用于金属凝固过程中制备非枝晶组织的方法技术

用于制备非技晶组织的金属凝固控制方法，其特征在于在熔融状态的金属液的冷却过程中，在金属液中通入方波脉冲电流，然后再进行浇注。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于冶金

技术介绍
在普通铸造的凝固过程中，通常在凝固组织中形成发达的树枝晶。铸件质量的优劣，力学性能的好坏，宏观偏析、裂纹等均与铸锭中的树枝晶有很大的关系。电磁场在材料制备过程中的应用已开始从改进传统工艺过程发展成为新材料，新工艺开发的源泉。相关研究发现脉冲电流对金属的凝固过程及其组织具有良好的孕育和变质作用，这些研究基本是采用R-L-C冲放电电路来探讨脉冲电流的幅值和频率对凝固过程和组织的影响。没有应用于实际生产的具体方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是在金属液在凝固过程中将发达树枝晶转变为细小的非枝晶组织。用于制备非技晶组织的金属凝固控制方法，在熔融状态的金属液的冷却过程中，在金属液中通入方波脉冲电流，然后再进行浇注。根据以上所述的用于制备非技晶组织的金属凝固控制方法，从金属液中通入方波脉冲电流开始，待金属液中通入方波脉冲电流开始时的温度降低50℃-100℃时再进行浇注。本专利技术改变了金属凝固过程中形核的热力学势垒和扩散激活能，激发金属液处于振荡状态，而使晶粒细化，同时，由于脉冲电流与其产生的脉冲磁场的相互作用而诱发的磁流体动力学效应及所激发的振荡状态，在金属液中产生较大的扰动，使合金元素变得更加弥散，温度场变得更加均匀，加大金属液整体的过冷度，增加并弥散了形核核心，抑制枝晶的生长，促使其非枝晶化，使晶粒细化。由于方波脉冲电流对金属熔体的作用是一种体作用，因此本专利技术可以用于合金液体中，也可以用于纯金属液中。所采用的电极可以用与原合金相同成分的材料，也可以用高熔点低污染的材料，降低对金属液的污染。金属液经脉冲电流处理后，其成分更加均匀，并且可以使组织更加致密均匀，可以减少宏观的偏析，使铸件的力学性能提高。脉冲电流处理后的凝固组织，其晶粒为球状晶粒，且具有一定的尺寸稳定性。本专利技术方法操作简单，使用方便。附图说明图1是ZA27合金自由凝固后的金相图，图2是ZA27合金采用本专利技术方法凝固后的金相图。具体实施例方式本专利技术采用ZA27合金材料，以重量百分比表示，其材料成分别为Zn26.21％，Cu 2.09％，Mg 0.013％。在熔融状态的ZA27合金金属液的冷却过程中，在金属液中通入方波脉冲电流，从金属液中通入方波脉冲电流开始，待金属液中通入方波脉冲电流开始时的温度降低50℃-100℃时再进行浇注。图1是ZA27合金自由凝固后的金相图，图2为ZA27合金采用本专利技术方法凝固后的金相图，比较两个图可以看出，采用本专利技术方法凝固的组织均匀细小，并且基本上为球状组织。权利要求1.用于制备非技晶组织的金属凝固控制方法，其特征在于在熔融状态的金属液的冷却过程中，在金属液中通入方波脉冲电流，然后再进行浇注。2.根据权利要求所述的用于制备非技晶组织的金属凝固控制方法，其特征在于从金属液中通入方波脉冲电流开始，待金属液中通入方波脉冲电流开始时的温度降低50℃-100℃时再进行浇注。全文摘要用于制备非技晶组织的金属凝固控制方法，在熔融状态的金属液的冷却过程中，在金属液中通入方波脉冲电流，然后进行浇注。文档编号B22D1/00GK1559721SQ20031011892公开日2005年1月5日 申请日期2003年12月4日 优先权日2003年12月4日专利技术者许广济, 尹建军, 丁雨田, 王兴贵, 丁宗富, 寇生中, 王劲, 李金奎 申请人:兰州理工大学本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：许广济，尹建军，丁雨田，王兴贵，丁宗富，寇生中，王劲，李金奎，
申请(专利权)人：兰州理工大学，
类型：发明
国别省市：