一种用悬浮震荡剪、折断力细化晶粒增加金属密度的方法技术

本发明专利技术公开了一种用悬浮震荡剪、折断力细化晶粒增加金属密度的方法，其特征在于：它包括如下步骤：(1)准备被震体；(2)选择适合的组合参数以备用；(3)选择震荡装置；(4)将生产制作好的被震体放置到悬浮振荡装置上并固定。(5)启动震荡源；(6)保持震荡系统稳定运转两分钟后才能开始浇注；(7)将合格的金属液运往震荡系统开始浇注，从开始浇注时间保持6～11分钟，停止系统运转，铸件在箱内冷却要求的时间出箱。本发明专利技术具有如下优点：本发明专利技术可以使铸件本体晶粒度提高1～2级；本发明专利技术可以使铸件本体密度提高3

【技术实现步骤摘要】
一种用悬浮震荡剪、折断力细化晶粒增加金属密度的方法


[0001]本专利技术涉及金属材料
，具体是指一种用悬浮震荡剪、折断力细化晶粒增加金属密度的方法。

技术介绍

[0002]对于多晶粒金属而言，有以下几种细化晶粒的方法：
[0003]金属型铸造：包括金属模型，铁模覆砂，铁砂等几种形式的金属型铸造；该方法是遇过冷金属型，在铸件表面形成较大的过冷度，使金属快速冷却而获得较细的晶粒，而提高铸件表面金属的晶粒度，从而达到细化晶粒的目的；其不足之处是该方法只能使铸件表面0
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10mm内晶粒得到细化，且铸件内外组织致密度不均匀，对铸件的密度，尤其是铸件整体的密度提升不大；该方法只适用于铸件表面、局部、及薄壁件的晶粒细化，且需要的辅助装备量较大效率低。
[0004]合金化细化晶粒的方法：该方法是在金属液中加入多种贵重复合金属，改变金属特性，增加形核数量及组织形态，从而达到细化晶粒提高金属的机械性能；该方法只对细化晶粒起作用，但对铸件密度提升作用不大，且成本较高。
[0005]电磁铸造细化晶粒：该方法是在传统铸造的型外施加高磁通量的电磁装置，使铸件凝固时能按照设计的方向晶粒排布和细化晶粒，该方法只针对特殊铸件且在局部面和小件上应用；其不足之处在于需要辅助设备造价昂贵，且由于高磁通磁场的存在对环境及人体的安全不好，对提高铸件的整体密度作用不大。
[0006]用热处理的方法细化晶粒：该方法是将铸件毛坯再次或多次加热，使铸件的晶粒重组达到铸件晶粒细化的作用，但对铸件密度提升无作用且延长了较长的生产周期增加了成本。

