[发明专利]旋转式电磁离心铸造机

说明书

技术领域

本发明涉及的一种新型离心浇铸炉管工艺设备属于冶金领域。

背景技术

现有的离心铸造机有卧式、立式等类型，其主要结构由动力设备、传动机构、浇注装置、型筒等几部分构成，液态金属通过浇注装置浇注进高速旋转的型筒内，依靠离心力成型并凝固。利用此种离心铸造机制作铸件时，液态金属在型筒中靠离心力成型并凝固，铸件的组织易形成粗大的柱状晶组织，并且使重度不同的溶质元素产生严重的宏观偏析，从而影响铸件质量。为了解决上述问题发明了电磁离心铸造机，即在普通离心铸造机上，设置恒稳磁场，液态金属在与铸型一起高速旋转时，液态金属中产生感生电流，因而使液态金属受到与运动方向相反的电磁力，这种电磁离心铸造机确实能使铸件组织和性能有所改善，但这种电磁离心铸造机的型筒是在一对（N、S）恒稳磁场中旋转，液态金属中产生的电磁力始终与其运动方向相反，而且在旋转一周内电磁力从零到最大值周期性变化。但是这种装置受到磁场强度的限制，磁场过大对人体有害，而且电场力的周期变化，也不利于铸件的宏观、微观组织的进一步细化。

发明内容

本发明的目的是提出一种能克服上述缺陷，消除合金元素偏析现象、改善炉管性能的新型离心浇铸炉管的一种旋转式电磁离心铸造机。

本发明通过以下技术方案实现发明目的：

一种旋转式电磁离心铸造机，包括型筒、液态金属、铁芯、线圈，所述型筒的外面增添旋转式电磁发生器，所述旋转式电磁发生器有三对线圈及铁芯组成，连接三相电流后在型筒内形成旋转磁场，所述液态金属置于型筒内。

旋转式电磁发生器采用旋转式电磁搅拌器原理，通入三相电流后能在型筒内产生旋转磁场。改变三相电流的相位可以调节磁场旋转方向，在实际应用中要求磁场旋转方向和型筒转动方向相反，以增大金属元素切割磁感线的相对速度。电场力的大小和相对切割速度成正比。因而，为达到相同的电场力，本装置所需的磁场强度要比恒定磁场强度小。同时，旋转磁场在型筒周围提供的磁场强度比较均匀，由此产生的电场力波动要比恒定磁场小，有利于进一步细化铸件的宏观、微观组织，改善金属元素的分布，大幅度提高铸件的综合性能。

有益效果：

通过本发明的这种电磁力的作用，使液态金属20在成型和凝固过程中的温度场、流质分布、析出相的形态与分布，机械变质等都与原来的离心铸造显著不同，因此在一定范围内实现在铸件组织性能的有效控制。

附图说明

图1为旋转式电磁离心铸造炉管结构图。

图2为旋转式电磁离心铸造工艺示意图。

附图标记说明：40---线圈；30---铁芯；20---液态金属；10---型筒

具体实施方式    

参见附图，一种旋转式电磁离心铸造机，设置型筒10、液态金属20、铁芯30、线圈40，型筒10的外面增添旋转式电磁发生器，旋转式电磁发生器有三对线圈40及铁芯30组成，连接三相电流后在型筒10内形成旋转磁场，所述液态金属20置于型筒10内。

本发明在普通离心机的型筒外加设了旋转式电磁发生器，并增添水冷装置，加设的旋转式电磁发生器采用旋转式电磁搅拌器原理，型筒的周围均匀分布三对线圈，接通三相电流后能在型筒中产生旋转磁场，加设的旋转式电磁发生器产生的旋转磁场作用于型筒内的金属液，在其中产生感应电流，该电流又与旋转式电磁发生器产生的磁场相互作用而产生电磁力，引起合金元素的迁移。本发明加设的旋转式电磁发生器可通过改变电流强度来改变磁场强度，从而实现对铸件组织性能进行有效控制。

与普通离心浇铸型筒相比，本发明在型筒10的外面增添旋转式电磁发生器。和旋转式电磁搅拌器的原理相同，旋转式电磁发生器有三对线圈40及铁芯30组成，连接三相电流后能在在型筒内形成旋转磁场，改变电流相位可改变旋转方向。参见附图2在运行过程中，使旋转磁场角速度ω₂的方向和型筒角速度ω₁的方向相反，此时型筒中合金元素受到重力f_g、离心力f₁和电磁力f₂的作用，其中电磁力f₂方向与型筒运动方向相反。正是由于这种电磁力的作用，使液态金属20在成型和凝固过程中的温度场、流质分布、析出相的形态与分布，机械变质等都与原来的离心铸造显著不同，因此在一定范围内实现在铸件组织性能的有效控制。