固界面迁移速度极快，溶质原子来不及再分配便被捕捉凝固，减轻了金属组织的偏析程度。常见的快速凝固方法有：气枪法、旋铸法、工作表面熔化与自淬火法和雾化法，这些方法一般适用于小块细晶金属或者大块金属表层组织的细化，并不能在大块金本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备细小晶粒、偏析程度低的合金铸造装置，其特征在于，所述装置包括：/n二次加料系统，用于容纳中间合金和/或易挥发金属并给熔炼系统进行二次加料；/n熔炼系统，用于熔融待铸造金属；/n浇注系统，用于将熔炼系统中的金属熔体浇注到铸模中；/n铸模，用于金属熔体凝固成型；/n环形磁场发生器，用于在金属熔体中产生沿切向的环形剪切力；/n定向磁场发生器，用于在金属熔体中提供沿径向的定向剪切力；/n舱体，用于集成所述二次加料系统、熔炼系统、浇注系统、铸模、环形磁场发生器和定向磁场发生器。/n

【技术特征摘要】
1.一种制备细小晶粒、偏析程度低的合金铸造装置，其特征在于，所述装置包括：
二次加料系统，用于容纳中间合金和/或易挥发金属并给熔炼系统进行二次加料；
熔炼系统，用于熔融待铸造金属；
浇注系统，用于将熔炼系统中的金属熔体浇注到铸模中；
铸模，用于金属熔体凝固成型；
环形磁场发生器，用于在金属熔体中产生沿切向的环形剪切力；
定向磁场发生器，用于在金属熔体中提供沿径向的定向剪切力；
舱体，用于集成所述二次加料系统、熔炼系统、浇注系统、铸模、环形磁场发生器和定向磁场发生器。


2.根据权利要求1所述的一种制备细小晶粒、偏析程度低的合金铸造装置，其特征在于，所述环形磁场发生器和定向磁场发生器同时工作或交替工作。


3.根据权利要求1所述的一种制备细小晶粒、偏析程度低的合金铸造装置，其特征在于，所述环形磁场发生器产生的磁场强度范围为0.1～10T。


4.根据权利要求1所述的一种制备细小晶粒、偏析程度低的合金铸造装置，其特征在于，所述定向磁场发生器产生的磁场强度范围为0.1～10T。


5.根据权利要求2所述的一种制备细小晶粒、偏析程度低的合金铸造装置，其特征在于，所述环形磁场发生器和定向磁场发生器同时工作时，所述环形磁场发生器产生的磁场强度和定向磁场发生器产生的磁场强度相同或不同。


6.一种制备细小晶粒、偏析程度低的合金铸造的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
S1，烘干：将金属原料清洗后放于烘干炉中烘干1～3小时；
S2，合金化金属：采用熔炼系统和二次加料系...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晓华，秦军伟，王自东，王艳林，陈凯旋，曹裕栋，杨明，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京;11