熔融金属的超声波除气制造技术

本发明专利技术公开了用于从熔融金属中除气和用于从熔融金属中去除杂质的方法和装置。这些方法可以包括以下步骤：在金属熔池中操作超声波装置；和在与所述超声波装置极接近的范围中将吹洗气体添加到金属熔池中。在优选的实施例中，吹洗气体出口位于连接到超声波换能器的细长探头的末端。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及熔融金属的超声波除气。
技术介绍
特定金属物品的加工或铸造会需要含有熔融金属的熔池，并且熔融金属的该熔池可以保持在介于700°C至1200°C的范围内的温度下，或者更多地依赖于具体的金属。许多器具或装置可以用于金属熔池中以用于所需的金属物品的制造或铸造。存在对使这些器具或装置更好地承受金属熔池中遇到的高温、有利地具有更长使用期限且限制为不与特定的熔融金属反应的需求。此外，熔融金属可以具有溶解在其中的一种或多种气体和/或存在于其中的杂质，并且这些气体和/或杂质会不利地影响所需的金属物品的最终制造和铸造和/或金属物品本身产生的物理特性。尝试减少存在于金属熔池中的溶解气体或杂质的量没有完全成功`。因此，存在对从熔融金属中除去气体和/或杂质的改进方法的需求。
技术实现思路
提供本
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从而以简化的形成引入原理的选择，所述选择在以下详细说明中被进一步说明。该
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不旨在表示所主张的主题的所需特征或基本特征。该
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也不旨在用于限制主张的主题的保护范围。本专利技术涉及用于减少金属熔池中的溶解气体 (和/或各种杂质)的量的方法(例如超声波除气)。在一个实施例中，所述方法可以包括以下步骤在金属熔池中操作超声波装置；和在与所述超声波装置极接近的范围中将吹洗气体引入到金属熔池中。例如，溶解气体可以包括氢气，金属熔池可以包括铝或铜(包括其合金)，并且吹洗气体可以包括氩气和/或氮气。吹洗气体可以在超声波装置的大约50cm (或 25cm、或15cm、或5cm、或2cm)之内的范围中被添加到金属熔池。本专利技术还公开了超声波装置，并且这些超声波装置可以用于许多不同的应用中，包括超声波除气。对于一个示例，超声波装置可以包括超声波换能器；细长探头，所述细长探头包括第一端部和第二端部，第一端部连接到超声波换能器，第二端部包括末端；和吹洗气体输送系统，其中吹洗气体输送系统可以包括吹洗气体入口和吹洗气体出口。在一些实施例中，吹洗气体出口可以在细长探头的末端的大约IOcm(或5cm、或Icm)之内的范围中，而在其它实施例中，吹洗气体出口可以位于细长探头的末端。另外，超声波装置可以对于每个超声波换能器包括多个探头组件和/或多个探头。上述
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和以下详细说明均提供了示例且仅是示例性的。因此， 上述
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和以下详细说明将不会被认为是限制性的。此外，除了在此所述之外还可以提供特征或变更。例如，特定实施例可以涉及详细说明中所述的各种特征组合和子组合。附图说明并入本公开文本中并构成本公开本文的一部分的附图显示了本专利技术的各个实施例。在附图中图1是本专利技术的一个实施例中的超声波装置的部分横截面图；图2是本专利技术的另一个实施例中的超声波装置的部分横截面图；图3是本专利技术的又一个实施例中的超声波装置的部分横截面图；图4是显示对于每一个示例1-4与铝的理论密度相比的百分比密度差的柱状图5是显示示例1-4中的每一个的以ppm为单位的氢含量的柱状图；以及图6是示例5-8的作为时间函数的氢浓度的标绘图。具体实施方式以下详细说明参考附图。只要可以，相同或相似的附图标记在附图和以下说明中用于表示相同或相似的元件。虽然可说明本专利技术的实施例，但变型、改进和其它实施方式也是可以的。例如，可以对附图中所示的元件进行替换、添加或修改，并且在此说明的方法可以通过对公开的方法更换、重新排序或添加步骤来修改。因此，以下详细说明不限制本专利技术的保护范围。术语“一”和“所述”是指包括多个可选形式，例如至少一个。例如，除非另作说明，否则公开的“超声波装置”、“细长探头”、“吹洗气体”等表示多于一个的超声波装置、 细长探头、吹洗气体等中的一个或其组合。在此提到的所有公开出版物和专利在此为了说明和公开例如公开出版物中记载的构造和方法的目的而并入本文供参考，其中所述构造和方法可以与本专利技术结合使用。贯穿本文说明的公开出版物仅仅提供其在本申请的申请日之前的公开文本。在此并不是解释为专利技术人未被授权根据在前的专利技术预料到这种公开内容的许可。申请人在本专利技术中公开了几种类型的范围。当申请人公开或主张任何类型的范围时，申请人的目的是独立地公开或主张每一个可能的数量，从而使这种范围可以合理地涵盖，从而包括所述范围的端点以及在此包含的任何子范围和子范围的组合。例如，在本专利技术的实施例中，吹洗气体可以以在从大约I升/分钟到大约50升/分钟的范围内的速率被添加到金属熔池。