技术实现思路

[0007]本专利技术要解决的技术问题是克服以上技术缺陷，提供一种用悬浮震荡剪、折断力细化晶粒增加金属密度的方法。
[0008]一种用悬浮震荡剪、折断力细化晶粒增加金属密度的方法，其特征在于：它包括如下步骤：
[0009](1)准备被震荡体；
[0010](2)选择适合的组合参数以备用；
[0011](3)选择震荡装置；
[0012](4)将生产制作好的被震荡体放置到悬浮振荡装置上并固定。
[0013](5)启动震荡源；
[0014](6)保持震荡系统稳定运转两分钟后才能开始浇注；
[0015](7)将合格的金属液运往震荡系统开始浇注，从开始浇注时间保持6～11分钟，停止系统运转，铸件在箱内冷却要求的时间出箱。
[0016]作为改进，所述悬浮震荡系统由悬浮震荡装置和被震荡体两大部分组成。
[0017]作为改进，所述震荡装置由震荡源，钢结构体，弹性系统和电控制柜组成；所述震荡装置包括两种形式：一种是悬挂式悬浮震荡装置，它是依靠该装置被将震荡体完全悬挂，使之悬浮在空中，由震荡源传递出水平圆轴方向的交变力，最终转化为交变蠕变剪断折断力，作用到正在凝固的铸件上；另一种是垂直悬浮震荡装置，它是依靠装置将被震荡体垂直支撑，在震荡源输出垂直向上的力时，通过弹性体使其向上弹起，瞬间悬空(悬浮)，之后又由重力使其向下运动，这样交替上下往复将震荡悬浮力按照一定频率传递到被震荡体上。
[0018]作为改进，所述被震荡体由钢性沙箱，耐高温型砂(紧实度大于85)，高温耐火涂料，带有浇注系统的铸件空腔或实体(消失模铸造模型为泡沫实体)组成。
[0019]作为改进，所述组合参数包括以下参数内容：铸钢件：凝固范围宽，糊状凝固；铸件厚度大于50mm，重量200kg左右，无断开式热结；顶注；浇注温度：1460
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1510℃；浇注速度：5
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7kg/s；浇注动压头大于 800mm；涂料：若用消失模铸造方法生产铸件一定要选用具有高温强度的涂料，型砂强度大于85，若用消失模生产，其负压度大于
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0.065MP；震荡方式选用垂直震荡方法(或用悬挂水平圆心震荡方法)；保持时间：6
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11分钟；水平震荡作用到被震荡体的力12
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30kg/m3，垂直震荡作用到被震荡体的力62
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120kg/m3；震幅0.5
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1.5mm；震荡频率3000
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4500转/分。
[0020]本专利技术具有如下优点：本专利技术是与过去铸造方法中在浇注环节上的主要结合与填充，是对铸件本体品质提升的主要方法之一；适用于消失模铸造、树脂砂，水玻璃砂、粘土砂、潮模砂、干型砂、壳型砂姓砂等，只要能满足于连续刚性力传递条件，最后能在型腔内转化为交变蠕变剪断折断力的铸造方法。只需配置相对应的悬浮震荡装置即可；适用于自动生产线和散布生产线；适用于有色金属铸铁铸钢金属材料的铸件(结构壁厚大于30毫米)；对凝固范围较宽，糊状凝固的厚壁金属铸件效果更加显著；首先要彻底搞清细化和增加密度的原理。然后选择正确的悬浮震荡装置；再选择正确合理的组合参数；本专利技术可以使厚大断面铸件(50
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200mm)实现无冒口铸造；针对断开式热节铸钢件，热结主结构厚度(小于25毫米)＝3:1 的多点热节的铸钢件实现无冒口浇注而无缩松，其工艺出品率提高40％，起到了节能高效的作用；本专利技术可以使铸件本体晶粒度提高1～2级；本专利技术可以使铸件本体密度提高3
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7％。
具体实施方式
[0021]下面通过具体实施例对本专利技术作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能依此限定本专利技术的保护范围。
[0022]本专利技术使用一种悬浮震荡剪断、折断力，剪断或折断快要完全凝固的金属液体中大的枝状晶；从而使浇注的铸件金属细化晶粒，同时打通金属液的补缩通道，进而也增加了金属密度的方法。
[0023]晶粒细化原理：每种金属在从液态金属到最后凝固都要经过高温液态、低温液态、半凝固混合液态、最后凝固、冷却到最后常温固态金属；本专利技术用物理的方法，给系统一个交变震荡力；最后传导到液固混合的半凝固状态的熔溶池中；该词是由N个微熔池单元组成；每个微单元熔池由正在快速生长的树枝状晶和较粘稠的液态金属及其他高低熔点的化合物组成；粘稠的金属液体可以接收外力而转变成交变的蠕变剪断、折断力；作用到正在快
递长大的枝状晶上，将其剪断或折断(取决于施力的方向)，从而使枝状晶的尺寸减小，最终达到了细化晶粒的目的关键只有液态金属在一定粘稠度下才能在外力的作用下产生交变蠕变剪断、折断力；关键只有液态金属在一定粘稠度下才能在外力的作用下产生交变蠕变剪断、折断力。
[0024]金属液体补缩及提高密度原理：由于金属凝固收缩会在每个熔溶池单元和相邻单元之间形成微小的空穴空间，即微观疏松；不采取任何措施，枝状晶在自由状态下生长凝固会造成无数的树枝状晶纵横交叉生长；形成宏观的空洞；若不能及时改变该状态，将堵塞了金属液体补充该空间的通道，最后形成了宏观缩松；这两状态最后的结果是导致大幅度降低了金属铸件的密度；本专利技术是利用了给系统一种悬浮震荡外力传递到粘稠的熔溶液体中转变成无数个交变蠕变，剪断折断力，将自由状态下生长的纵横交叉的粗大的枝状晶剪折断；打本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用悬浮震荡剪、折断力细化晶粒增加金属密度的方法，其特征在于：它包括如下步骤：(1)准备被震荡体；(2)选择适合的组合参数以备用；(3)选择震荡装置；(4)将生产制作好的被震荡体放置到悬浮振荡装置上并固定。(5)启动震荡源；(6)保持震荡系统稳定运转两分钟后才能开始浇注；(7)将合格的金属液运往悬浮震荡系统开始浇注，从开始浇注时间保持6～11分钟，停止系统运转，铸件在箱内冷却要求的时间出箱。2.根据权利要求1所述的一种用悬浮震荡剪、折断力细化晶粒增加金属密度的方法，其特征在于：所述悬浮震荡系统由悬浮震荡装置和被震荡体两大部分组成。3.根据权利要求2所述的一种用悬浮震荡剪、折断力细化晶粒增加金属密度的方法，其特征在于：所述震荡装置由震荡源，钢结构体，弹性系统和电控制柜组成；所述震荡装置包括两种形式：一种是悬挂式悬浮震荡装置，它是依靠该装置被将震荡体完全悬挂，使之悬浮在空中，由震荡源传递出水平圆轴方向的交变力，最终转化为交变蠕变剪断折断力，作用到正在凝固的铸件上；另一种是垂直悬浮震荡装置，它是依靠装置将被震荡体垂直支撑，在震荡源输出垂直向上的力时，通过弹性体使其向上弹起，瞬间悬空(悬浮)，之后又由重力使其向下运动，这样交替上下往复将震荡悬浮力按照一定频率传递到被震荡体上。4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵清祯，崔芮元，刘长利，翟国山，李林，
申请(专利权)人：河北瑞欧智能装备有限公司，
类型：发明
国别省市：