通过公开在从大约I升/分钟到50升/分钟的范围内的流动速率，申请人目的是列举流动速率可以为大约 I升/分钟、大约2升/分钟、大约3升/分钟、大约4升/分钟、大约5升/分钟、大约6升 /分钟、大约7升/分钟、 大约8升/分钟、大约9升/分钟、大约10升/分钟、大约11升/ 分钟、大约12升/分钟、大约13升/分钟、大约14升/分钟、大约15升/分钟、大约16升 /分钟、大约17升/分钟、大约18升/分钟、大约19升/分钟、大约20升/分钟、大约21 升/分钟、大约22升/分钟、大约23升/分钟、大约24升/分钟、大约25升/分钟、大约 26升/分钟、大约27升/分钟、大约28升/分钟、大约29升/分钟、大约30升/分钟、大约31升/分钟、大约32升/分钟、大约33升/分钟、大约34升/分钟、大约35升/分钟、大约36升/分钟、大约37升/分钟、大约38升/分钟、大约39升/分钟、大约40升/分钟、大约41升/分钟、大约42升/分钟、大约43升/分钟、大约44升/分钟、大约45升/ 分钟、大约46升/分钟、大约47升/分钟、大约48升/分钟、大约49升/分钟或大约50 升/分钟。另外，流动速率可以在从大约I升/分钟到大约50升/分钟的任何范围内(例如，速率在从大约2升/分钟到大约20升/分钟的范围内)，并且这还包括在大约I升/分钟与大约50升/分钟之间的范围的任何组合。同样地，在此公开的所有其它范围应以类似的方式来解释。本专利技术的实施例可以提供用于熔融金属的超声波除气的系统、方法和/或装置。这种熔融金属可以包括但不限于铝、铜、钢、锌、镁和类似金属或者这些和其他金属 (例如合金)的组合。因此，本专利技术不限于任何特定的金属或金属合金。由熔融金属进行的物品的加工或铸造会需要含有熔融金属的熔池，并且熔融金属的该熔池可以保持在高温下。例如，熔融铜可以保持在大约1100°C的温度下，同时熔融铝可以保持在大约750°C的温度下。如在此所使用，术语“熔池”、“金属熔池”和类似熔池表示可容纳熔融金属的任何容器，包括器皿、熔锅、料槽、洗涤槽等。熔池和金属熔池术语用于包括分批、连续、半连续等的操作，并且例如其中熔融金属基本上是静态的(例如通常与熔锅有关)以及其中熔融金属基本上在运动中(例如通常与洗涤槽有关)。许多器具或装置可以用于监控、测试或改变熔池中的熔融金属的状态以及用于所需的金属物品的最终制造或铸造。需要这些器具或装置更好地承受金属熔池中遇到的高温，有利地具有更长的使用期限且被限制为不与熔融金属反应，而无论金属是(或金属包括)铝或铜或钢或锌或镁等等。此外，熔融金属可以具有溶解在其中的一种或多种气体，并且这些气体可以不利地影响所需的金属物品的最终制造和铸造和/或金属物品本身产生的物理特性。例如，溶解在熔融金属中的气体可以包括氢气、 氧气、氮气、二氧化硫和类似气体或其本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.04.09 US 61/322,3241.一种用于減少金属熔池中的溶解气体的量的方法，所述方法包括以下步骤在所述金属熔池中操作超声波装置；和 在与所述超声波装置极接近的范围中将吹洗气体引入到所述金属熔池中。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述溶解气体包括氧气、氢气、ニ氧化硫或其组合。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述金属熔池包括铝、铜、锌、钢、镁或其组合。4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，所述吹洗气体包括氮气、氦气、氖气、IS气、氪气、氣气或其组合。5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中，所述吹洗气体被以在从大约0.1L/min到大约150L/min的范围内的速率引入到所述金属熔池中。6.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中，所述吹洗气体以从所述金属熔池输出的姆kg/hr吹洗气体的在从大约10mL/hr到大约500mL/hr的范围内的速率被引入到所述金属熔池中。7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其中，所述方法使得所述金属熔池中的溶解气体的量減少至少大约10重量百分比。8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其中，所述方法使得所述金属熔池中的碱金属杂质減少。9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其中，所述溶解气体包括氢气，并且其中所述方法使得所述金属熔池中的氢气的量減少到小于大约4ppm。10.根据权利要求1-9中任一项所述的方法，其中，所述方法在基本上缺少氯气的情况下实施。11.根据权利要求1-10中任一项所述的方法，其中，所述超声波装置包括 超声波换能器；和 细长探头，所述细长探头包括第一端部和第二端部，所述第一端部连接到所述超声波换能器，所述第二端部包括末端；以及 其中，所述吹洗气体在所述超声波装置的末端的大约25cm之内的范围中被引入到所述金属熔池中。12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述吹洗气体在所述超声波装置的末端的大约5cm之内的范围中被引入到所述金属熔池中。13.根据权利要求11所述的方法，其中，所述吹洗气体通过所述超声波装置的末端被引入到所述金属熔池中。14.一种用于減少金属熔池中的溶解气体的量的方法，所述方法包括以下步骤 在所述金属熔池中操作超声波...

【专利技术属性】
技术研发人员：维克多·F·朗德基斯特，凯文·S·姬尔，
申请(专利权)人：南线公司，
类型：
国别省市：